基于主体的计算经济学与生成式方法研究

刘 煜，朱成全

（1.东北财经大学a.经济学院；b.马克思主义学院，辽宁 大连 116025；2.中原工学院 经济管理学院，郑州 450007）

在人工智能和计算经济学文献中，哈耶克的“涌现秩序”也被称为复杂自适应系统［1］。复杂自适应系统是由表现出“涌现”特性的交互个体组成的。如果一个系统由相互作用的单元组成，并且显示出不能简单地通过聚合系统的组件推断出“涌现”特性，那么这个系统就是复杂的。主流经济学的演绎主义数学建模方法适用于一种封闭形式的分析解，从而通过这种分析解获得一般性的普适性结论。然而，为了保持数学上的可处理性，描述这些结果的封闭方程往往还需要牺牲经济现象的更多细节和复杂性。基于主体的建模方法为研究人员提供了一个工具，可以使复杂现象的建模更容易处理，同时贴近真实的经济现象。

一、主流经济学的方法论困境

在新古典经济学中，长期存在着对数学的崇拜。笛卡尔认为，数学是唯一被赋予证据和确定性的学科，并认为这一标准应该适用于所有学科。在这个问题上，康德深以为然，把数学本身看作科学，通过精确的演绎论证，可以充分实现先验推理［2］。自第二次世界大战结束以来，坚持使用实证主义及其抽象的数学演绎法来理解经济现象几乎主导了经济学学科。作为经济学进行演绎主义数学建模不可或缺的本体论前提，还原论将“人”作为孤立、自私的原子，最终将经济学研究塑造为一个提出假设、逻辑演绎和计量检验的一般均衡过程。同时，建立在事件规则或经验定律基础上的公理演绎主义预设了一种封闭系统，托尼·劳森（Tony Lawson）认为，“所谓的演绎主义是在封闭系统内进行解释”［3］。

这种高度简化、抽象的方法切断了经济学与现实世界的联系，将人设定为没有异质性和独立头脑的抽象体，失真苛刻的严格假设失去了模型反映经济现象的客观性，封闭的系统隔绝了现实对经济模型的反馈渠道，从而导致错误的结论。主流经济学出现了危机，正如马克·布劳格（Mark Blaug）断言的那样，“现代经济学病了，经济学越来越成为一种自娱自乐而非真实结果的智力游戏，经济学家们已逐渐将这一学科转变为数学分支，在这门数学分支中，分析严谨性是一切，而经验相关性则是虚无”［4］。

从经济思想史的角度看，弗里德里希·哈耶克（Friedrich Hayek）是一位直言不讳地将经济学数学化的批评者。他对建立在限制性假定基础上推导出的理论有效性产生了深刻的质疑，这种质疑根植于“还原论”的本体论基础。哈耶克（1945）认为，经济学的数学化在很大程度上是简化内在复杂现象的错误尝试，且人类理解知识的能力限制了经济学研究的范畴［5］435。

对复杂性问题的关注使哈耶克重新定义了学科划界问题。在其著作《解释的程度》（1955）和《复杂现象理论》（1964）中，哈耶克指出区分学科的标准不是它们是自然的还是社会的，而是它们是否建立在简单或复杂的现象之上［5］457。他认为，尽管社会科学如经济学提供了一种知识体系，但它与自然科学的知识体系是不同的。造成这些差异的主要原因是，社会科学研究复杂现象，而复杂现象不适合数学家或物理学家研究简单现象的传统方法［6］416。

复杂性科学最重要的本体论特征是“涌现”（Emergency）［7］。“涌现”指的是，当某些要素之间有特定的关系时，它们所形成的整体有其独立的组成要素所不具备的属性。涌现的典型例子是水，水有许多特性，例如在室温下是液体，这些特性与构成水的单个原子的性质大不相同。只有当氢原子和氧原子的集合被组织成水分子的特定形式时，上述性质才能得到。因此，水是一个涌现的实体，而它的许多特性（例如流动性）都是涌现特性。涌现实体的存在不仅取决于特定元素的存在，而且还取决于他们的交互活动。因此，当我们解释一个新兴实体的属性或因果关系时，是由它的各组成部分的性质以及它们以特定的方式排列时发生的交互作用所决定的。

