[論文レビュー] Are large complex economic systems unstable ?

Sitabhra Sinha|arXiv (Cornell University)|Sep 6, 2010

Economic, financial, and policy analysis参考文献 4被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、取引応答における固有の遅延および複数の時間スケールが原因で、大規模で複雑な経済システムは本質的に不安定であると主張する。これは、古典的経済理論が安定均衡を仮定するのに対し、非線形力学的ダイナミクスとの類似性に着目し、市場の高速化と複雑化が不安定性を抑圧するのではなく、むしろ増幅させる可能性があることを示唆する。これにより、システミック・クラッシュを理解するための、経済物理学における新たな理論的枠組みの必要性が浮き彫りになる。

ABSTRACT

Although classical economic theory is based on the concept of stable equilibrium, real economic systems appear to be always out of equilibrium. Indeed, they share many of the dynamical features of other complex systems, e.g., ecological food-webs. We focus on the relation between increasing complexity of the economic network and its stability with respect to small perturbations in the dynamical variables associated with the constituent nodes. Inherent delays and multiple time-scales suggest that economic systems will be more likely to exhibit instabilities as their complexity is increased even though the speed at which transactions are conducted has increased many-fold through technological developments. Analogous to the birth of nonlinear dynamics from Poincare's work on the question of whether the solar system is stable, we suggest that similar theoretical developments may arise from efforts by econophysicists to understand the mechanisms by which instabilities arise in the economy.

研究の動機と目的

• 経済システムの複雑さと速度の増加が安定性をもたらすのではなく、不安定性を引き起こすかどうかを調査すること。
• 安定均衡の古典的仮定に代わって、動的で非平衡的な経済システムの視点を提唱すること。
• ポincareが提唱した三体問題の非線形力学的ダイナミクスと経済的不安定性の類似性を探ること。
• 合理的期待と効率的市場仮説に基づく伝統的モデルが、現実の市場不安定性や危機を説明できないことの主張。
• 理想化された均衡状態ではなく、現実の市場ダイナミクスを説明できる、経済物理学における新たな理論的基盤の提唱。

提案手法

• 非線形ダイナミクスおよび複雑系理論の原則を用いて、経済ネットワークの動的挙動を分析する。
• 需要の変動と供給調整の間の遅延を、生態的または物理的システムと同様のフィードバック機構と見なし、不安定性の主要因とモデル化する。
• 複数の時間スケールの概念を適用し、高速な通信がサブシステム間の自然なダイナミクス的分離を破壊する仕組みを示す。
• ポincareの三体問題に関する業績をアナロジーとして用い、経済的不安定性を複雑系の本質的性質として位置づける。
• テュリップ・マニヤや南シナ・バブルなどの市場のボラティリティと歴史的危機の実証的証拠を検討し、効率的市場仮説に反論する。
• システミックな不安定性は失敗ではなく、進化する経済システムの必然的特徴であり、シュンペーターの創造的破壊に類似していると提唱する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模で複雑な経済システムは安定均衡に到達可能か、それとも遅延とフィードバックループのため本質的に不安定か？
• RQ2 取引速度が速化しているにもかかわらず、金融市場がよりボラティリティを示すのはなぜか？これは安定性の向上という期待に反する。
• RQ3 経済ネットワークに内在する遅延と複数の時間スケールが、持続的振動やカオスにどの程度寄与するか？
• RQ4 ワルラス一般均衡理論におけるtâtonnementプロセスの崩壊が、システミック不安定性にどのように寄与するか？
• RQ5 経済物理学は、伝統的なネオクラス経済学に代わって、現実の市場ダイナミクスと危機をより正確に説明できる理論的枠組みを提供できるか？

主な発見

• 経済システムの複雑さと速度の増加は、安定化をもたらさず、むしろ遅延と複数の時間スケールによって不安定性を増幅させる。
• 需要変化への供給応答の遅延は、単純なフィードバックモデルで示されるように、持続的振動やカオス的価格ダイナミクスを引き起こす可能性がある。
• 合理的期待と効率的市場仮説の仮定は、スペクulativeバブルや市場崩壊といった実証的現象を説明できない。
• テュリップ・マニヤや南シナ・バブルといった歴史的金融危機は、異常ではなく、複雑ネットワークにおけるシステミック不安定性の現れである。
• ワルラス均衡におけるtâtonnementプロセスは、非線形フィードバック下では動的に不安定であり、永続的な非均衡状態に至る可能性がある。
• 経済物理学は、理想化された均衡状態ではなく、現実の市場ダイナミクスをモデル化することで、経済学の新たな有望な基盤を提供する。これは、天体力学から発展したカオス理論の出現に類似している。