定义和方法厦门大学物理学系课件.ppt

1、经济物理学 Econophysics课程简介2014.09.16课程基本信息 课程网站http:/ 任课教师张勇（）成绩：考勤（10%）+期末课题（90%）期末课题：大致分两类，一类论述性质的，选题从课堂内容挑选；另一类计算机模拟和实证类。参考资料 书籍经济物理导论，中国人民大学出版社，2006金融风险理论：从统计物理到风险管理，经济科学出版社，2002宽客人生：一位理论物理学家的华尔街之旅 充分利用网络资源wolfram 的计算搜索引擎，提供大量实用的数学工具。课程内容 物理学和经济学方法论比较 复杂系统理论简介 新古典经济学的基本假设 概率初步和中心极限定律 股票价格统计规律 基于代理人的

2、市场模型 财富分布理论Mashup for Science?经济物理的定义利用物理学特别是非线性动力学和统计物理学的方法和模型研究经济学问题。计量经济学 金融工程为什么出现，有意义吗？经济物理（econophysics）？学科分类天体物理，核物理，原子物理，.生物物理，医学物理，考古物理，.脑科学、心理学 经济+物理=？社会物理学 哲学物理，历史物理，？大学：承传文化和知识体系 感性：（个人化、情绪化）艺术.理性：（逻辑体系）哲、文、史、政治.经济，心理学，.物理，（数学），化学，生物，.技术美国抽象表现主义画家杰克逊波洛克（Jackson Pollock，19121956 点滴作画 作品：第

3、五号，1948 2006年11月3日以1.4亿美元拍卖成功 自画像 1930-1933 文森特文森特梵高梵高（Vincent van Gough 1853年3月30日1890年7月29日）作品：向日葵1987年 4000万美金路遥（路遥（19491992）随笔：随笔：早晨从中午开始早晨从中午开始 非理性 弗洛伊德:一切艺术都是精神病性质的世人笑我太疯癫，我笑世人看不穿 桃花坞 明 唐寅 理性知识：逻辑自洽体系 假设（理论的出发点）逻辑（=数学）如何判断知识的合理性？价值观，人文学科（语言、文学、艺术、哲学、历史、宗教）实证，科学学科（物理、化学、生物.）科学和科学方法Eureka!阿基米德 物

4、理学 微观 宏观 介观 More is Different（涌现，emergement)More is the same(普适性，universality)学科的复杂性研究对象的规律性 稳定性，普适性知识所能达到的精确性 可重复性，可控，可预测学科门类复杂性弱强低高经济学心理学生物学物理学脑科学高低人类社会生存和发展生产消耗资源有限消费满足欲望无限矛盾经济学资源具有两个特点：稀缺性 和多用性经济学简要地定义为经济学简要地定义为：研究人们如何使用相对稀缺的资源来满足无限多样需要的一门社会科学。推荐：经济学原理，机械工业出版社，昆曼著，梁小民译 经济=效率353500经济学的基本假设 理性人（自私

5、）总是追求效用最大化 万能的市场（看不见的“手”）所有经济法人追求效用最大化自动导致整个社会资源利用最优化 有效市场假设 市场价格充分反映关于商品的所有公开信息经济学十大原理 决策 1。面临权衡取舍（资源有限，要合理分配资源）2。机会成本：某种东西的成本是为了得到它所放弃的东西 3。边际量决定价值和成本（新古典经济）4。人们会对激励作出反应：价格，税收，精神鼓励，金钱诱惑（自私的理性人）经济学十大原理 交易 5。贸易能使每个人的状况更好（双赢）6。市场通常是组织经济活动的一种好方法 7。政府有时候可以改善市场的结果经济学十大原理 宏观经济：8。一国的生活水平取决与它的生产物品和劳务的能力（科技

6、是第一推动力）9。货币多，物价上升 10。社会面临通货膨胀与失业之间的短期权衡取舍中国经济学家骇人语录大全 我把堵车看成是一个城市繁荣的标志，是一件值得欣喜的事情。如果一个城市没有堵车，那它的经济也可能凋零衰败。(1998年特大)水灾刺激了需求，拉动增长，光水毁房屋就几百万间，所以水灾拉动中国经济增长1.35%。刘伟(北京大学经济学院院长)中国目前为什么穷人上不起大学？是因为收费太低。一个真正好的体制，我可以收费高，但我花80%在奖学金上，穷人就上得起大学了。比如，让穷人一年出4000元，他也出不起。张维迎 中国是否应健全福利与社会保障制度？我建议取消所谓的养老保险失业保险工伤保险等等福利，目