同样原理，经济系统本质上是一个复杂的演化系统，一个由异质性主体组成的涌现系统，不能被还原为同质的原子，试图通过将经济简化为孤立的组成部分（即孤立的、原子主义的“经济人”）来理解经济体系，是注定失败的，还必须了解支配各部分如何相互作用的关系［6］434。在复杂经济系统中，微观和宏观层面之间不存在任何同构性，更高层次的聚合能够导致新现象的出现。

在此基础之上，哈耶克越来越不相信以一般均衡概念作为捕捉市场过程运作的适用性，而是认为市场是一个开放式的进化过程。20 世纪60年代，哈耶克明确放弃了“均衡”，取而代之，提出了“秩序”的概念，他将秩序定义为“一种状态，在这种状态中，各种各样的要素彼此之间是如此相关，以至于我们可以从对整体的某些部分的认知，形成对其余部分的正确预期，或者至少是比较正确的预期”［8］。在他看来，异质性主体之间远非均衡的互动产生了某种“涌现秩序”，这是一个持续的、永无止境的过程，人们借助已有的社会规则和规范来行动，并且在这样互动的过程中，复制或改造有关规则。哈耶克认为，我们可能需要超越均衡才能真正理解社会现实。哈耶克彻底打破了均衡的概念，解释了涌现秩序的进化过程。

哈耶克的复杂科学理论为理解真实的经济现象打开了一扇窗户，他将基于同质性原子、均衡分析的自然科学范式经济学转化为基于异质性主体、涌现秩序的社会科学范式经济学。这不仅意味着新理论的发展，还需要新的模型工具。虽然哈耶克对复杂系统下宏观经济系统的运行有深刻的见解，但他并没有建立经济过程分析的正式模型，以生成经验观察到的时间序列的统计特性。究其原因，应该是哈耶克时代在构建由大量异质性主体组成的大型模型方面的技术匮乏。

1990 年，拉沃伊（Lavoie）等人提出了“计算机对自发秩序过程的‘模拟’被证明是一种面向过程的建模方法，促进了经济理论的发展”，是对已有经济理论的潜在补充［9］。随着计算机仿真的应用，体现哈耶克关于复杂系统思想的技术得以发展，这一技术模型被称为基于主体的建模（Agent－based Modelling，ABM），其在经济学中的运用被称为基于主体的计算经济学（Agent－based Computational Economics，ACE）。与主流数学方法相反，ACE／ABM 为哈耶克式的复杂宏观经济提供了当代分析工具，在侧重构建主体的真实性与交互性的假定条件下，为“从下至上”构建宏观经济模型建立了可靠的微观基础［10］。演绎主义的数学建模方法附带了如理性预期的许多不切实际的假设，对比而言，ACE／ABM 不是提供一个“核心”模型，而是一个灵活的工具包，用于解决涉及异质性主体的复杂现实问题。

二、基于主体的计算经济学与生成式方法

从技术层面看，ACE／ABM 的本质特征和独特性在于，它强调了主体之间的异质性和局部交互。此外，ACE／ABM 在执行聚合的方式上与传统主流模型不同。在一般均衡模型中，首先建立关于主体行为的假设和公理，然后给出满足数学公理的目标函数，最后推导出主体的行为规则。在这种情况下，整体是个体的加总［11］。在ACE／ABM 中，聚合是一种突发性的行为，在微观层面，异质性主体之间的交互导致聚合结果。ACE／ABM 放弃了均衡假设的约束，使模拟系统具有更广泛的描述可能性。同时，模拟系统众多的可能排序也使仿真具有准实验的性质，这与传统数学建模中对特定结果集精确计算的强化形成了鲜明的对比。

从深层次的方法论层面看，基于主体的建模（ABM）和基于主体的计算经济学（ACE）的支持者认为，与主流经济学使用的方法相比，ACE／ABM 采用了新的研究方法，这些新方法可以在更“更坚实的基础上”重构经济学［12］。经济学能否建立在“更坚实的基础”上，这是一个方法论问题，一个经济学的科学哲学问题，是研究者对经济学基础性问题的反思［13］。

