实验经济学简介

1、 华侨大学华侨大学 经济与金融学院经济与金融学院 （一）产生实验经济学的时代背景（一）产生实验经济学的时代背景 早期的实验早期的实验 1、1738年，伯努利提出的年，伯努利提出的“彼得堡悖论彼得堡悖论” 2、1931年，年，thurstone的实验的实验 3、1952年，阿莱悖论年，阿莱悖论(allais paradox) 对100人测试所设计的赌局： 赌局a：100的机会得到100万元。 赌局b：10的机会得到500万元，89的机会得到100万 元，1的机会什么也得不到。 赌局c：11的机会得到100万元，89的机会什么也得 不到。 赌局d：10的机会得到500万元，90的机会什么也得 不到

2、。 张伯伦1948年的实验 ：在一次研究班上，把学生们分为两 组买方与卖方。每位同学，或以现金，或以实物，参与 模拟的“市场”竞争过程。 他的学生，弗农史密斯在哈佛大学读研究生时从张伯伦的一 次课堂实验，领悟了实验经济学的基本思想。史密斯将经济 实验方法发展为如今经济学研究中不可或缺的方法体系。 史密斯在亚利桑那大学坚持进行实验经济学研究，终于建立 了实验经济学的“亚利桑那学派”。 1962年史密斯将六年来 的成果总结，发表了奠基之作竞争市场行为的实验研究。 siegel和l. fouraker的工作。他们的结论是：传统经济学无 法对双头垄断情况达到的价格作出解释。siegel和 fourak

3、er 说：“我们根据研究的目的来观察和搜集数据，我们没有利 用以前存在的数据。在双头垄断的特 定情况下搜集到的自然 数据是根本不能用来检验模型的。” 1980代后，主流派经济学已事实上承认了实验经济学方法在 经济学研究中的妥当性。 到了1990年代，实验经济学研究队伍迅速扩大，经济学家们 意识到在经济学研究中，在实验方法具有其独特的优点 。 史密斯把亚利桑那大学建成“实验经济学的麦加” 。泽尔腾 最初正是从史密斯那里借鉴实验方法的。 芝加哥大学和哈佛大学同时向roth发出邀请 1998年实验经济学杂志创刊 “本刊对任何经济实验的研究以及与之相关的领域开放，其中 包括会计学、金融学、政策科学以及

4、心理研究等学科。” 早在1950年代德国学者就开始了实验经济学的研究。1994年诺 贝尔经济学奖得主reinhard selten是最早的一批研究者之一 波恩大学的“实验经济学实验室”已是世界知名的实验室之一， 他们的成果也为全世界同行所注目 约克大学joth hey教授（曾任英国“经济学杂志”主编），阿 姆斯特丹大学的a.schram教授（实验经济学杂志创刊时和 佛吉尼亚大学的c. holt同任主编），巴塞罗那大学的 branolts 教授等人所领导的实验经济学研究群体在欧州均负盛名 1998年9月召开了日本第一次实验经济学会议。在这次会议上 宣告成立了日本实验经济学学会，并商定每年举行一次

5、学术会 议 由于数学计算的局限，越来越多的仿真不断出现，系统仿真 已经成为经济学发展的最具活力的方向。 系统仿真是在计算机上模拟，再现真实系统的运行过程，从 而求解系统特性的一套方法。 多主体仿真是近年来出现的一种较新的仿真方法，利用分布 式人工智能的最新研究成果，依靠计算机强大的计算能力， 采用自下而上的思路，对复杂系统建立模型，其中微观个体 可以具有丰富的属性和接近真实的决策逻辑和行为特征，通 过个体之间以及个体与环境之间的相互作用，涌现出系统的 宏观特性，从而在微观和宏观之间建立起联系的桥梁。 多主体仿真是研究经济问题的适宜方法，用这种方法研究经 济问题已经形成了一个经济学分支：基于主体

6、计算的经济学 （ace）。aspen是美国研究的一个比较典型的多主体仿真 模型。 仿真工具：swarm,netlogo,matlab,mason,z-tree等。 一、netlogo简介 1.基本情况 netlogo是一个多主体建模仿真集成环境 由美国西北大学连接学习与计算机建模中心（center for connected learning and computer-based modeling，ccl） 开发。 2002年发布了1.0版本，最新4.4 多主体建模多个移动agent分布在二维空间中，每个agent自 主行动，所有主体并行异步更新，整个系统随着时间推进而动 态变化。 多主体建模