7、的是保持大家的工作热情和能力。厉以宁 中国的贫富差距还不够大，只有拉大差距，社会才能进步，和谐社会才能有希望。中国穷人为什么穷，因为他们都有仇富心理。我要为富人说话，不是为了讨好富人。今天有些人骂富人，好像是给穷人出气，其实他们是害了穷人。杀富济不了贫，穷人应该将富人看成自己的大哥，大哥穿新衣小弟穿旧衣，天经地义。将基尼系数农村城市分开计算,这样中国贫富分化就不严重了。农民有望进入社会中产者阶层。中国农民不要害怕当中产阶级。厉以宁在改革过程中，国有资产的流失是必然的，不必大惊小怪。只要把企业财产经营权改为“法人财产权”，国有企业的一切难题就迎刃而解了。为了达到改革的目标，必须牺牲一代人，这一代

8、人就是3000万老工人。8亿多农民和下岗工人是中国巨大的财富，没有他们的辛苦哪有少数人的享乐，他们的存在和维持现在的状态是很有必要的。中国应该用就业促进就业，因为有一批人就业了，赚了钱他马上会花掉，另外的人就有了赚钱的机会。厉以宁 1美元和2296183456美元 1926 Jan-1996 Dec 71年间 1月期国库券：1$-14$S&P500:1$-1370$可预测投资：1$-2296183456$华尔街的金融分析师与猴子 一只被蒙住眼睛的猴子向一张报纸的金融版面扔飞标，也能够选择一个投资组合，而且这个投资组合与专家选出的一样好。自从80年代以来，华尔街日报一直举办一个竞赛，这个报纸的几

9、个记者每三个月一次把飞镖扔向报纸的金融版面“选择”要投资的股票，然后这些记者把他们随机选择的投资组合与令人尊敬的资金管理者选择的组合相比较，在100次的比赛中，飞镖选择的投资组合（现在由计算机随机选择）打败了专业的投资组合39次，换句话说，专业的投资组合只有61的时间是获胜的，不需深加考虑，仅仅随机地选择也有望达到50的成功率。区分两类经济学说 规范经济学：作为价值学说的经济学 哈耶克：通往奴役之路 马克思：万恶的资本主义 实证经济学：计量经济学，作为公理体系的经济学（新古典、芝加哥学派）方法论上的区别 受价值观影响程度 自然科学：驱除“人”的影响，还自然本来面目 社会科学：以“人”为本 实验

10、观测 自然科学：必须的 社会科学：部分可以 相互评论弗里德里克哈耶克（1974年Noble经济学奖得主）：“经济学家们之所以不能为政策提供更好的指导，与他们试图极力模仿那些极其聪明和成功的物理学家们的工作方法有关。因为那种方法在我们这个领域只会带来彻底的错误。”根据哈耶克的看法，经济学家之所以 做不到这一点是因为这个领域的特性所决定的。一个经济学家能够明白一些基本的关系，也能做出一些大致的预测，但是他们无法像物理学家那样做出精确的计算。哈耶克说得比较晦涩：“我们赖以得到定量数据的那些事例非常有限，那些重要的事例甚至没有包含在内。”诺贝尔物理学奖获得者盖尔曼（M.Gell-Mann）、安德森（P

11、.W.Anderson）和诺贝尔经济学奖获得者阿罗（K.J.Arrow）等人创建了圣达菲研究所复杂-有序和混沌边缘的科学作者：米歇尔.沃尔德洛普 翻译：陈玲出版：三联书店，http:/www.santafe.edu/你们真的相信这一套？1987年9月 圣达菲的经济学研讨会 这些理论也太完善了。经济学经济学家似乎是陶醉在自己的数学公式中，以致于到了完全只见树木，不见森林的地步。经济学经济学家耗费了大量的时间，极力将数学融入经济学经济学，我想他们可能完全忘记了创造这些数学模型究竟是为了什么、这些模型究竟是什么、或内含的假设是否有任何意义。物理学家总是要通过实证来确立自己的假设和理论。“我不知道在相

12、对论理论这类的研究领域的情形是怎样的，但物理学的总的趋向是，你先做一下计算，然后再通过实验获取数据来证明。所以在理论上缺乏严谨性并不是十分严重的问题，理论的错误总是会被实验纠 正的。但在经济学经济学上，我们不能取得证明理论质量高低的数据资料，不可能像物理 学家获取数据资料那样获取经济学经济学的数据资料。我们的研究不得不从一个很小的基 础上深入展开，所以我们不得不确保理论上的每一步推理都准确无误。”Economics needs a scientific revolution Jean-Philippe Bouchaud Classical economics has no ramework t

