經濟物理學

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經濟物理學(Econophysics)

　　經濟物理學是由美國波士頓大學物理學教授H．EugeneStanley等人於20世紀90年代初首次提出來、用來描述物理學家在20世紀最後二十多年中對股票市場、公司成長以及相關的經濟問題所作出的研究成果的。

　　顧名思義，它是將物理學的相關理論、方法、技術和模型，例如統計物理學、非線性動力學、流體力學、量子力學等等，應用於經濟學，尤其是金融學領域，此時又稱為金融物理學(Financial Physics)，如金融市場建模、資本性資產定價、風險管理等等，研究分析經濟現象和金融系統中大量的實證數據之間的微觀特征和內部關聯，解釋金融現象，揭示規律和問題，預測其發展趨勢和避免金融風險。

　　到目前為止，物理學家和經濟學家在經濟物理學方面的研究主要集中在兩個方面。一是實證特性分析，即收集從實際市場中獲取的真實數據，通過統計方法和計量模型，獲得整體行為特征，如相關性、波動性等。二是建立微觀動力學模型，即通過建立與實證結果基本一致的動力學模型，研究系統遵循的演變規律，掌握其變化發展的趨勢。

　　在實證分析方面，經濟物理學的研究主要集中在對不同現象的經驗研究，希望通過這種經驗研究獲得一些普適性或特殊性規律。具體地說，主要集中在三個方面：一是對股票價格、外匯兌換率或商品價格的時間序列的研究，尤以對股票價格時間序列的研究為主。二是對公司成長、GDP變化和個人收入增長的研究。三是對經濟現象的網路分析(即“小世界”模型研究)。

　　比較被接受的研究方法主要有兩種：

　　第一個是對經濟數據的統計分析，也就是直接尋找經濟變數之間的數學規律，類似探尋真實現象或數值的物理實驗。比如，近來在對股票市場的研究中已經發現了很多有別與傳統觀念的stylized facts，有助於進一步研究和控制高風險事件。

　　第二個是agent based modelling，也就是構造模型解釋經濟現象背後的內在原因。Agent based modelling的方法通過抽象經濟活動中相互作用的決策者（agent——可以是投資者、銀行、政府，等等）並藉助電腦模擬這些agents在一定的游戲規則（內在人性，外在的獎勵機制以及懲罰機制）下的經濟現象發生和轉變的過程，不僅能處理靜態的線性的平穩的過程，也能處理傳統的經濟學模型通常無能為力的動態的非線性的動蕩的過程。

　　經濟物理學的產生有兩個方面的原因。

　　第一是外部原因，即在20世紀80年代以後，理論經濟學被純數學所統治，許多的觀察結果與研究結論不一致，一些經濟理論和金融理論賴以成立的基本假設與實際不符。

　　第二是內部原因，一方面，雖然經濟學通常被認為是社會科學，但是在某些方面，經濟學中的一些定律卻與自然科學有相似之處。經濟現象中的集體行為(collective behavior)，可以通過定量方法，如統計方法來處理。另一方面，物理學是以實驗為基礎的科學，物理學傢具有很好的處理實驗數據和構建理論的能力。經濟系統往往是由多個部分相互作用的整體，是多體、複雜系統，具有海量的數據。例如美國的股票交易一年有24張光碟的數據，我國上海證券交易所交易主機日處理委托2900萬筆，成交6000萬筆，每秒可完成16000筆交易。這些數據為統計分析提供了難得數據和機會。統計物理學和量子力學都是研究分子之間的相互作用的規律及其巨集觀表現的，具有處理由相互作用的部分所組成的系統的有效方法。股票市場的變化若存在某種內部規律性，那麼這種規律性或內部矛盾運動到一定程度應該在巨集觀上有一定的表現。通過這些表現，尤其是普適性的表現，就可以研究內部變化規律，建立符合實際的理論模型。

　　自20世紀90年代以來，經濟物理學的研究取得了許多進展，其研究成果為銀行和經紀人估計風險、確定費用、平衡風險提供了實際應用。許多研究成果不斷刊登在《Nature》、《Science》、《Physical Review Letters》、《Physics Review))、《Physical Review E》、《Physica A》等著名的學術期刊上。1996年，在匈牙利首都佈達佩斯召開了由物理學家、經濟學家和金融學家共同參與的首屆國際經濟物理學專題研討會(Econophysics Workshop)，標志著經濟物理學這一新興學科的正式誕生；1999年夏天，200餘名物理學家聚集愛爾蘭首都都柏林，參加了由歐洲物理協會(European Physical Society)舉辦的題為“物理學在金融分析中的應用”(Applications of Physicsto Financial Analysis，APFA)的首屆國際會議；接著分別於2000年7月(比利時，列日)、2001年12月(倫敦)、2003年11月(波蘭，華沙)和2004年9月(英國牛津大學)召開了第二屆至第五屆國際經濟物理學專題研討會。我國也於2001年8月在廣西師範大學召開了第二屆複雜性科學和經濟物理學理論與應用國際學術會議。相關的國際性學術會議還有：國際智能金融研討會(International Workshopon Intelligent Finance，IWlF)(首屆會議於2004年12月13—14日在澳大利亞墨爾本舉行)、統計物理和非平衡系統會議(SPHINX)、經濟學複雜行為：建模、計算和控制會議、經濟物理學和金融複雜性研討會、經濟物理學和統計金融學國際研討會等等。與此同時，許多研究經濟物理學，尤其是金融物理學的專家相繼成為世界著名銀行、證券交易所或投資公司的中高層領導。在華爾街的金融機構中，大約一半的定量分析師擁有物理學博士學位，大大超過了經濟學專家的數量。這些都充分說明瞭經濟物理學具有較高的國際學術性和較強的實際應用性。

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