Ekonofyzika - Econophysics

Ekonofyzika je heterodoxní interdisciplinární výzkumný obor, který využívá teorie a metody původně vyvinuté fyziky za účelem řešení problémů v ekonomii , obvykle těch, které zahrnují nejistotu nebo stochastické procesy a nelineární dynamiku . Některé z jeho aplikací pro studium finančních trhů byly také nazývány statistické finance s odkazem na jeho kořeny ve statistické fyzice . Ekonofyzika úzce souvisí se sociální fyzikou .

Dějiny

Zájem fyziků o sociální vědy není nový (viz např.); Daniel Bernoulli , jako příklad, byl původce užitečnosti založené preference. Jeden ze zakladatelů neoklasické ekonomické teorie , bývalý profesor ekonomie na Yaleově univerzitě Irving Fisher , byl původně vyškolen pod proslulým fyzikem z Yale , Josiahem Willardem Gibbsem . Podobně Jan Tinbergen , který v roce 1969 získal první Nobelovu pamětní cenu za ekonomické vědy za vývoj a aplikaci dynamických modelů pro analýzu ekonomických procesů, studoval fyziku u Paula Ehrenfesta na univerzitě v Leidenu . Tinbergen zejména vyvinul gravitační model mezinárodního obchodu, který se stal tahounem mezinárodní ekonomiky.

Ekonofyziku zahájilo v polovině 90. let několik fyziků pracujících v podoblasti statistické mechaniky . Nespokojeni s tradičními vysvětleními a přístupy ekonomů - kteří obvykle upřednostňovali zjednodušené přístupy kvůli rozpustným teoretickým modelům před shodou s empirickými daty - použili nástroje a metody z fyziky, nejprve se pokusili sladit finanční soubory a poté vysvětlit více obecné ekonomické jevy.

Jednou hybnou silou ekonofyziky, která v této době vznikala, byla náhlá dostupnost velkého množství finančních údajů, počínaje 80. léty. Ukázalo se, že tradiční analytické metody jsou nedostatečné-standardní ekonomické metody se zabývaly homogenními činiteli a rovnováhou, zatímco mnoho zajímavějších jevů na finančních trzích v zásadě záviselo na heterogenních činitelích a situacích daleko od rovnováhy.

Termín „ekonofyzika“ vytvořil H. Eugene Stanley , aby popsal velký počet prací napsaných fyziky v problémech (akciových a jiných) trhů, na konferenci o statistické fyzice v Kalkatě (dříve Kalkatě ) v roce 1995 a první objevil se ve své sborníkové publikaci ve Physica A 1996. Ustavující setkání o ekonofyzice uspořádali v roce 1998 v Budapešti János Kertész a Imre Kondor . První knihu o ekonofyzice napsal RN Mantegna & HE Stanley v roce 2000.

Téměř pravidelné série setkání na toto téma zahrnují: ECONOPHYS-KOLKATA (koná se v Kalkatě a Dillí), kolokvium Econophysics, ESHIA/ WEHIA.

V posledních letech byla na studium produktivních systémů aplikována síťová věda , silně závislá na analogiích ze statistické mechaniky . To je případ prací provedených v Institutu Santa Fe v rámci evropských projektů financovaných výzkumem jako prognózování finančních krizí a observatoře ekonomické složitosti Harvard-MIT

Pokud je „ekonofyzika“ chápána jako princip aplikace statistické mechaniky na ekonomickou analýzu, na rozdíl od konkrétní literatury nebo sítě, prioritu inovace pravděpodobně mají Emmanuel Farjoun a Moshé Machover (1983). Jejich kniha Zákony chaosu: pravděpodobnostní přístup k politické ekonomie navrhuje dis řešení (jejich slov) na problém transformace do Marxovy politické ekonomie o re-konceptualizaci příslušná množství jako náhodné veličiny.

Pokud je naopak „ekonofyzika“ chápána jako označení aplikace fyziky v ekonomii, lze považovat díla Léona Walrase a Vilfreda Pareta za jejich součást. Jak ukazují Bruna Ingrao a Giorgio Izrael , teorie obecné rovnováhy v ekonomii je skutečně založena na fyzikálním konceptu mechanické rovnováhy .