作为ACE／ABM 的核心建模基础，“涌现”指的是“由主体的局部相互作用而产生的稳定的宏观模式”［14］。主体是根据计算机程序中编码的显式规则在空间和时间内进行交互的计算对象。因此，涌现是由算法生成的过程的一个特征。在ACE／ABM 中，目标是找到一套稳健的、可复制的宏观涌现结构，而不是确定这种现象所必需的规则［15］41。简单的局部规则（部分）的“生成充分性”构成了对涌现的宏观模式（整体）的解释，因此，涌现被认为是与解释还原完全兼容的。涌现的宏观模式可以因果地还原为微观层面的现象。基于主体的模型将涌现模式的成因解释为主体之间的交互作用，而主体之间的交互又依赖主体的异质性、关联性以及微观层面的学习规则。对基于主体的建模者来说，涌现只是复杂系统中自组织的产物，即涌现模式在没有任何干预的情况下自发地自下而上“生成”。所谓“生成”，是指从主体的微观属性中产生系统的宏观属性。

与主流经济学传统的“假设——演绎”法则的解释模式不同，爱普斯坦（Epstein）认为，“虽然基于主体的建模可以以多种方式改变社会科学，但其核心贡献是促进生成性解释”［15］60。一方面，此时，以复杂现象为研究对象的经济学理论需要回答，“异质有限理性主体的自治局部交互如何得出既定的规律”，相应地，为了解释这种宏观经济模式，就需要在主体模型中“生成”它们。这与现行标准经济学的做法背道而驰。牛顿的经典力学范式为标准经济学提供了原子论和封闭系统观，在这方面，“解释一个观察到的经济模式”本质上被理解为“证明它是某个博弈的纳什均衡”。与此相反，对于生成性解释来说，要解释一个宏观规律就要提供一个合适的微观规范来产生它，即演示一组可识别的、异质的、自治的、有限理性的、局部交互的主体是如何“自下而上”地形成合适的规律，ACE／ABM 是构建生成充分性演示的一种强大的工具。

因此，ACE／ABM 允许宏观经济规律以自下而上的方式“生成”，这是主体相互作用的结果，这使得基于主体的建模在特定意义上是“生成性”的，即在缺乏自上而下的协调机制的情况下，所产生的宏观结构和规则是主体间相互作用的产物。一方面，此时ACE／ABM 的宏观结构的一般关系是通过对微观关系的解释而“成长”起来的，它提供了特殊性和一般性如何联系在一起的说明。生成式的建模方法是一种考虑属性和关系的关系型建模方法，可以根据建模者设计的规则自由地进行交互。另一方面，社会经济现象是动态的，因此，考虑到这一方面的能力对于选择一种有用的方法论至关重要，这一标准还必须在关系与方法论之间保持一致。然而，大多数传统的经济学模型是静态的，一般均衡模型是静态的，ACE／ABM 从根本上改变了标准经济学的这一基本观点。

在ACE／ABM 中，宏观经济聚合是复杂的、连续的和内生的微观结构动态变化的结果［16］，自下而上的模拟生成式方法被认为是除归纳和演绎外科学研究的“第三条道路”。泰斯法特森（Tesfat⁃sion）指出，ACE／ABM 仿真在实现过程和目标上都不同于标准的归纳和演绎［17］。

传统的归纳解释从经验数据中发现规律，即用统计规则得出一般命题。诚然，归纳法能对许多事情得出普遍的结论，但这是独立于任何给定的数据集和它所支持的一般命题之间的关系的。相比之下，ACE／ABM 生成的宏观结构是由生成它们的主体交互规则派生出来的，因此，一般结论也必然依赖于它们派生的基础。传统的演绎解释从假设中推导出定理，即将特殊现象解释为一般命题。演绎解释有其合理性，但无法解释的是如何得出用来进行演绎的一般命题。相反，在ACE／ABM 中，可以看到是如何自下而上得出一般关系的，这些关系是通过对微观关系的解释而“生成”的。因此，与传统的归纳解释和演绎解释相比，生成性解释所提供的是对特殊性和普遍性如何联系在一起的诠释，这种联系恰恰是归纳法和演绎法所缺乏的。

