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心智的網路實驗室

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問題顯然在於,會發生什麼樣的湧現行為?這些作用者會像常規經濟學描述的那樣安然自若地進行股票交易嗎?或者,它們的行為模式會如風起雲湧的股市那樣逼真嗎?阿瑟和荷蘭德毫不懷疑會發生后一種情況。但事實上,即使在研究所,很多人也對此抱懷疑態度。
阿瑟說:「這些使我開始對分類者系統產生了懷疑。隨著我對這個系統越來越熟悉,這個系統的弊端也就變得越來越明顯了。然而,我越是仔細研究這個系統,就越是嘆服其中所包含的思想:你的腦子裡可以有許多相互矛盾的假設,這些假設可以相互競爭,因為這樣你就不必把某種專家預先編入這個系統,我真的非常欣賞這個思想。我開始從與荷蘭德略有不同的角度來構想他的系統。我把它們想成是普通的計算機程序,有許多模數和分支點,但其程序每次都要自己判斷究竟該激活哪一個模數,而不是沿著固定的序列來激活這些模數。一旦當我開始把它們構想成是一種自我適應的計算機程序,我就感到順暢得多了。我認為這正是荷蘭德的成就之所在。」
「我和約翰(荷蘭德)相互望望,然後一個勁地搖頭。我們說,這不可能。強烈的直覺告訴我們,我們建立的股市具有自我組織行為方式的巨大潛能,會越變越複雜,新的、豐富多採的行為會湧現出來。」阿瑟說。
當然,阿瑟希望桑塔費經濟學項目能開發出足以說服其他經濟學家的計算機模型來。或,起碼不要使他們再次失望。確實,到1988年秋天時,阿瑟和他的經濟學項目組已經用了好幾個這樣的計算機實驗了。
而且,當股價跌到二十五美元時,就會發生正好相反的情況:作用者都會儘力賣出,這樣就對股市看跌也形成了一個自圓其說的預言。這正是股市出現泡沫和崩盤的道理!阿瑟為之精神大振,就連平時最小心翼翼的派爾默都受到了他熱情的感染。阿瑟說,這個結論在這個模型的最新的、更完整的版本中一再得到確認。但在 1989年5月的早晨他們就意識到他們成功了。
但不幸的是,股市模型的編程工作時續時斷。1988年6月的一天,在午餐時間,阿瑟和荷蘭德粗擬了這個計算機模擬的初槁。當時他們倆都在桑塔費的首期複雜系統暑期班上擔任講師。那年夏天,荷蘭德回到安·阿泊,用阿瑟唯一了解的計算機語言,BASIC語言,編寫了完整的分類者系統和基因演算法(這使荷蘭德終於擺脫了用十六位進位符號編寫程序。他只得自學了BASIC語言。但從此他只用BASIC語言編寫程序)。那年秋季,在經濟學項目開始的最初幾個月,荷蘭德回到了桑塔費。他一回到桑塔費就和阿瑟一起進一步開發股市模型。但由於將此編寫為生態系統佔去了荷read•99csw.com蘭德許多時間,而阿瑟又苦於行政事務纏身,所以股市模型編寫進展緩慢。
阿瑟和荷蘭德以前的學生史蒂芬尼亞·福萊斯特對這個問題做了許多探討。福萊斯特現在在新墨西哥大學,是桑塔費研究所的常客。她告訴阿瑟,問題出在荷蘭德的水桶隊列演算法上。這個演算法能夠對各種規則論功行賞。如果水桶隊列演算法能夠倒過來獎勵上幾代規則,那等到倒溯到這些規則的鼻祖的時候,獎品已經所剩無幾了。所以毫不奇怪,為什麼淺顯系統的學習功能較佳。確實,對水桶隊列演算法的提煉與改良已經成為分類者系統研究中最緊迫的一環了。
另外,他正在為自己已經花費了大量時間來從事的另外一個桑塔費研究項目感到焦慮不安。這個項目就是「雙重喊價競賽」模型,這是他和卡內奇麥倫大學的約翰·米勒和威斯康星大學的約翰·魯斯特共同設計開發的。這個最終於1990年初舉辦的競賽是在1987年9月第一次經濟研討會上構思的。這個模型在原理上與愛克斯羅德在10年前設計的模型非常類似。但這個模型不是重複運作「囚犯的兩難境地」的遊戲,而是包含了交易者對付像股票交易這樣的商品市場的各種策略。是不是最好一開盤就叫價?是不是先別做聲,等到最好的價格出現時再叫價?因為買賣雙方在這樣的市場上都是自發叫價的,所以這個系統就被稱為「雙重叫價」,而答案卻是冥然不知的。
