经济物理学

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经济物理学(Econophysics)

　　经济物理学是由美国波士顿大学物理学教授H．EugeneStanley等人于20世纪90年代初首次提出来、用来描述物理学家在20世纪最后二十多年中对股票市场、公司成长以及相关的经济问题所作出的研究成果的。

　　顾名思义，它是将物理学的相关理论、方法、技术和模型，例如统计物理学、非线性动力学、流体力学、量子力学等等，应用于经济学，尤其是金融学领域，此时又称为金融物理学(Financial Physics)，如金融市场建模、资本性资产定价、风险管理等等，研究分析经济现象和金融系统中大量的实证数据之间的微观特征和内部关联，解释金融现象，揭示规律和问题，预测其发展趋势和避免金融风险。

　　到目前为止，物理学家和经济学家在经济物理学方面的研究主要集中在两个方面。一是实证特性分析，即收集从实际市场中获取的真实数据，通过统计方法和计量模型，获得整体行为特征，如相关性、波动性等。二是建立微观动力学模型，即通过建立与实证结果基本一致的动力学模型，研究系统遵循的演变规律，掌握其变化发展的趋势。

　　在实证分析方面，经济物理学的研究主要集中在对不同现象的经验研究，希望通过这种经验研究获得一些普适性或特殊性规律。具体地说，主要集中在三个方面：一是对股票价格、外汇兑换率或商品价格的时间序列的研究，尤以对股票价格时间序列的研究为主。二是对公司成长、GDP变化和个人收入增长的研究。三是对经济现象的网络分析(即“小世界”模型研究)。

　　比较被接受的研究方法主要有两种：

　　第一个是对经济数据的统计分析，也就是直接寻找经济变量之间的数学规律，类似探寻真实现象或数值的物理实验。比如，近来在对股票市场的研究中已经发现了很多有别与传统观念的stylized facts，有助于进一步研究和控制高风险事件。

　　第二个是agent based modelling，也就是构造模型解释经济现象背后的内在原因。Agent based modelling的方法通过抽象经济活动中相互作用的决策者（agent——可以是投资者、银行、政府，等等）并借助计算机模拟这些agents在一定的游戏规则（内在人性，外在的奖励机制以及惩罚机制）下的经济现象发生和转变的过程，不仅能处理静态的线性的平稳的过程，也能处理传统的经济学模型通常无能为力的动态的非线性的动荡的过程。

　　经济物理学的产生有两个方面的原因。

　　第一是外部原因，即在20世纪80年代以后，理论经济学被纯数学所统治，许多的观察结果与研究结论不一致，一些经济理论和金融理论赖以成立的基本假设与实际不符。

　　第二是内部原因，一方面，虽然经济学通常被认为是社会科学，但是在某些方面，经济学中的一些定律却与自然科学有相似之处。经济现象中的集体行为(collective behavior)，可以通过定量方法，如统计方法来处理。另一方面，物理学是以实验为基础的科学，物理学家具有很好的处理实验数据和构建理论的能力。经济系统往往是由多个部分相互作用的整体，是多体、复杂系统，具有海量的数据。例如美国的股票交易一年有24张光盘的数据，我国上海证券交易所交易主机日处理委托2900万笔，成交6000万笔，每秒可完成16000笔交易。这些数据为统计分析提供了难得数据和机会。统计物理学和量子力学都是研究分子之间的相互作用的规律及其宏观表现的，具有处理由相互作用的部分所组成的系统的有效方法。股票市场的变化若存在某种内部规律性，那么这种规律性或内部矛盾运动到一定程度应该在宏观上有一定的表现。通过这些表现，尤其是普适性的表现，就可以研究内部变化规律，建立符合实际的理论模型。

　　自20世纪90年代以来，经济物理学的研究取得了许多进展，其研究成果为银行和经纪人估计风险、确定费用、平衡风险提供了实际应用。许多研究成果不断刊登在《Nature》、《Science》、《Physical Review Letters》、《Physics Review))、《Physical Review E》、《Physica A》等著名的学术期刊上。1996年，在匈牙利首都布达佩斯召开了由物理学家、经济学家和金融学家共同参与的首届国际经济物理学专题研讨会(Econophysics Workshop)，标志着经济物理学这一新兴学科的正式诞生；1999年夏天，200余名物理学家聚集爱尔兰首都都柏林，参加了由欧洲物理协会(European Physical Society)举办的题为“物理学在金融分析中的应用”(Applications of Physicsto Financial Analysis，APFA)的首届国际会议；接着分别于2000年7月(比利时，列日)、2001年12月(伦敦)、2003年11月(波兰，华沙)和2004年9月(英国牛津大学)召开了第二届至第五届国际经济物理学专题研讨会。我国也于2001年8月在广西师范大学召开了第二届复杂性科学和经济物理学理论与应用国际学术会议。相关的国际性学术会议还有：国际智能金融研讨会(International Workshopon Intelligent Finance，IWlF)(首届会议于2004年12月13—14日在澳大利亚墨尔本举行)、统计物理和非平衡系统会议(SPHINX)、经济学复杂行为：建模、计算和控制会议、经济物理学和金融复杂性研讨会、经济物理学和统计金融学国际研讨会等等。与此同时，许多研究经济物理学，尤其是金融物理学的专家相继成为世界著名银行、证券交易所或投资公司的中高层领导。在华尔街的金融机构中，大约一半的定量分析师拥有物理学博士学位，大大超过了经济学专家的数量。这些都充分说明了经济物理学具有较高的国际学术性和较强的实际应用性。

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