Den econophysics eller fysisk økonomi er en tverrfaglig vitenskapelig forskningsfelt som mål å løse økonomiske problemer ved å bruke metoder og teorier utviklet for å forklare komplekse fysiske fenomener inkludert under statistisk fysikk . Sentralbanker med dynamiske stokastiske generelle likevektsmodeller og verdipapirforetak er de første som benytter seg av fremskritt innen denne disiplinen.
Begrepet økofysikk er nevnt for første gang i Calcutta i 1995 under en konferanse for statistisk fysikk av H. Eugene Stanley for å betegne hele artiklene skrevet av fysikere og som har for objektøkonomi eller finans. Denne interessen støttes av eksplosjonen av økonomiske og økonomiske data som gjør det mulig å sammenligne modeller med virkeligheten.
Fysikernes og matematikernes interesse for økonomi og samfunnsvitenskap er ikke ny. Daniel Bernoulli med publiseringen av artikkelen sin Specimen theoriae novae de mensura outis om Saint-Petersburg-paradokset er en av de første forskerne som bruker statistikk på menneskelig atferd. Det er opprinnelsen til formaliseringen av de økonomiske begrepene nytte (selv om noen bemerkelsesverdige forløpere som John Stuart Mill alle er de samme å sitere), av risiko og risikopremie .
Mens økonomiske modeller er fortsatt basert på et tradisjonelt syn på statisk likevekt (lineær likning, statisk balanse) på slutten av XX th århundre fysikere udekkede av tradisjonelle metoder og forklaringer av økonomien og de sterke suksesser av statistisk fysikk foreslått for å bruke sine metoder og verktøy. Svært tidlig studerte de informasjonen i finansielle data og forklarte generelle økonomiske fenomener.
I 1983 la Emmanuel Farjoun og Moshe Machover merke til at den fysiske vitenskapen er i stand til å komme med nyttige spådommer om makroskopisk oppførsel (fra Brownian bevegelse til lovene om termodynamikk ) av sett som, sett lokalt, virker tilfeldige og kaotiske. Ifølge dem ble økonomer, enten marxister, nyklassisister eller keynesianere, da sittende fast i en visjon om kausalitet som stammer fra Adam Smith på jakt etter en hypotetisk likevekt . Med utgangspunkt i observasjonen at postulatet til denne likevekten var sentralt i de teoriene som hittil ble foreslått i den politiske økonomien, og at de tilknyttede modellene var ineffektive når de møtte flere økonomiske kriser, foreslår disse forfatterne å radikalt endre de grunnleggende forutsetningene og legge grunnlaget for ' en sannsynlig tilnærming til politisk økonomi. De tar opp spørsmålet om pris- og fortjenestedannelse, men konseptualiserer forskjellige mengder i form av tilfeldige variabler. Spesielt hvis de posisjonerer seg i tradisjonen med klassiske økonomer og marxister som insisterer på arbeidets rolle i å skape rikdom (se verdien av arbeid ), avviser de hypotesen, forenkling, men uvirkelig, om en ensart profitt. I følge dem kan konkurranse i et fritt marked i beste fall bare generere statistisk likevekt. På samme måte bestrider de den deterministiske dimensjonen til en pris. Det er tilstrekkelig å gå til et marked for å kjøpe grønnsaker for å se at prisen på et kilo tomater ikke er en deterministisk variabel: den er ikke konstant verken over en dag eller i samme marked. Også prisene bør betraktes som tilfeldige variabler. Laws of Chaos definerer ikke en streng sannsynlig økonomisk modell, men foreslår veier for en slik modell.
I klassisk økofysikk utforsker forfatterne stien halvveis åpnet av Emmanuel Farjoun og Moshe Machover ved å særlig stole på informasjonsteori og multi-agent simuleringer. Denne boka starter fra konsepter utviklet av klassiske forfattere Smith, Ricardo og Marx. Så første del er en analyse av verdiskaping gjennom arbeid. Den andre delen er en studie av handel med varer, penger og kapitaldannelse. Den tredje delen beskriver en modell med flere agenter som, selv om den er enkel, oppnår en statistisk likevekt som gjengir inntektsfordelingen observert i utviklede land. Endelig er den siste delen en kritikk av teorien utviklet av Friedrich Hayek basert på dem på en dårlig forståelse av informasjonsteori. Disse forfatterne demonstrerer innenfor rammen av algoritmisk informasjonsteori at Hayeks hovedargument vender seg mot ham. Hvis effektiviteten i en økonomi er avhengig av bruk av informasjon distribuert over et stort antall agenter, er planlegging mulig og mer effektiv.