归纳法和演绎法都是基于特定现象与一般命题（普遍规则）之间关系的逻辑推理。一般命题对特定现象作出解释，从而产生确定的结果。相比之下，ACE／ABM 的生成性解释描述的是一套开放式过程，在这个过程中，微观个体和宏观整体不断地相互调整，直到产生一个“满意的”宏观结果。此外，由于这种宏观整体往往出人意料，就需要其他的微观个体进行进一步的模拟。因此，比起封闭的、定义明确的归纳法和演绎法，生成式方法更像是一种持续的过程或实践。一方面，生成性解释是开放式的经济学方法论；另一方面，生成性解释作为一种过程和实践理念，取代了传统的在特定普遍规则下的认知逻辑理念。生成性解释及其开放系统观可以拓展出两个在标准经济学方法论中被忽视的实践性理念：溯因推理和自反性。

三、生成式方法的深层探究：溯因推理与自反性

（一）溯因推理

溯因推理是美国实用主义哲学创始人、逻辑学家皮尔斯（Charles S.Peirce）对逻辑学最具创新性的贡献之一。该推理使用后件和规则解释后件的前件，即从规则和结果推导出事件发生的可能原因。溯因推理的形式是：q（已知事实）；如果p，那么q（隐含前提）；所以，可能p（结论）。

在经济学方法论的争论中，演绎推理和归纳推理之间的对比是司空见惯的。演绎推理，也称演绎逻辑，是从一个或多个命题（前提）推理到逻辑上确定结论的过程。换句话说，演绎推理与条件推理的方向是一致的，是把前提和结论联系起来。如果所有的前提都为真、条件明确，并且遵循演绎逻辑的规则，那么所得到的结论必然为真。相反，归纳推理的结论包含了超过假设的新知识或新信息，但归纳推理的问题在于，基于经验的一般化概括总具有不确定性。在一个封闭系统中或一个结构相对稳定的状态下，统计学能够提供计算不确定性程度的方法。而当面对一个开放系统时，这种结论的不确定性就会变得很严重。

相比而言，溯因推理是一种较弱的推理形式，是指从一个观察转移到最有可能解释该观察的理论，也就是说，推断出的是该观察最佳可能解释。溯因推理基于现象的简单可视化。事实上，许多视觉刺激都是贫乏或模糊的，人们擅长于给它们强加秩序，创造假设来解释所观察到的现象。因此，溯因推理从观察开始，然后寻找最简单和最有可能的解释。此时，有效的溯因推理不能使其结论可信，更不用说确定了。在皮尔斯看来，溯因推理的重要性在于，它是引入新思想的一种推理形式，是一种能够产生新假说的推理，但并没有证明假说值得相信，除非通过归纳得到严格的检验［18］。因此，溯因推理是与归纳和演绎不同的逻辑推理方式，溯因推理并不是一种封闭的、规则驱动的推理形式，而是一种开放的、推测性的推理形式，其特征是解释不完整且具有争议性。显然，这也与强调结论精确的标准经济学方法论相去甚远。演绎、归纳与溯因的推理比较如下页图1所示。

图1 演绎、归纳和溯因推理比较

ACE／ABM 放弃了均衡假设的约束，使模拟系统具有更广泛的描述可能性。溯因推理的不完全性和争议性很好地刻画了ACE／ABM 建模的特征，模拟本质上是一种开放的、持续的实践过程，而不是认知逻辑的推理。

（二）自反性

自反性是复杂性理论哲学基础的核心特征，它的含义来自数学：一个自反关系（例如“等于”）将集合的每个元素与自身联系起来。在社会学理论中，自反性主要用于因果关系：在自反因果关系中，每个事件或变量都是另一个事件或变量的原因和结果（X 导致Y，Y 导致X）。

罗宾斯（Robbins）的经济学定义揭示了经济过程的因果关系，即经济学是研究目的与可供选择的稀缺手段之间的关系。同样，受还原主义（Reductionism）物理学隐喻的影响，罗宾斯的“手段——目的”的解释是相信市场通常会走向均衡。如果市场总体上趋于均衡，那么行为主体就可以选择可靠地实现其目的的手段，这意味着经济过程可以用一种相对简单的因果关系来表示，即因果之间的线性单向运动，经济学本质上就是研究这些简单的因果关系产生的均衡结果。