7、 多个移动agent分布在二维空间中，每个agent自主行动， 所有主体并行异步更新，整个系统随着时间推进而动态 变化。 运行控制 仿真输出 提供了多种手段实现仿真运行监视和结果输出 实验管理 bahaviorspace，自动管理仿真运行，并记录结果。 系统动力学仿真 参与式仿真： hubnet 模型库 1. netlogo软件 界面：分interface/information/procedures三个 tabpage。 命令行窗口 2.模型的抽象 总体：大量的可移动主体在二维空间中交互作用，随着 时间推进，微观个体的属性不断发生变化，系统的宏观 特征也因此而变化。 从三个方面理解： 主体；

8、空间表达；仿真推进 。 虚拟世界由主体构成，主体能够接受命令，进行活动，所有 主体的行为并行并行发生。 netlogo中共有四类主体（见下页图） turtles（小海龟）；patches（瓦片）；observer（观察 者）；links（联系） turtles指能够在世界中移动的主体。 世界是二维的，划分为由patches组成的网格，每个patch 占据一个矩形小块；patch不能移动。 patch和turtle一样可以有自己的属性和行为 observer是一个全局主体，它观察着由turtles和patches构 成的世界，能够执行指令获取世界全部或部分的状态，或 实现对世界的控制。 link

9、s是指turtles之间的关系。 主体之间的关系 每个patch有二维坐标（pxcor,pycor）坐标值为 整数整数。 默认情况下，二维世界的水平、垂直坐标范围为 （-16，16） 每个turtle也有坐标（xcor,ycor） turtle坐标不必是整数不必是整数，因此turtle不一定正好 位于某个patch的中心。 一个patch上也可以同时有多个turtles。 实际上对turtle而言，netlogo的空间是连续的。 仿真推进是通过不断重复执行某个例程实现的 模型中至少要有初始化初始化例程和仿真执行执行例程 初始化例程初始化例程实现对模型初始状态的设置，生成所需的 turtles，

10、设置其状态，以及其它工作。 仿真的执行仿真的执行通过例程go实现，在go例程中编写所需执 行的各种指令，完成一个仿真步的工作。 需要在interface页中建立一个按钮与go例程相联系， 该按钮是一个永久（forever)按钮，点击后将不断重复 执行go例程，直到遇到stop指令或用户再次点击该按 钮则仿真终止。 netlogo模型包括可视化部件和例程两部分，二者具有紧 密联系。 先在interface中创建可视化控件，然后在procedures中实 现相应的代码，通过设置控件的属性将二者联系起来。 interface中主要有三类部件 运行控制、参数控制、仿真显示 procedure中的例程分

11、为两类： 命令（command）例程 报告（reporter）例程 基本过程基本过程 初始化；确定活动顺序；定义主体属性与行为；仿真过程监 视；图形输出；仿真参数控制。 假设要模拟一个简单的生态系统， 该系统中有一种生物以青草为食，通过吃草获取能量、 该类生物经历成长、繁殖、死亡过程。 1. 初始化初始化 创建生物群体，并将它们随机分布在空间中。 例程（demo1） to setup ;定义例程setup clear-all ;设置整个世界为初始状态 ;创建100个turtles，创建后各turtle默认坐标是（0，0） create-turtles 100 ;命令所有turtle执行语句se

12、txy random-xcor random-ycor ;各turtle 坐标随机产生，实现turtles在空间中的随机分布 ask turtles setxy random-xcor random-ycor end 实现turtle随机移动 实现go例程，与forever按钮联系 go 调用move-turtles例程 增加代码增加代码: (demo2) to go ;定义仿真执行例程go move-turtles ;调用例程move-turtles end to move-turtles ;定义例程move-turtles ;所有turtle执行 中的命令序列 ask turtles ri

13、ght random 360 ;右转一个角度，度数随机产生 forward 1 ;前进距离1 end 为模拟青草的存在设置patches为绿色 改写setup 例程，其中调用了两个新的例程setup-turtles和 setup-patches，分别设置turtle和patch的初始状态 demo3： to setup clear-all setup-patches ;调用例程setup-patches setup-turtles ;调用例程setup-turtles end to setup-patches ;命令所有patches执行指令set pcolor green ask patch

14、esset pcolor green ;该指令将patch颜色设置为绿色 end to setup-turtles create-turtles 100 ask turtlessetxy random-xcor random-ycor end 现在增加一些行为，假设turtle以青草为食，通过吃草获得能 量，移动时要消耗能量。 patch代表青草，绿色表示有，黑色表示无。 为实现这样的模型，需要重新定义turtles的属性和行为，然后 重写go例程。 首先给turtle增加变量energy以存储当前能量值， 另外添加吃草获取能量的例程， 还要修改移动例程以反映能量消耗。 turtles-own