Fysikere som Victor M. Yakovenko la merke til at mengden penger er bevart under en økonomisk utveksling bortsett fra opprettelsen av en gjeld (se også Atomicitet (økonomi) ). Imidlertid har fysikk, særlig statistisk fysikk, utviklet den formalismen som er nødvendig for å studere lignende komplekse prosesser, spesielt begrepet energi og entropi . Bevaring av penger under økonomisk utveksling innebærer at penger har en tendens til å fordeles blant økonomiske agenter i henhold til en eksponentiell fordeling . I fravær av gjeld avhenger denne fordelingen bare av gjennomsnittlig mengde penger per agent. Det er bemerkelsesverdig at den årlige inntektsfordelingen i USA følger en slik lov som en første tilnærming.
Tenk på et system med økonomiske agenter. Vi kaller summen av pengene til agenten . Systemet er delt inn i strimler med rikdom i bredden . er antall agenter i bånd 0 som har en mengde endring mellom og , mellom og , ..., mellom og . Den detaljerte konfigurasjonen av systemet er gitt nedenfor . En enkel fordeling er at alle agenter har like mye valuta . Det vil si at det er et k-band slik at . Mangfoldet av systemet er gitt ved antall permutasjoner av agenter mellom rikdomsbåndene som holder konstant antall agenter i hvert velstandsbånd
Entropien til systemet er logaritmen til mangfoldet. Ved å bruke Stirling-formelen for den faktiske tilnærmingen for stort antall kan vi vise det
med sannsynligheten for at en økonomisk agent tilhører velstandsbåndet . Hvis systemet er isolert, dvs. at pengemengden er fast, følger fordelingen av sannsynligheter som maksimerer entropi en eksponentiell lov ,
med temperaturen lik den gjennomsnittlige mengden penger for en agent . Videre kan vi vise at startende fra enhver fordeling av innledende pengemengde, som , og lar systemet utvikle seg slik at økonomiske agenter bytter penger på en konservativ måte , så øker entropien ved hver utveksling og fordelingen av penger mot eksponentiell lov . Et isolert system som følger loven om maksimering av entropi sies å være i likevekt.
Sammendrag av kapittel 13 i "Klassisk økofysikk"
Modellen består av N økonomiske agenter. Hver agent har en positiv eller null sum , det vil si at modellen ikke tillater gjeld. Pengemengden M er konstant. Hver agent er enten ansatt av en annen agent, ansetter en annen agent eller er arbeidsledig. Lønnsområdet er parametrerbare data for modellen, de andre parametrene er M og N. Hver agent har like muligheter for handling. Råvaremarkedet er modellert ganske enkelt av en pott V som selskaper konkurrerer om. I denne modellen er det ingen detaljert modellering av markedet, investorer (arbeidsgiver) kan bare investere i variabel kapital (ansatt) og det er ingen uttak eller omfordeling av penger fra en stat. Sannsynlighetslovene er ensartede i henhold til Bernoullis likegyldighetsprinsipp (in) at i mangel av tilleggsinformasjon er den kontinuerlige enhetlige loven den mest passende.
Modellen utvikler seg ved et diskret hopp fra stat til .
Initialiseringsregel:
Utvalgsregel:
Ansettelsesregel
Forbruksregel
Markedsregel
Oppsigelsesregel
Lønnsregel
Simuleringsregel
En måneds regel
Parametrene M og N har i hovedsak en skaleringsrolle, de har liten eller ingen innvirkning på simuleringen så lenge antall agenter er stort nok. For å ha en monetær enhet som kan sammenlignes med utviklede samfunn, er det nødvendig å velge M / N større enn 1.
Ved sin struktur gjengir denne modellen den sosiale inndelingen i arbeidsgiver, arbeidstaker og arbeidsledig. Med valget av lønnsintervall mellom 10% og 90% av den gjennomsnittlige formuen per agent, er 71% av agentene ansatt, 12% arbeidsgivere og 17% arbeidsledige i gjennomsnitt over et tilstrekkelig stort antall iterasjoner av månedsregelen ( > 1000).
