生态学模型揭示市场为何失灵市场失灵的原因有哪些

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导语
为何市场经济常常不能促进最优的资源分配？牛津大学教授兼圣塔菲研究所外聘教授 Doyne等，近日在一篇发表于 PNAS 的论文“市场生态学如何解释市场失灵”中表示，基于一个只包含两种投资品、三类投资者的简化模型，指出其中会出现的复杂动力学，并解释了市场无效率是如何自发产生的，从而使人们了解价格过度波动和价格偏离基本价值的根源。该模型扩展了复杂经济学的解释范围，对市场失灵给出了一个依赖更少假设的内生性解释。
研究领域：基于主体的建模，金融市场，生态学，复杂经济学

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1. 市场失灵并不罕见
当代人遇到社会问题，要么抱怨政府失灵，要么抱怨市场失灵。若是追问为何会出现市场失灵，回答是垄断或者负面外部性导致的价格扭曲。但如果没有没有这些额外的假设，价格能够如实反映参与者的知识、市场就一定会对资源达成最优的配置吗？

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图1. 简化的金融市场模型示例
上图展示的市场中，有收益固定的债券，也有收益浮动但预期更高的股票。市场中的投资者分为噪音投资者（随机选择投资哪一种）、价值投资者（根据其掌握的模型决定投资类型），以及趋势跟随着者（假设之前股票的走势能够预测其未来走势）等。将不同类型的投资者看成是不同的物种，使用基于主体的建模（agent based model），可以让该生态网络多次从不同起点开始演化，观测不同策略投资的财富组合及收益，是如何相互影响的。
2. 生态学模型能回答的问题
第一个问题，在这个市场中，哪一类投资者会获得更高的收益？

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图2. 不同种的投资者所占比例下对应的最优投资策略
回答是这取决于当前市场中三类投资者所占的比例，图2中不同的颜色，代表各类投资者所在比例；对应的颜色，代表当下最优的投资策略；颜色深浅对应的投资策略的年收益率。该图中红色部分代表着噪音（非专业）投资者的策略是最优的（例如价值投资者由于掌握的财富太少，其对股价的影响太小，导致其收益还不如随机选择的噪音投资者），这时对于那些价值投资者，多半会感叹市场失灵。
第二个问题，从代表市场出清的均衡点出发，市场演化的轨迹如何？如果一旦进入市场均衡点，就不会再偏离，说明市场不会失灵，但现实却并非如此。从均衡点出发，该市场中的投资者相对比例会发生显著的变化，且不确定性很大。

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图3. 从均衡点出发的演化路径
图3A中不同线的深浅，代表了这一路径在多次模拟中出现的概率，可见其演化方向是相当多样的，向哪个方向演化是由随机因素决定的。图3B中不同颜色代表不同类型的投资方案最优，可见其轨迹是相当嘈杂充满噪音。这进一步说明了市场是很可能失灵的。

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图4. 市场模拟200年后，其最终状态点的概率密度
第三个问题，市场经过长时间演化后，会达到均衡点吗？结果是很有可能，但并不总会达到，如图4所示，多次模拟后，演化最终点在均衡点附件概率密度相对更大些，这意味着从长期来看，系统并不是完全没有效率的，还是很有可能实现最优配置。

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