13、hrough which to understand wild markets.Nature 457,147(January 2009)经济物理学 Econophysics 以研究物理学的“态度”去研究经济问题,重新审视经济理论的基本假设。基础：大量数据的积累；大量个体组成的复杂系统具有相似的规律；一条途径，一个视角，一种借鉴 “科学态度”“科学精神”2001年 noble prize 不完全信息下市场行为乔治阿克尔洛夫迈克尔斯宾塞约瑟夫斯蒂格利茨 2002 年 noble prize 行为经济学：非理性丹尼尔卡尼曼弗农史密斯 2013 年，非理性繁荣罗伯特希勒 1美元和2296183456美

14、元 1926 Jan-1996 Dec 71年间 1月期国库券：1$-14$S&P500:1$-1370$可预测投资：1$-2296183456$华尔街的金融分析师与猴子 一只被蒙住眼睛的猴子向一张报纸的金融版面扔飞标，也能够选择一个投资组合，而且这个投资组合与专家选出的一样好。自从80年代以来，华尔街日报一直举办一个竞赛，这个报纸的几个记者每三个月一次把飞镖扔向报纸的金融版面“选择”要投资的股票，然后这些记者把他们随机选择的投资组合与令人尊敬的资金管理者选择的组合相比较，在100次的比赛中，飞镖选择的投资组合（现在由计算机随机选择）打败了专业的投资组合39次，换句话说，专业的投资组合只有61

15、的时间是获胜的，不需深加考虑，仅仅随机地选择也有望达到50的成功率。社会现象的复杂性 大脑之谜(意识的产生，偏好的形成，无意识的影响)人与人不同的行为方式（习惯，偏好）人与人之间相互关系和影响（三个和尚，博弈，羊群效应）不均匀的世界 社会财富分配的二八律 自然杂志80%的影响力仅来自25%的文章。（2006）Wiki百科（2006）：0.7%的编辑，也就是524人，完成了超过50%的编辑量，最活跃的2%用户，完全了总数的73.4%，剩下的25%由98%的用户完成。类比：气体和社会p(pB,VB,TB)(pA,VA,TA)pVO(pC,VC,TC)随机行走模型:布朗运动和价格波动 1900,Ba

16、chelier,市场价格波动理论 1905,爱因斯坦,布朗运动,统计物理主要的金融理论 鞅过程：(Samuelson,1965)中心极限定理，高斯分布（随机行走）101|,tttE YY YYY马科威茨投资组合理论资本资产定价模型期权定价模型信用风险评估模型投资者能事先知道投资收益率的概率分布为正态分布。投资风险用投资收益率的方差或标准差标识。相变和集体行为相变：Ising model自组织临界性：地震、雪崩和金融危机自组织临界性：沙堆 Study Warned of China Quake Risk Nearly a Year Ago Kevin Holden Platt in Beijin

17、gfor National Geographic NewsMay 16,2008TECTONICS,VOL.26,TC4005,doi:10.1029/2006TC001987,2007 Active tectonics of the Beichuan and Pengguan faults at the eastern margin of the Tibetan PlateauAlexander L.DensmoreInstitute of Hazard and Risk Research and Department of Geography,Durham University,Durha

18、m,UKMichael A.EllisCenter for Earthquake Research and Information,University of Memphis,Memphis,Tennessee,USAYong LiNational Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu,Sichuan,ChinaRongjun ZhouSeismological Bureau of Sichuan Province,Che

19、ngdu,Sichuan,ChinaGregory S.HancockDepartment of Geology,College of William and Mary,Williamsburg,Virginia,USANicholas RichardsonDepartment of Earth Sciences,Swiss Federal Institute of Technology,Zurich,Switzerland Received 28 April 2006;accepted 2 April 2007;published 17 July 2007.The faults are su

20、fficiently long to sustain a strong ground-shaking earthquake,making them potentially serious sources of regional seismic hazard,不可预测性：非线性动力学 X(n+1)=4*x(n)*(1-Xn)0.20.2010.640.6423960.92160.9188935170.289013760.2981128870.8219392260.8369663740.5854205390.5458146520.9708133260.9916040710.1133392470.03330175090.4019738490.1287709770.9615634950.4487560510.147836560.989496231