Эконофизика

Эконофизика (от экономика и физика) — наука, которая применяет методологию физики к анализу экономических данных.

Эконофизика появилась в середине 1990-ых в результате попытки заняться сложными проблемами, изложенными экономикой, с точки зрения физических методов. Неудовлетворенность традиционными объяснениями экономистов была обусловлена несоответствием финансовых наборов данных существовавшим теоретическим моделям.

Сам термин эконофизика был введен американским физиком Х. (Гарри) Юджином Стэнли (en:H. Eugene Stanley) для объединения множества исследований, в которых типично физические методы и приемы использовались при решении экономических задач^[1]. Торжественное заседание, посвященное открытию эконофизики было организованным 1998 году в Будапеште Дженосом Кертесзом и Имром Кондором.

В настоящее время, почти регулярные серии встреч на тему эконофизика включают: семинар Никкеи Econophysics Research, и симпозиумы APFA, ESHIA, Коллоквиум по эконофизике.

Нужно отметить, что эконофизика не имеет никакого отношения к «физическому подходу количеств» к экономике, введёным Ианом Стидмэном.

История^[2]

Термин «эконофизика» (econophysics) стал широко употребляться примерно с 1995 года, а сегодня это направление объединяет сотни исследователей и практиков, работающих большей частью на финансовых рынках.

Истоки эконофизики — в работах классиков. Бенуа Мандельброт в 1965 году обнаружил, что динамика финансовых рядов (колебаний цен на бирже) совершенно одинакова на малых и больших масштабах времени: по графику такого ряда практически невозможно определить, изображает он колебания цен в течение часа, суток или месяца. Это свойство Мандельброт назвал самоподобием, а обладающие им объекты — фракталами. Исследования процессов с такими свойствами ведутся в физике весьма энергично, и разработанные там методы анализа часто (но, увы, не всегда) помогают заметить аномалии в поведении финансовых рядов — предвестники резких обвалов или взлётов цен. Французский математик Луи Башелье ещё в самом начале ХХ века в своей «Теории спекуляций» пытался описать динамику финансовых рядов по аналогии с броуновским движением — хаотическим движением молекул в жидкости или газе. Современные модели, обобщающие такой подход, порождают фрактальные процессы, очень похожие по статистическим параметрам на реальные финансовые ряды. Многие из этих моделей опираются на созданную в 1970—1990-е годы теорию хаотических динамических систем — уравнений, порождающих сложную динамику, иногда почти неотличимую от случайного процесса. Современная эконофизика использует и другие мощные средства теоретической физики — например, континуальный интеграл, важнейший инструмент квантовой механики и квантовой теории поля. Но самое модное, пожалуй, направление сегодня — эволюционные игры, напрямую имитирующие деятельность бесчисленных инвесторов, следующих тем или иным предпочтениям и принципам.

Эконофизика как наука о человеке

Многие докладчики говорили о том, что, в отличие от «настоящей» физики, эконофизика не опирается на экспериментально установленные законы природы — такие, например, как закон сохранения энергии («Закона сохранения денег не существует», — с некоторой иронией отметил замдиректора Института прикладной математики РАН Георгий Малинецкий).

Как косвенный ответ на эту критику можно воспринимать стремительный рост интереса к прямому моделированию рынка с помощью «агентов» (и исследованию этих моделей методами эконофизики). Такое моделирование похоже на компьютерную игру: виртуальный мир населяется персонажами, которые начинают торговать друг с другом, конкурировать, играть на бирже, заниматься другой экономической деятельностью в соответствии с заложенными в их «сознание» принципами. Самое интересное — понять, какие принципы надо заложить, чтобы игра стала похожа на реальность. Причём похожа до такой степени, чтобы наблюдения за игрой удавалось конвертировать в деньги в реальном мире.

Обзор на тему таких игр сделал профессор МГУ и Российской экономической школы (РЭШ) Александр Васин. В виртуальных мирах, о которых он говорил, индивиды преследуют эгоистические цели, но при этом стараются действовать по-человечески. Например, вместо того чтобы честно просчитать (как поступил бы робот) все плюсы и минусы очередной сделки, просто подражают успешному соседу. Или придумывают другие простодушные уловки, стремясь упростить себе жизнь, и легко меняют свои принципы по ходу дела. Возникает нечто вроде эволюционного процесса, причём в нём, кроме индивидов, участвуют ещё и сверхиндивиды — корпорации. Эти норовят (не только в игре, но и в жизни, между прочим) сформировать выгодные им принципы поведения индивидов. Математика же стремится всё это формализовать и вывести теоремы, однако очень трудно бывает ответить даже на простые вопросы. Например, при каких условиях в виртуальном мире наступает равновесие — устойчивость и предсказуемость будущего — пусть и не обязательно безоблачного?

Впрочем, как сказал Валерий Макаров (президент РЭШ и директор Центрального экономико-математического института [ЦЭМИ] РАН), моделирование на основе агентов можно рассматривать как нечто промежуточное между математикой и реальностью. Принципы деятельности агентов можно описать математически, но результат развития их виртуального мира часто непредсказуем — непредсказуем не метафорически, а в строго научном смысле (этот факт выяснился вскоре после появления всем известной игры «Жизнь»).

Макаров и его сотрудники занимаются конструированием искусственных обществ. Деятельность виртуальных агентов, составляющих эти общества, далеко не сводится к торговле или игре на рынке. В работах разных авторов такие модели используются в самых разных задачах — например, для анализа конфликтов в социальных сетях, распределения политических предпочтений, распространения субкультур.

Главное для успеха агентской модели — удачно выбрать принципы поведения агентов. Два фундаментальных вопроса — поиск «законов природы» в экономике и проблему выбора этих принципов — связал в очень интересном обзоре Александр Ежов (Экономико-аналитический институт МИФИ). Приведём лишь некоторые тезисы. Ссылаясь на антропный принцип («мир устроен так, чтобы люди могли в нём жить»), Ежов говорил о том, что физика — в конечном счёте наука о человеке, как и экономика. Задача эконофизики в том, чтобы найти применимый в экономике аналог фейнмановской формулировки «основного знания» физики («всё состоит из атомов»). Возможен взгляд на экономику как на теорию о людях либо как на теорию об эмерджентных (возникающих с ростом сложности) системах производства, потребления и обмена. Ежов процитировал недавнее высказывание известного эконофизика Джеймса Фейгенбаума: «Источником разногласий между эконофизикой и мейнстримом является вопрос о том, как нужно моделировать поведение агентов». Один из подходов определяется двойственностью природы агента в духе рефлексивных систем. Например, можно исходить из того, что в агенте скрыто две личности, каждая стремится к своей цели, но ничего не оптимизирует. В разумной модели должна учитываться и этическая составляющая, когда агент имеет две цели — выжить и остаться человеком. В заключение Ежов отметил, что если в физике «теория подгоняется под реальность», то в экономике можно в принципе действовать и наоборот.

Задача эконофизики в том, чтобы найти применимый в экономике аналог фейнмановской формулировки «основного знания» физики («всё состоит из атомов»). Возможен взгляд на экономику как на теорию о людях либо как на теорию об эмерджентных (возникающих с ростом сложности) системах производства, потребления и обмена.

Эконофизики и метод предсказания падения финансовых индексов

Группа эконофизиков-ученых, использующих физические методы и приемы для анализа экономических данных — опубликовала алгоритм, с помощью которого можно предсказывать даты падения рынков. Подробно методология изложена в препринте статьи, доступном на сайте arXiv.org. В 2007 и 2008 годах исследовательский коллектив из Китая, Швейцарии и Бельгии предсказал даты резкого снижения двух китайских фондовых индексов — Shanghai Composite и Shenzhen Stock Exchange Component (SSE Component). Несмотря на то, что ученые не совсем точно угадали сроки падения, в обоих случаях оно действительно произошло, причем разница с предсказанной датой составила несколько дней. В работах, где авторы называли сроки падения индексов, не была подробно изложена методология предсказания. В своей новой статье ученые подробно объяснили, как они вычисляют срок падения фондового индекса. Алгоритм исследователей включает экономическую теорию рационального ожидания и прогнозирования пузырей, «стадное» поведение инвесторов и трейдеров, а также закономерности статистической физики. В частности, авторы используют теорию о точках бифуркации — критических состояниях системы, после прохождения которых она резко и необратимо меняет свои характеристики. Из работы ученых вытекает одно интересное следствие: авторы утверждают, что публикация их прогнозов не спровоцирует преждевременного коллапса рынка. Даже в том случае, когда инвесторы осведомлены о существовании «пузыря» и знают дату, когда он лопнет, они будут продолжать вкладывать средства, чтобы получать большие прибыли до самого последнего момента. В последние годы физики и математики существенно расширили традиционные экономические методы анализа рынка. Уже в начале 1990-х годов экономисты осознали, что стандартные методы работы не позволяют адекватно предсказывать развитие ситуации на рынках. Использование законов физики в экономических процессах дает большой потенциал для максимально точного прогнозирования будущего.

См. также

• Физика сложных систем

Примечания

1. ↑ Полная опись. Математики вывели законы для всего на свете
2. ↑ При написании этого и следующих разделов использовались материалы из «Частный корреспондент». Ивар Федоуз. Эконофизика? Есть! Новая наука о человеке

Литература

• Jean-Philippe Bouchaud. Economics needs a scientific revolution. // Nature. V. 455. P. 1181 (30 October 2008)
• Юрий Ерин. Экономическая наука нуждается в новых подходах. // Элементы.ру
• М. Ю. Романовский, Ю. М. Романовский. Введение в эконофизику. Статистические и динамические модели. — М., 2007. ISBN 978-5-93972-637-5
• Эконофизика и эволюционная экономика (Научная сессия Отделения физических наук Российской академии наук, 2 ноября 2010 г.) // УФН. — 2011. — Т. 181. — С. 753—786.

Для улучшения этой статьи желательно?: Викифицировать статью. Переработать оформление в соответствии с правилами написания статей.