儘管如此,阿瑟和荷蘭德仍然不放棄努力。阿瑟說:「問題是,逼真的適應性行為真的會導致理性期望的結果嗎?我認為,答案是肯定的,但這隻有在面對非常簡單的問題、或這個問題一再出現的情況下才有可能。從根本上說,理性期望的理論是說,人類並不愚蠢。這就像玩連圈叉的井字遊戲一樣(tic-tac-toe),幾次以後就能學會預測對手的行為,於是雙方就能把這個遊戲玩得滴水不漏。但如果是在一個決不會重複出現的情況下,或在非常複雜的情況下,作用者必須做大量的算計,那麼你對作用者的要求就太高了。因為你這就是在要求它們了解自己的期望、把握市場的驅動力。把握其他人的預期。以及其他人對其他人的預期的預期、等等。很快,這些倒霉的作用者就會陷於無法預期的狀況。」在這種情況下,阿瑟和荷蘭德認為,作用者就會處於極不均衡的狀況,導致理性期望值的「萬有引力」 就會變得非常微弱,動力和意外事件就會主宰一切。
「感謝上帝,我的小夥子,如果定理的時代要退出歷史舞台了的話,我也就隨之而退場了。」六十多歲的漢恩在另一個場合這麼說。
更糟糕的是,阿瑟開始意識到,儘管分類者系統的概念有許多https://read.99csw.com強處,但使用起來卻麻煩甚多。他說:「起初,桑塔費的人都認為分類者系統是全能的,能解答股市的問題,也能在早上替你煮咖啡。所以我曾經和荷蘭德開玩笑說:『嘿,約翰,分類者系統真的能夠產生低溫核聚變嗎?』」
阿瑟回憶說,這場既友好又激烈的爭論持續了一段時間。當然,結果雙方誰也沒有退讓。但阿瑟明顯感到這對他是一場挑戰:如果他和荷蘭德相信他們的股市模擬能展現逼真的湧現行為,那麼,他們就必須證明這一點。
「到了1989年初,戴維·萊恩和里查德·派爾默組織了一個專門研究荷蘭德思想的小組,每周有四次午餐前的聚會。那時候荷蘭德已經離開了桑塔費,但我們花了一個月的時間來研究他的《歸納法》一書。當我們深入到分類者系統技術之中的時候,我發現,對分類者系統的構架設計必須十分小心,才能保證它在實際中能夠運用,而且還必須對規則之間環環相扣的環節設計得十分周密。同時,你設計的可能會是『深度』分類者系統,那就是,一個規則激活另一個規則、再激活另一個規則,從而引起長長的連鎖反應的分類者系統,或者,你設計的可能是『廣度』分類者系統,即,刺|激-反應式的系統,它能在稍有差別的情況下能產生150種反應方式。我的經驗是,廣度系統的學習功能非常強,而深度系統則不然。」
阿瑟回憶說,他們就此發生了一場激烈的爭論。當然,阿瑟知道,自從1987年9月召開了第一次經濟學研討會以後,沙金特對荷蘭德研究學習的方式就一直持有濃厚的興趣。其實沙金特早在這之前就開始研究學習對經濟行為的影響。而馬里蒙當時就像阿瑟一樣對計算機實驗極感興趣。但在阿瑟看來,馬里蒙和沙金特似乎並不真正把學習當作研究經濟學的新視角。他們似乎把學習當作鞏固常規經濟學理論的一種方法,就好像是在用這種方法來理解經濟作用者在不完全理性的情況下是如何摸索到新古典經濟學的行為模式的。
阿瑟深感懊喪和煩惱。現在唯一可做的似乎是把沙金特從斯坦福大學叫回來,祝賀他的勝利。「但有一天早上我和里查德走進辦公室,在我的蘋果機上運作這個系統。我們一直在觀察其運作,一邊討論著如何改進這個程序。我們注意到,每當價格達到三十四美元時,作用者就會買進。我們可以把這種情況圖示化,情況似乎很異常。我們以為是這個模型出了錯誤。但當我們又苦苦思考了一個多小時以後,才認識到這個模型並沒有錯誤,而是這些作用者發現了技術分析的原始形式。那就是,這些作用者開始相信,如果股價上漲到一定程度,就會繼續看漲,那就買進。但當然,這種認識變成了一read.99csw•com種自圓其說的預言:如果在股價達到三十四美元時有足夠的作用者意欲購買,那就會造成股價繼續看漲。」
阿瑟解釋說,在經濟學的所有陳芝麻爛穀子的問題中,股市行為是最古老的問題之一。這是因為新古典經濟學發現華爾街完全不可理喻。有論點說,既然所有的經濟作用者都是完全理性的,那所有的投資者必然是完全理性的人。而且,既然這些完全理性的投資者對所有股票的長遠預期獲利都掌握同樣的信息,那他們對每股股值的估計,即,在扣除利率后的預期凈利,就應該總是一致的。照此推理,這種完全理性的市場就永遠不可能陷入投機性的炒做和崩盤,股市最多只會由於對各種股票預期的最新信息而稍有波動。無論怎樣,根據邏輯推理,紐約股票交易所大廳必然是個非常安靜的地方。
他們觀察到,這個系統每一次運行的結果都像見了鬼似地符合湯姆·沙金特的預言。阿瑟說:「在這個模型中,單股的股息是三美元,折扣率為百分之十,這樣,股票的基價為三十美元。而股價真的就在三十美元上下浮動,證明了常規經濟學理論的正確!」
公平地說,阿瑟必須承認,這兩個人有理由這樣認為。沙金特在他研究的「理性的期望」理論之外,還掌握了一些實驗證據來支持他們的論點。研究者證明,在一系列讓學生們扮演股票交易者的計算機模擬實驗中,實驗對象的交易價格很快就會集中到股票基價上。而且,馬里蒙和沙金特也在進行他們自己的桑塔費式的計算機模擬實驗:一種被稱為「威克塞爾三角」的老問題。情節是這樣的:三個不同類型的作用者生產和消費三種不同類型的貨物,其中之一最終變成了一種交換的中介:錢。當馬里蒙和沙金特用分類者系統替代了原來模型中的理性作用者后,發現這個系統每一次都回到新古典經濟學的結論上(也就是說,交換的媒介是庫存成本最低的貨物——比如說,是金屬磁碟,而不是鮮牛奶)。
但事實上,紐約股票交易所大廳幾乎成了一個失控之地,形形色|色的泡沫和崩盤在大起大落,橫掃交易大廳,就更別提人群的恐懼心理和不安全感、以及狂喜和聚眾鬧事的慾念攪成一鍋粥的情狀了。如果有個火星人訂閱一份星際版的華爾街日報,讀完報紙后也許會認為股市是一個什麼活物。阿瑟說:「在有關股市的報道中,記者總是用描述心理的詞彙來描述股市:股市極度緊張不安、股市萎靡沮喪、股市信心十足。」股票交易所本身就是人工生命的一種形式。阿瑟說,所以他們在1988 年認為,用桑塔費的方式來模擬股市似乎是唯一能夠解釋股市的方法。「我們的想法是做小面積的剖析,先用常規的新古典經濟學的完全理性的作用者的假設來做模九_九_藏_書擬,然後再用能夠像人類那樣學習和適應環境的人工智慧作用者取而代之。這個模型有一個股市,作用者可以在其中自由買賣。隨著他們對貿易規則的掌握,你會看到各種市場行為湧現出來。」
但阿瑟的問題是,即使在桑塔費,經濟學家們一想到用計算機模型也會變得神經高度緊張。「我猜我們不得不在經濟學中引入計算機模擬了,但我想我已經上了年紀,很難改變了。」有一天午餐時阿羅悶悶不樂地說。
事實上,即使是這些年以來,阿瑟發覺自己對「模擬」這個詞仍然有一種警惕心。他和他的同事們更願意將經濟學程序稱為「計算機實驗」,這個詞體現了荷蘭德和桑塔費的物理學家所實踐的某種嚴謹性和準確性。他說,荷蘭德和物理學家們從事計算機模擬的方法給了他很大的啟發。「我認為這太妙了。到了極為小心的人手裡,所有的假設都經過仔細斟酌,整個演算法明確清晰,模擬就像實驗室的實驗一樣具有可重複性和嚴謹性,在這種情況下,我發現計算機模擬是無懈可擊的。事實上,物理學家在告訴我們,有三種可以從事科學研究的方法:數學理論、實驗室的實驗和計算機模擬。你必須反覆使用這三種方法。當你發現計算機模擬的結果似乎不符合常情,你就回過頭去從理論上理解它,然後再以理論為依據,回到計算機模擬或實驗室去印證。對我們許多人來說,似乎經濟學研究也可以照此辦理。我們開始認識到,以往的經濟學過於自我局限,只對能用數學進行分析的問題做研究。但現在我們進入了歸納法的世界,一切都變得極為複雜,我們可以用計算機實驗來拓展研究的範圍。我把這視為一個勢在必行的發展方向,一種解放。」
阿瑟對1989年3月份的一次會議的記憶尤為深刻。當時荷蘭德從安·阿泊返回研究所,另外還有幾個人也來參加在小教堂舉行的這個經濟學研討會。當談到股市模型的這個題目時,沙金特和明尼蘇達大學的萊蒙·馬里蒙都激烈地爭辯說,適應性作用者叫的價會很快向股票的「基價」靠攏,也就是,肯定會出現新古典經濟學理論預期的那種情況。他們說,股市也許會出現偶爾的上下波動,但作用者無法真正別有所為。基價就像一個無限巨大的萬有引力場一樣將它們緊緊吸引得不離左右。
他說,不管怎樣,他們終於完成了股市模型的版本。沙金特對最初的設計提出了許多簡化辦法,對這個版本的出台給予了很大幫助。1989年春末,杜克大學物理學家裡查德·派爾默也加入了進來,以他高超的編程技術大力支持了這個模型的出台。
同時,派爾默和荷蘭德、阿瑟一樣,也被這個模型深深吸引住了。他說:「這個模型關係到自我組織,這正是我深感興趣的研究領域。大腦是怎read•99csw•com樣組成的?什麼是自我意識的本質?生命是怎樣自發產生的?我的腦子裡一直盤旋著這些重大的問題。」
派爾默說,這個競賽遊戲應該非常有趣,對他和他的同事來說,為這個遊戲編程當然也是一個很大的挑戰。但這個模型中的作用者基本上是靜態的。對他來說,這個競賽遊戲根本就沒有阿瑟和荷蘭德式模型的神奇魅力。在阿瑟和荷蘭德式的模型中,你可以看到作用者越變越複雜,能夠發展成為自己真正的經濟生命。
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阿瑟與荷蘭德的合作直接誕生了最初的玻璃房經濟的設想。「1988年6月,我到桑塔費后意識到,我們需要從一個切實的問題入手,而不是一開始就建立完整的人工經濟學模型。這個想法引出了人工股市模型。」
阿瑟不得不承認經濟學家的懷疑和猶疑是有一定道理的。在很多方面,他自己也有同感。他說:「在經濟學領域,計算機模擬全無成功之例。在我個人的早期經歷中,我和我的同事傑佛里·麥克尼考花了很長時間來觀察模擬模型在經濟學的作用,我們得出了兩個結論,這兩個結論現在已成為普遍的共識。第一個結論是,總的來說,只有那些不能做分析性思考的人才藉助計算機模擬。經濟學要求用演繹法和邏輯分析,而計算機模擬卻正好與之相反。第二個結論是,你只要把自己的假設設置於計算機模型,就可以從計算機模擬中想得到什麼結論就能得到什麼結論。人們經常從基本的政治角度出發,比如,我們需要降低稅收,那麼就做一個對降低稅收如何如何有利的假設。我和傑佛里設計了一種遊戲,它能夠深入到模型里去發現改變一個假設怎樣改變了整個結果。其他人也做過類似的事。所以計算機模擬在社會科學,特別是在經濟學領域里聲名狼藉,就好像是無賴的手法。」
「我們馬上意識到,我們已經從這個系統中窺見了突發特徵的一線希望,看到了一線生命的曙光。」
與此同時,阿瑟在桑塔費經濟學項目的最初這段日子中也對計算機實驗發生了濃厚的興趣。「我們就像在從事常規經濟學那樣用計算機程序來做數學分析和定理證明,但因為我們研究的是報酬遞增率、學習以及適應性和歸納法這些界定含糊的概念,所以問題往往複雜得無法用數學來解決。因此我們不得不藉助計算機來觀察事情的發展結果。計算機就像一個網路實驗室,我們可以由此觀察我們的思想變成行動的結果。」
派爾默從早春就開始以全副精力投入了股市模型的設計和開發。1989年5月,他和阿瑟完成了股市模型的初版。按照他們設計的意圖,這個模型在開始時,其作用者完全愚昧無知,都是一些隨意制定的規則,讓它們自己學會如何叫價。他們發現,這些作用者就像他們預期的那樣,學習進展神速。