Ekonofyzika nemá nic společného s „přístupem fyzických veličin“ k ekonomii, který prosazuje Ian Steedman a další spojeni s neorikardianismem . Pozoruhodnými ekonofyziky jsou Jean-Philippe Bouchaud , Bikas K Chakrabarti , J. Doyne Farmer , Tiziana Di Matteo , Diego Garlaschelli , Dirk Helbing , János Kertész , Rosario N. Mantegna , Matteo Marsili, Joseph L. McCauley , Enrico Scalas, Didier Sornette , H Eugene Stanley , Victor Yakovenko a Yi-Cheng Zhang. Obzvláště pozoruhodný mezi formálními kurzy ekonofyziky je ten, který nabízí Diego Garlaschelli na katedře fyziky Leidenské univerzity . Od září 2014 King's College udělila první místo řádného profesora v ekonofyzice ( Tiziana Di Matteo ).

Základní nástroje

Základní nástroje ekonofyziky jsou pravděpodobnostní a statistické metody často převzaty ze statistické fyziky.

Fyzikální modely, které byly použity v ekonomii, zahrnují kinetickou teorii plynu (nazývanou modely kinetické výměny trhů ), perkolační modely, chaotické modely vyvinuté pro studium zástavy srdce a modely se samoorganizující kritičností a další modely vyvinuté pro zemětřesení předpověď . Kromě toho došlo k pokusům o použití matematické teorie složitosti a teorie informací , jak ji vyvinulo mnoho vědců, mezi nimiž jsou Murray Gell-Mann a Claude E. Shannon .

U potenciálních her bylo ukázáno, že rovnováha produkující vznik na základě informací prostřednictvím Shannonovy informační entropie produkuje stejnou míru rovnováhy ( Gibbsova míra ze statistické mechaniky) jako stochastická dynamická rovnice, která představuje hlučná rozhodnutí, z nichž obě jsou založeny na omezených modely racionality používané ekonomy. Věta o fluktuaci a disipaci spojuje dva a vytváří konkrétní shodu „teploty“, „entropie“, „volného potenciálu/energie“ a dalších pojmů fyziky s ekonomickým systémem. Statistický mechanický model není konstruován a priori - je výsledkem omezeně racionálního předpokladu a modelování na stávajících neoklasických modelech. Byl použit k prokázání výsledku „nevyhnutelné tajné dohody“ Huw Dixona v případě, pro který neoklasická verze modelu koluzi nepředpovídá. Zde poptávka roste, stejně jako Veblen zboží , akciové kupující s „hot hand“ klam raději koupit více úspěšných zásoby a prodat ty, které jsou méně úspěšné, nebo u krátkých obchodníků během krátké squeeze jako tomu bylo s WallStreetBets tajné dohodě skupiny na zvýšit cenu akcií GameStop v roce 2021 .

Kvantifikátory odvozené z teorie informací byly použity v několika dokumentech ekonofyzika Aurelia F. Bariviera a spoluautorů za účelem posouzení míry informační efektivity akciových trhů. Zunino a kol. použijte ve finanční literatuře inovativní statistický nástroj: rovinu kauzality složitosti a entropie. Toto karteziánské zastoupení stanoví žebříček účinnosti různých trhů a rozlišuje různé dynamiky trhu s dluhopisy. Bylo zjištěno, že rozvinutější země mají akciové trhy s vyšší entropií a nižší složitostí, zatímco tyto trhy z rozvíjejících se zemí mají nižší entropii a vyšší složitost. Autoři navíc dospěli k závěru, že klasifikace odvozená z roviny kauzality složitosti a entropie je v souladu s kvalifikacemi, které svrchované nástroje přidělují hlavní ratingové společnosti. Podobná studie vyvinutá Barivierou a kol. prozkoumat vztah mezi úvěrovými ratingy a informační efektivitou vzorku korporátních dluhopisů amerických ropných a energetických společností pomocí roviny kauzality složitosti a entropie. Zjistili, že tato klasifikace souhlasí s úvěrovými ratingy přiřazenými agenturou Moody's.

Dalším dobrým příkladem je teorie náhodných matic , kterou lze použít k identifikaci šumu ve finančních korelačních maticích. Jeden dokument tvrdil, že tato technika může zlepšit výkonnost portfolií, např. Při aplikaci při optimalizaci portfolia .

Existují však různé další nástroje z fyziky, které byly dosud použity, jako je dynamika tekutin , klasická mechanika a kvantová mechanika (včetně takzvané klasické ekonomiky , kvantové ekonomie a kvantové finance ) a integrální formulace statistické mechaniky .