15、energy ;声明turtle变量energy to go move-turtles ;turtle随机移动，消耗能量 eat-grass ;吃草获取能量 end turtle吃草获取能量 修改patch颜色表示草的有无 to eat-grass ;如果turtle所在patch颜色为绿色，表示有草，则吃草， ;令该patch颜色变为黑色，表示已无草，然后自身能量增加10 ask turtles if pcolor = green set pcolor black set energy (energy+10) end to move-turtles ask turtles right ran

16、dom 360 forward 1 set energy energy - 1 ;移动后能量减少1 end to go move-turtles ;移动 eat-grass ;吃草 reproduce ;繁殖 check-death ;死亡 regrow-grass ;青草再生 end to reproduce ask turtles if energy 50 ;如果能量大于50则繁殖 set energy energy-50 ;母体能量减少50 hatch 1 set energy 50 ;产生一个后代，初始能量50 end to check-death ask turtles if ene

17、rgy=0 die ;如果能量小于等于0则死亡 end to regrow-grass ask patches ;青草以0.03的概率再生 if random 100= terminate-time stop ;判断是否应停止 move-turtles eat-grass reproduce check-death regrow-grass do-plots set ticks ticks+1 ;时钟推进 end 1. 访问邻域原语 neighbors ，moore邻域 neighbors4 ，von neumann邻域 in-radius at-points 演示 t-p交互交互 turtl

18、e能够直接访问所在之处的patch，对该patch的属性进 行读写 ask turtles set pcolor blue turtle还可以利用空间相关操作获取所需的patches，然后对 这些patches的属性进行读写 ask turtles set pcolor-of patch-at 1 0 blue patch可以通过一些操作获取相关的turtle 例如turtles-here就返回当前patch处的turtle集合。 也可以通过空间相关操作获取相应patch上的turtles。 例如”turtles at dx dy”返回与当前patch相对距离 （dx,dy）处的turtles

19、集合。 实现t-t交互的第一步是得到目标turtle的句柄， 然后进行操作。 获取目标turtle句柄的常用方式有三种：随机选取、 根据特定条件、空间相关。 随机选取是指在特定agent集合中以随机方式选 取一个或n个agent。选取一个agent的原语为 one-of 例如“set color-of one-of turtles red”在所有turtles中 随机选择一个turtle，将其颜色设为红色。 获得目标agent或agentset的第二种方式是 根据特定条件。 方法是使用with原语，语法为agentset with condition，返回满足条件condition 的agen

20、t集合。 例如“turtles with color = red”返回红色的 turtle集合； 获取目标agent或agent集合的第三种方式是运用 空间相关操作。 比较直接的一种是获取当前patch上的turtle集合， 原语有turtles-here和other-turtles-here，二者的 区别仅在于是否包含调用者自身。 例如“ask turtle 0 ask other-turtles-here fd 10”表 示id=0的turtle令处于同一patch上的其他turtle前进10。 另一种方式是获取特定patch上的所有turtles。原 语有-at dx dy，-on ag

21、entset 等。 例如“turtles-at 1 0”返回右侧紧邻patch上的所有 turtle，“turtles-on patch-ahead”返回前方patch上的 所有turtle。 基本方法是在个体中相互保持对方的引用，这样 可以随时对对方进行操作。 例如在个体之间建立简单的伙伴关系。 假设还没有找到伙伴的个体随机移动，直到与另一个 尚没有伙伴的个体建立伙伴关系，一旦建立伙伴关系 后将长期保持。 为实现这一模型，首先为turtle增加变量partner,用于 保持对伙伴的引用，然后在移动时从相遇的一些无伙 伴的turtle中选择一个，相互建立伙伴关系。 netlogo可以定义不同类

22、别(称为breeds)的turtles，各类 turtle可以拥有特有的属性和例程。 定义关键词为breed，例如： breed wolves wolf breed sheep a-sheep 一旦定义了一类turtle，系统自动创建该类所有turtle的集 合，一些相关的原语也马上可以使用了， 例如对于sheep类就有create-sheep、hatch-sheep、is-a-sheep? 等。 也可以指定该类具有的变量，例如对于sheep，“sheep-own grabbed?”就为sheep增加了一个变量。 1.实验管理实验管理 实验管理工具behaviorspace，能够自动对参数空间进行扫描，