BNP, X, er summen av omsetningen til alle selskaper i løpet av et år (12 iterasjoner av månedens regel). La W være summen av lønnene til ansatte, BNP X brytes ned til xw = W / X, andelen av BNP tilsvarer inntekten til de ansatte, dvs. lønnene , og xp = 1-xw, brøkdelen av BNP som tilsvarer inntektene arbeidsgivere, dvs. fortjeneste . xw svinger rundt et gjennomsnitt på 0,55 og xp rundt et gjennomsnitt på 0,45: priser som kan sammenlignes med empiriske data.
Mer interessant, reproduserer modellen de karakteristiske utbytteutbetalinger observert i økonomien i utviklede land: en log-normal regime for lave inntekter (90% av midler, Gibrat indeks beta = 1,42) og et Pareto regime for høy andel (10% av. agenter, alfa = 1.3). I denne modellen er ikke den lognormale fordelingen en konsekvens av en multiplikativ stokastisk prosess, en forklaring ofte fremsatt, men resultatet av en overstilling av fordelingen av lønn, lav fortjeneste og fravær av inntekt på grunn av arbeidsledighet. Hvis vi vurderer hver agents formue målt ved mengden penger i hans eie på slutten av året i stedet for summen av inntekten hans i løpet av året, ser vi fremdeles et Pareto-regime for de rikeste 10%. Men at det lave hastighet er nærmere en eksponentiell lov .
Denne modellen gjengir fordelingen av størrelsen på selskaper målt i antall ansatte som er veldig nær en Zipf-lov , fordelingen av veksten til et selskap nær en Laplace-lov og fordelingen av antall konkurser per måned.
Denne modellen gjengir fordelingen av veksten av logaritmen av BNP (korrigert for inflasjon) nær en Laplace-lov, samt fordelingen av varighet av lavkonjunkturer nær en eksponentiell lov med en gjennomsnittlig varighet av lavkonjunkturer på 1,2 år.
Profittgraden måles for hvert selskap av med r den årlige omsetningen og w summen av lønnene utbetalt over et år. Fordelingen av fortjenestesatsene følger en asymmetrisk lov om retten i samsvar med fordelingen observert for reelle besparelser. Gjennomsnittlig fortjeneste er 80% og medianrente er 64%.
Mens noen verdier som følge av simuleringen kan avvike betydelig fra observerte verdier, gjengir denne modellen til tross for sin enkelhet fordelinger observert for realøkonomien på mengder som inntekt, vekst, fortjeneste, lavkonjunktur og arbeidsledighet. Siden kjernen i denne modellen er den sosiale splittelsen mellom arbeidstaker, arbeidsgiver og arbeidsledig, konkluderer forfatterne at fenomener i realøkonomi som forårsaker politiske konflikter som arbeidsledighet, inntektsulikhet og lavkonjunktur, ikke er ulykker eller forbigående fenomener, men er den direkte konsekvensen sosial organisasjon av produksjonen.
"En siste og viktig implikasjon er at beregningsfradraget som er skissert i denne artikkelen, innebærer at noen av funksjonene i den økonomiske virkeligheten som forårsaker politisk konflikt, som ekstrem ulikhet i inntekt og lavkonjunktur, er nødvendige konsekvenser av de sosiale produksjonsforholdene og dermed utholdende og essensielle egenskaper til kapitalismen, snarere enn tilfeldig, eksogen eller forbigående. "
Jean-Philippe Bouchaud og Marc Mézard beregnet at økningen i handel og nedgangen i den økonomiske risikoen ved investeringer i fellesskap reduserer ulikhetene. Virkningen på fordeling av formue gjennom skatt måles: inntektsskatt har en tendens til å redusere ulikhet, ettersom den blir fordelt til flest mulig; hvis en utilstrekkelig del av inntektsskatten fordeles om, oppfyller ikke kapitalskatten lenger sin sosiale rolle, men øker ulikhetene i fordeling av formue.
Så tidlig som i 1969 , Konrad Lorenz observert at utvalget fordeler de større super- familier som bistår hverandre i kampen mot utlendinger. Ved det hebraiske universitetet i Jerusalem viste Moshe Lévy og Sorin Salomon også at Pareto-koeffisienten avhenger av den gjennomsnittlige størrelsen på familier i befolkningen .
Etter finanskrisen i 2008 , Jean-Philippe BOUCHAUD understreker: