经济物理的基本问题 陈平 京大学国家发展研究院退休教授 复旦大学新政治经济学中心高级研究员 http://www.complexeconomicsorg Dchen(ansd pku. edu. cn 清华大学高等研究院讲座 2013年11月21日
经济物理的基本问题 陈平 北京大学国家发展研究院 退休教授 复旦大学新政治经济学中心 高级研究员 http://www.complexeconomics.org/ pchen@nsd.pku.edu.cn 清华大学高等研究院 讲座 2013年11月21日
“经济物理”的历史由来 法国社会学家孔德( Auguste Comte,1798-1857) social physics”首次出书叫“社会物理(1856) 陈平博士论文第一稿原名“社会物理引论”,描写具 有文化因子(有别于蚂蚁)的劳动分工的演化( 2012改名“代谢增长论”),被导师 Ilya Prigogine 否定,改为“非线性经济动力学”(1987)。国际 会议改名为“演化经济动力学”(1989,陈平2004 美国波士顿大学的物理学家 H. Eugene Stanley (1995)为 gpower law的发现制造了一个新词:经济物 理 econophysics,被物理学界接受,成为文献分类 的新领域
“经济物理”的历史由来 • 法国社会学家孔德 (Auguste Comte, 1798-1857 ): “social physics” 首次出书叫“社会物理”（1856）。 • 陈平博士论文第一稿原名“社会物理引论” ，描写具 有文化因子（有别于蚂蚁）的劳动分工的演化（ 2012 改名“代谢增长论”），被导师 Ilya Prigogine 否定，改为“非线性经济动力学”（1987）。国际 会议改名为“演化经济动力学”（1989，陈平 2004 ） • 美国波士顿大学的物理学家H. Eugene Stanley (1995)为power law 的发现制造了一个新词：经济物 理 econophysics，被物理学界接受，成为文献分类 的新领域
物理学家设想的理论模型或计算机模拟 ·瑞士数学家与物理学家贝奴力( Daniel bernoulli1700-1782 ) gambling and utility function (1738) John von Neumann(1903-1957): game theory, growth model Ilya Prigogine(1917-2003): Brussletor>BZ reaction> dissipative structure, chemical reaction and population dynamics, self-organization (1971,1977), complex systems (1987) Hermann Haken(1927-): synergetics(1973), adiabatic approximation, laser Hamiltonian system Wolfgan Weidlich(1931-): Ising model for public opinion Soclal dynamIcs Santa Fe Institute(SFI,1984), Philip Anderson(spin glass model), Murray Gell-mann(complex adaptive system), edge of chaos, artificial life, automata system, interacting agents
物理学家设想的理论模型或计算机模拟 • 瑞士数学家与物理学家贝奴力（Daniel Bernoulli 1700-1782 ）：gambling and utility function(1738) • John von Neumann (1903-1957 ): game theory, growth model • Ilya Prigogine (1917-2003): Brussletor > BZ reaction> dissipative structure, chemical reaction and population dynamics, self-organization(1971, 1977), complex systems (1987) • Hermann Haken (1927- ): synergetics (1973), adiabatic approximation, laser > Hamiltonian system • Wolfgan Weidlich (1931- ) : Ising model for public opinion, social dynamics • Santa Fe Institute (SFI, 1984-), Philip Anderson (spin glass model), Murray Gell-mann (complex adaptive system), edge of chaos, artificial life，automata system，interacting agents
经济物理的基本问题 经济复杂(非线性,非均衡,非稳态,多体,多层 次,开放系统)现象能否简化为相对简单的科学模 型? (1)能否找到相对优越参照系》经济学的哥白尼问 题 (2)能否找到普适的基函数作为建模的基石》经济 学的开普勒问题 (3)能否找到普遍的动力学方程,具有某种普适不 变量》牛顿-爱因斯坦-薛定谔问题 【目标】:超越简单的经验观察的统计描述
经济物理的基本问题 • 经济复杂（非线性，非均衡，非稳态，多体，多层 次，开放系统）现象能否简化为相对简单的科学模 型？ • （1）能否找到相对优越参照系》经济学的哥白尼问 题 • （2）能否找到普适的基函数作为建模的基石》经济 学的开普勒问题 • （3）能否找到普遍的动力学方程，具有某种普适不 变量》牛顿-爱因斯坦-薛定谔问题 • 【目标】：超越简单的经验观察的统计描述
耗散系统的哥白尼问题: 经济指数的最佳趋势波动分离问题 保守系统的优化框架和耗散系统的演化框架 非线性动力学与非平衡态统计力学在经济学的应 用 ·观察宏观与金融指数的非稳态运动--FDⅴs.HP (von Neumann) filter 白噪声还是色混沌? Louis bachelier(1900)的 Brownian motion还是 Schumpeter的生物钟? 软边界振子与延时微分方程(类似神经元模型)
耗散系统的哥白尼问题: 经济指数的最佳趋势-波动分离问题 • 保守系统的优化框架和耗散系统的演化框架 • 非线性动力学与非平衡态统计力学在经济学的应 用 • • 观察宏观与金融指数的非稳态运动 - - FD vs. HP (von Neumann) filter • 白噪声还是色混沌？ Louis Bachelier (1900) 的 Brownian motion 还是 Schumpeter的生物钟？ • 软边界振子与延时微分方程（类似神经元模型） •
基函数与经济波动的本质: 外来噪声驱动ⅴs.内生(非线性)振子 ·描写经济动力学的基函数 白噪声,谐振波,与 wavelets Wigner transform, Gabor wavelet, and logistic wavelet 经济波动( business cycles)的本质:内生震荡还是 外来噪声驱动? Frisch model of noise driven harmonic cycles (1933), Harmonically bounded Brownian motion ( Unlenbeck& Orstein1930, Uhlenbeck&Wang王承 书1945)
基函数与经济波动的本质： 外来噪声驱动vs. 内生（非线性）振子 • 描写经济动力学的基函数 • 白噪声，谐振波，与 wavelets • Wigner transform, Gabor wavelet, and logistic wavelet • 经济波动 (business cycles) 的本质：内生震荡还是 外来噪声驱动？ • Frisch model of noise driven harmonic cycles (1933), Harmonically bounded Brownian motion (Unlenbeck & Orstein 1930, Unlenbeck & Wang 王承 书 1945)
噪声与混沌的模式识别 FSPCOM Filtered HP Cycles 0.3 0.2 + : 0.1 0.020.06 I) 0.3-0.2
噪声与混沌的模式识别 -0.3 -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 -0.3 X(t+T) -0.2 -0.1 0 0.1 0.2 0.3 X(t) FSPCOM Filtered HP Cycles
Math Representation in Frequency Domain Fourier spectrum e(f for color cycle and white noise
Math Representation in Frequency Domain • Fourier spectrum E(f) for color cycle and white noise
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Spectrum E(f) of Harmonic Wave, White Noise, and Color Noise (Chaos) • Wave Noise
Stationary (Discrete Fourier Transform)vs Non-Stationary (Joint-Time-Frequency analysis) Time Series Analysis钱世锷,陈大庞(1994 Application ofJoint Time-Frequency Analysis to /SAR DFTBSed ASAR J7Ae△ 4R lange ara Mc2
Stationary (Discrete Fourier Transform) vs. Non-Stationary (Joint-Time-Frequency Analysis) Time Series Analysis 钱世锷，陈大庞(1994)