Эконофизика - это неортодоксальная междисциплинарная область исследований, в которой применяются теории и методы, первоначально разработанные физиками для решения проблем в экономике, обычно тех, которые включают неопределенность или случайные процессы и нелинейную динамику. Некоторые из его приложений к изучению финансовых рынков также получили название статистические финансы, имея в виду его корни в статистической физике. Эконофизика тесно связана с социальной физикой.
Интерес физиков к общественным наукам не нов; Даниэль Бернулли, например, был автором предпочтений, основанных на полезности. Один из основоположников неоклассической экономической теории, бывший профессор экономики Йельского университета Ирвинг Фишер, изначально обучался у известного Йельского физика , Джозайя Уилларда. Гиббс. Аналогичным образом Ян Тинберген, получивший первую Нобелевскую премию по экономическим наукам в 1969 году за разработку и применение динамических моделей для анализа экономических процессов, изучал физику с Полом Эренфест в Лейденском университете. В частности, Тинберген разработал гравитационную модель международной торговли, которая стала рабочей лошадкой международной экономики.
Эконофизика была основана в середине 1990-х годов несколькими физиками, работавшими в области статистической механики. Неудовлетворенные традиционными объяснениями и подходами экономистов, которые обычно отдавали предпочтение упрощенным подходам ради разрешимых теоретических моделей перед согласием с эмпирическими данными, они применяли инструменты и методы из физики, сначала пытаясь сопоставить наборы финансовых данных, а затем объясняя больше. общеэкономические явления.
Одной из движущих сил эконофизики, возникшей в то время, была внезапная доступность больших объемов финансовых данных, начиная с 1980-х годов. Стало очевидно, что традиционных методов анализа недостаточно - стандартные экономические методы имеют дело с однородными агентами и равновесием, в то время как многие из наиболее интересных явлений на финансовых рынках фундаментально зависят от гетерогенных агентов и ситуаций, далеких от равновесия.
Термин «эконофизика» был придуман Х. Юджин Стэнли, чтобы описать большое количество работ, написанных физиками по проблемам (фондовых и других) рынков, на конференции по статистической физике в Калькутте (ранее Калькутте ) в 1995 г. и впервые появилось в его публикации в журнале Physica A 1996 г. Первое совещание по эконофизике было организовано в 1998 г. в Будапеште Яношом Кертесом и. Первая книга по эконофизике была написана Р. Н. Мантенья и Х. Э. Стэнли в 2000 году.
Почти регулярные серии встреч по этой теме включают: ECONOPHYS-KOLKATA (проводимые в Калькутте и Дели), Коллоквиум по эконофизике, ESHIA / WEHIA.
В последние годы сетевая наука, в значительной степени опирающаяся на аналогии из статистической механики, применялась к изучению производственных систем. Так обстоит дело с работами, проводимыми в Институте Санта-Фе в рамках Европейских исследовательских проектов, таких как прогнозирование финансовых кризисов, и Гарвардского технологического института Обсерватории экономической сложности
Если к «эконофизике» обратиться обозначают принцип применения статистической механики к экономическому анализу, в отличие от конкретной литературы или сети, приоритет инноваций, вероятно, принадлежит Эммануэлю Фарджуну и Моше Мачоверу (1983). В их книге «Законы хаоса: вероятностный подход к политической экономии» предлагается решить (по их словам) проблему трансформации в политической экономии Маркса путем переосмысления соответствующих величин как случайных величин.
Если, с другой стороны, «эконофизика» используется для обозначения приложения физики к экономике, можно рассматривать работы Леона Вальраса и Вильфредо Парето как часть этого. Действительно, как показывает и, теория общего равновесия в экономике основана на физической концепции механического равновесия.
Эконофизика не имеет ничего общего с «подходом физических величин» к экономике, отстаиваемым Ян Стидман и другие, связанные с неорикардианством. Известными эконофизиками являются Жан-Филипп Бушо, Бикас К. Чакрабарти, Дж. Дойн Фармер, Дирк Хелбинг, Янош Кертес, Фрэнсис Лонгстафф, Маттео Марсили, Джозеф Л. МакКоли, Энрико Скалас, Дидье Сорнетт, Х. Юджин Стэнли и И-Чэн Чжан. Среди формальных курсов по эконофизике следует особо отметить курс, предлагаемый на физическом факультете Лейденского университета, откуда родился первый лауреат Нобелевской премии по экономике Ян Тинберген. С сентября 2014 года King's College удостоен первой должности профессора эконофизики.
Основные инструменты эконофизики - это вероятностные и статистические методы, часто взятые из статистической физики.
Физические модели, которые применялись в экономике, включают кинетическую теорию газа (так называемые модели кинетического обмена на рынках ), модели перколяции., хаотические модели, разработанные для изучения остановки сердца, и модели с самоорганизующейся критичностью, а также другие модели, разработанные для прогнозирования землетрясений. Более того, были попытки использовать математическую теорию сложности и теорию информации, разработанную многими учеными, среди которых Мюррей Гелл-Манн и Клод Э. Шеннон соответственно.