Koncept indexu ekonomické složitosti , zavedený fyzikem Cesarem A. Hidalgem a harvardským ekonomem Ricardem Hausmannem a zpřístupněný na observatoři ekonomické složitosti MIT , byl navržen jako prediktivní nástroj ekonomického růstu v „Atlasu ekonomických laboratoří “ Složitost “ .Podle odhadů Hausmanna a Hidalga je ECI v predikci růstu HDP mnohem přesnější než tradiční vládní opatření Světové banky .

Existují také analogie mezi finanční teorií a difúzní teorií. Například Black-Scholes rovnice pro opční cen je difuzní - advekce rovnice (viz však pro kritiky metodiky Black-Scholes). Black -Scholesovu teorii lze rozšířit o analytickou teorii hlavních faktorů ekonomických aktivit.

Vliv

Příspěvky o ekonofyzice byly publikovány především v časopisech věnovaných fyzice a statistické mechanice, nikoli v předních ekonomických časopisech. Někteří mainstreamoví ekonomové touto prací obecně nezaujali. Další ekonomové, včetně Mauro Gallegati , Steve Keen , Paul Ormerod a Alan Kirman, projevili větší zájem, ale také kritizovali některé trendy v ekonofyzice.

Ekonofyzika má určité dopady na aplikovanější oblast kvantitativního financování , jejíž rozsah a cíle se výrazně liší od oblasti ekonomické teorie. Různí ekonofyzikové představili modely cenových výkyvů ve fyzice finančních trhů nebo originální pohledy na zavedené modely. V různých ekonomických datech bylo také nalezeno několik zákonů o škálování.

Hlavní výsledky

V současné době jeden z hlavních výsledků ekonofyziky zahrnuje vysvětlení „tlustých chvostů“ v distribuci mnoha druhů finančních dat jako univerzální vlastní škálovací vlastnosti (tj. Měřítko invariantní v mnoha řádech v datech), vznikající z tendence jednotlivých tržních konkurentů nebo jejich agregátů systematicky a optimálně využívat převládající „mikrotrendy“ (např. rostoucí nebo klesající ceny). Tyto „tlusté ocasy“ nejsou jen matematicky důležité, protože obsahují rizika , která mohou být na jedné straně velmi malá, takže je člověk může spíše zanedbávat, ale která - na druhé straně - nejsou vůbec zanedbatelná, tj. nikdy nemohou být exponenciálně malé, ale místo toho se řídí měřitelným algebraicky klesajícím mocninným zákonem, například s pravděpodobností selhání pouze tam, kde x je stále větší proměnnou v ocasní oblasti uvažované distribuce (tj. cenová statistika s mnohem více než 108 údajů). Tj. Uvažované události nejsou pouze „mimořádnými hodnotami“, ale musí být skutečně vzaty v úvahu a nemohou být „pojištěny“. Zdá se, že také hraje roli, že v blízkosti změny tendence (např. Z poklesu na rostoucí ceny) dochází k typickým „panickým reakcím“ prodejních nebo nákupních agentů s algebraicky se zvyšujícími rychlostmi a objemy vyjednávání. „Tlusté chvosty“ jsou také pozorovány na komoditních trzích .

Stejně jako v teorii kvantového pole lze „tučné ocasy“ získat komplikovanými „ neproportačními “ metodami, zejména numerickými, protože obsahují odchylky od obvyklých gaussovských aproximací , např. Black -Scholesovy teorie. Tlusté ocasy však mohou být také způsobeny jinými jevy, jako je náhodný počet výrazů ve větě o centrálním limitu nebo libovolný počet dalších neekonofyzických modelů. Vzhledem k obtížnosti testování takových modelů se jim v tradiční ekonomické analýze dostalo menší pozornosti.

Viz také

Reference

Další čtení

  • Fyzika přírody Problém zaměření: Složité sítě ve financích Březen 2013 Svazek 9 č. 3 s. 119–128
  • Mark Buchanan, Co pro nás kdy udělala ekonofyzika? , Příroda 2013
  • Martin Shubik a Eric Smith, The Guidance of an Enterprise Economy , MIT Press, [1] MIT Press (2016)
  • Abergel, F., Aoyama, H., Chakrabarti, BK, Chakraborti, A., Deo, N., Raina, D., Vodenska, I. (Eds.), Econophysics and Sociophysics: Recent Progress and Future Directions , [2 ] , New Economic Windows Series, Springer (2017)
  • Anatolij V. Kondratenko. Fyzikální modelování ekonomických systémů. Klasická a kvantová ekonomika. Novosibirsk, "Nauka" (2005), ISBN  5-02-032479-5

Přednášky

externí odkazy