[논문 리뷰] Are large complex economic systems unstable ?

Sitabhra Sinha|arXiv (Cornell University)|2010. 09. 06.

Economic, financial, and policy analysis참고 문헌 4인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 대규모이고 복잡한 경제 체제가 거래 반응의 내재된 지연과 다중 시간 스케일로 인해 본질적으로 불안정하다고 주장한다. 이는 고전적 경제학 이론이 안정된 평형을 가정하는 바를 도전한다. 천체역학에서의 비선형 역학과 유사성을 제기하며, 시장 속도와 복잡성이 증가할수록 불안정성을 억제하기보다는 악화시킬 수 있음을 시사한다. 이는 체계적 위기를 이해하기 위해 경제물리학 분야에서 새로운 이론적 프레임워크가 필요하다는 점을 지적한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 경제 체제의 복잡성과 속도 증가가 안정성 대신 불안정성을 초래하는지 조사하기.
• 고전적 경제학의 안정된 평형 가정을 기각하고, 경제 체제를 동적이고 평형 외의 상태로 바라보는 시각을 제안하기.
• 포인카레가 연구한 태양계와 같은 시스템의 비선형 역학과 경제적 불안정성 간의 유사성을 탐색하기.
• 합리적 기대와 효율적 시장 가정에 기반한 전통적 모델이 실제 시장의 불안정성과 위기를 설명하지 못함을 주장하기.
• 이де화된 평형 상태가 아닌 실제 시장 역학을 설명할 수 있는 새로운 경제물리학 이론적 기반을 제안하기.

제안 방법

• 비선형 역학과 복잡계 이론 원리를 활용해 경제 네트워크의 동적 행동을 분석한다.
• 수요 변동과 공급 조정 사이의 지연을 불안정의 핵심 원인으로 간주하고, 생태학적 또는 물리계 시스템과 유사한 피드백 메커니즘을 사용해 모델링한다.
• 다중 시간 스케일 개념을 적용해, 빠른 통신이 하위계 간 자연스러운 역학적 분리에 어떻게 교란을 일으킬 수 있는지 보여준다.
• 포인카레의 삼체문제 연구에서 영감을 얻어, 경제적 불안정성을 복잡계의 본질적 특성으로 프레임워크화한다.
• 테우플로마니아, 남태평양 봉제와 같은 역사적 위기 사례와 시장 변동성의 실증적 증거를 분석해 효율적 시장 가정을 도전한다.
• 시스템적 불안정성이 결함이 아니라 진화하는 경제 체제의 필수적 특성일 수 있음을 주장하며, 셸럼프터의 창조적 파괴와 유사한 관점 제시

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모이고 복잡한 경제 체제는 안정된 평형에 도달할 수 있는가, 아니면 지연과 피드백 루프로 인해 본질적으로 불안정한가?
• RQ2 빠른 거래 속도가 예상되는 안정성과는 정반대로 금융 시장이 왜 더욱 변동성이 커지는가?
• RQ3 경제 네트워크 내에서 내재된 지연과 다중 시간 스케일이 얼마나 지속적인 진동이나 혼돈을 초래하는가?
• RQ4 왈라스 일반균형 이론의 타통팅 과정이 비선형 피드백 하에서 어떻게 체계적 불안정성을 초래하는가?
• RQ5 경제물리학은 전통적인 신고전 경제학보다 실제 시장 역학과 위기를 이해하는 데 더 정확한 이론적 프레임워크를 제공할 수 있는가?

주요 결과

• 경제 체제의 복잡성과 속도 증가가 안정성을 높이지 못하고, 오히려 지연과 다중 시간 스케일로 인해 불안정성을 악화시킬 수 있다.
• 수요 변화에 대한 공급 반응 지연은 단순 피드백 모델에서 볼 수 있듯이 지속적인 진동이나 심지어 혼돈적인 가격 역학을 초래할 수 있다.
• 합리적 기대와 효율적 시장 가정은 사치적 버블과 시장 붕괴와 같은 실증적 현상을 설명하지 못한다.
• 테우플로마니아와 남태평양 봉제와 같은 역사적 금융 위기는 이질적인 현상이 아니라, 복잡한 네트워크에서의 체계적 불안정성의 표현이다.
• 왈라스 균형 이론의 타통팅 과정은 비선형 피드백 하에서 역학적으로 불안정하며, 계속된 비균형 상태로 이어질 수 있다.
• 경제물리학은 이상화된 평형 상태가 아닌 실제 시장 역학을 모델링함으로써 경제학에 유망한 새로운 기초를 제공하며, 이는 천체역학에서 혼돈 이론이 탄생한 것과 유사하다.