Для потенциальных игр было показано, что порождающее возникновение равновесие, основанное на информации через информационную энтропию Шеннона, дает такую же равновесную меру (мера Гиббса из статистической механики) как стохастическое динамическое уравнение, оба из которых основаны на моделях ограниченной рациональности, используемых экономистами. Теорема о флуктуации-диссипации соединяет эти два понятия, чтобы установить конкретное соответствие «температуры», «энтропии», «свободного потенциала / энергии» и других физических понятий с экономической системой. Модель статистической механики не строится априори - это результат ограниченно рационального допущения и моделирования существующих неоклассических моделей. Он был использован для доказательства «неизбежности сговора» Хью Диксона в случае, для которого неоклассическая версия модели не предсказывает сговор. Здесь спрос растет, как в случае товаров Веблена или покупателей акций с ошибкой «горячей руки», предпочитающих покупать более успешные акции и продавать менее успешные. Вернон Л. Смит использовал эти методы для моделирования общительности в экономике. Таким образом, модель правильно предсказывает, что агенты не любят негодование и наказание и что существует асимметрия между благодарностью / вознаграждением и негодованием / наказанием. Показано, что классическое равновесие по Нэшу не имеет предсказательной силы для этой модели, и равновесие Гиббса необходимо использовать для прогнозирования явлений, описанных в Humanomics.
Квантификаторы, полученные из теории информации, использовались в нескольких статьи эконофизика Аурелио Ф. Баривьера и соавторов с целью оценки степени информационной эффективности фондовых рынков.
Zunino et al. использовать инновационный статистический инструмент в финансовой литературе: плоскость причинности сложности-энтропии. Это декартово представление устанавливает рейтинг эффективности различных рынков и выделяет разную динамику рынка облигаций. Более того, авторы приходят к выводу, что классификация, полученная из плоскости причинно-следственной связи сложности и энтропии, соответствует квалификациям, присвоенным крупными рейтинговыми компаниями суверенным инструментам. Аналогичное исследование, разработанное Bariviera et al. исследовать взаимосвязь между кредитными рейтингами и информационной эффективностью выборки корпоративных облигаций нефтяных и энергетических компаний США, используя также плоскость причинности сложности-энтропии. Они считают, что эта классификация соответствует кредитным рейтингам, присвоенным Moody's.
Другим хорошим примером является теория случайных матриц, которую можно использовать для выявления шума в матрицах финансовой корреляции. В одной статье утверждалось, что этот метод может улучшить производительность портфелей, например, при применении в оптимизации портфеля..
Однако существуют различные другие инструменты из физики, которые до сих пор использовались, например, fluid динамика, классическая механика и квантовая механика (включая так называемую классическую экономику, квантовую экономику и квантовые финансы ) и формулировка интеграла по путям статистической механики.
Концепция индекса экономической сложности, введенная физиком Массачусетского технологического института Сезаром А. Идальго и экономист из Гарварда Рикардо Хаусманн и доступный в Обсерватории экономической сложности Массачусетского технологического института, был разработан как. По оценкам Хаусманна и Идальго, ECI гораздо точнее предсказывает рост ВВП, чем традиционные показатели управления Всемирного банка.
. Есть также аналогии между теорией финансов и теорией распространения.. Например, уравнение Блэка – Шоулза для опциона ценообразования является уравнением диффузии - переноса (см., Однако, критику –Методология Шоулза). Теорию Блэка – Шоулза можно расширить, чтобы обеспечить аналитическую теорию основных факторов экономической деятельности.
Статьи по эконофизике публиковались в основном в журналах, посвященных физике и статистической механике, а не чем в ведущих экономических журналах. Некоторых экономистов эта работа в целом не впечатлила. Другие экономисты, в том числе Мауро Галлегати, Стив Кин, Пол Ормерод и Алан Кирман, проявили больший интерес, но также подвергли критике некоторые тенденции в эконофизике. Совсем недавно Вернон Л. Смит, один из основателей экспериментальной экономики и лауреат Нобелевской премии по экономическим наукам, использовал эти методы и заявил, что они демонстрируют многообещающе.
Эконофизика оказывает определенное влияние на более прикладную область количественных финансов, масштабы и цели которой значительно отличаются от целей экономической теории. Различные эконофизики ввели модели колебаний цен в физику финансовых рынков или оригинальные точки зрения на установленные модели. Также в различных экономических данных было обнаружено несколько законов масштабирования.
В настоящее время одним из основных результатов эконофизики является объяснение «толстых хвостов» в распределении многих видов финансовых данных в качестве универсального самоподобного масштабирующего свойства (т.е. масштабного инвариантного на многие порядки величины данных), возникающего из-за тенденции отдельного рынка конкурентов или их совокупностей для систематического и оптимального использования преобладающих «микротенденций» (например, роста или падения цен). Эти «толстые хвосты» важны не только математически, потому что они включают в себя риски, которые, с одной стороны, могут быть очень малы, так что ими можно пренебречь, но которые, с другой стороны, ничем не пренебрежимо, то есть их нельзя сделать экспоненциально маленькими, а вместо этого следуют измеримому алгебраически убывающему степенному закону, например, с вероятностью отказа всего где x - постоянно увеличивающаяся переменная в хвостовой части рассматриваемого распределения (т. Е. Ценовая статистика с гораздо более чем 10 данными). То есть рассматриваемые события не являются просто «выбросами», они действительно должны приниматься во внимание и не могут быть «застрахованы». Похоже, что это также играет роль, что около изменения тенденции (например, от падения к повышению цен) наблюдаются типичные «панические реакции» агентов по продаже или покупке с алгебраически увеличивающейся скоростью и объемом сделок. «Толстые хвосты» также наблюдаются на товарных рынках.
Как и в квантовой теории поля, «толстые хвосты» могут быть получены сложными «непертурбативными » методами, в основном численными, поскольку они содержат отклонения от обычных гауссовых приближений, например теория Блэка – Шоулза. Однако «толстые хвосты» также могут быть следствием других явлений, таких как случайное количество членов в теореме о центральном пределе или любое количество других, не относящихся к эконофизике моделей. Из-за сложности тестирования таких моделей в традиционном экономическом анализе им уделялось меньше внимания.
.