然而，从哈耶克复杂系统的“涌现”观来看，真实的市场并不总是平稳地走向均衡，行为主体所采取的手段往往不能达到他们所期望的目的。因此，他们为了达到目的，需要不断调整自己的行为。这种调整使得罗宾斯的线性、“手段——目的”、因果逻辑复杂化了，转变成一种双向的、循环的因果过程，即从手段到目的、目的到手段的自反关系。也就是说，在复杂系统中，系统各部分之间的交互在整个系统层面上产生了一个聚合结果，这个结果又反馈回来并影响这种交互作用。从而，系统各部分的交互又发生了改变，再次产生了一个新的聚合结果，这个结果反过来又反馈给交互。以此类推，在这两个层次之间持续不断地进行动态调整。因此，反馈从部分到整体，从整体到部分，不断深入往复，其中自反性是复杂性的基础。显然，在一个双向反馈路径的复杂“自反”世界中，还原论下的“古典”世界观是站不住脚的［19］。

反馈路径说明了自反性在经济运行中的工作方式。在因果关系方面，反馈效应改变了潜在的因果过程，并可能产生社会和经济运行的演进路径。自反性对ACE／ABM 方法的重要性在于其开放性的科学解释过程，即不断调整微观个体和宏观整体，以产生“满意的”宏观整体。ACE／ABM的模拟是一个持续的调整过程，即一组确定的微观个体如何自反地“前馈”以产生特定的宏观整体，以及不同的宏观整体目标如何自反地“后馈”于微观个体的重新定位［20］。爱普斯坦指出，模拟活动会一直持续下去，直到重复应用一组给定的主体交互规则产生“满意的”宏观整体。因此，ACE／ABM 模拟研究活动的本质是一种自反性的调整和再调整过程，包括从微观个体到宏观整体、从宏观整体到微观个体的反馈，直到模拟出满意结果为止。

传统经济学方法论依赖于归纳法和演绎法的推理逻辑，这一过程是封闭的，依赖于定义明确的评价程序。相比之下，生成性解释是围绕可能性展开的，并依赖于一系列旨在识别可能出现的宏观整体猜想。这一过程是开放的，依赖于溯因推理和自反性。

（三）生成式方法论

仿真分析下的基于主体的计算经济学（ACE）和基于主体的建模（ABM）采用了一种独特的经济学“生成式”方法。一言以蔽之，生成经济学与传统经济学方法的不同之处在于，它所采用的模拟方法强化了如何知道某件事与是否知道某件事之间的联系，这使得ACE／ABM 首先成为一种实践过程，而不是简单的认知评价问题（尽管后者肯定包括在前者中），并为将其成为一种开放的而不是封闭的经济学方法论提供了基础［21］。具体而言，ACE／ABM 推理的可能性特征强调溯因，研究过程的自反性强调双向的循环因果过程。这些重概念在传统经济学方法论中都没有发挥重要作用。正如ACE／ABM 包含了新的方法和理论，新的方法和理论促进了开放式经济学的发展。

结语

哈耶克毕生致力于阐明“涌现秩序”的复杂性，“涌现秩序”揭示了不同个体之间的交互作用具有多样性，宏观经济属性是自生自发“涌现”形成的，经济系统是一个非均衡且复杂的演化过程。在涌现秩序思想下，经济学直面现实性和复杂性，自然就排除还原论的简单建模方式。基于主体的计算经济学（ACE）和基于主体的建模（ABM）是一种必然的选择，与演绎主义数学建模方式相背，ACE／ABM 提供了一种替代方法，从下至上地构建宏观经济模型，在考虑主体行为及其交互的现实假设基础上，建立可靠的微观基础。它嵌入了异质性、有限理性、非均衡动态以及经济主体之间的直接交互，将理论建立在更为现实的假设之上，并通过逻辑推理链来推断可能出现的结果，呈现出对复杂经济现象更为完美的解释力。

尽管ACE／ABM 的研究仍处于相对起步阶段，但它越来越得到对传统主流经济学研究范式不再抱有幻想的经济学家的广泛认可。通过对异质性、互动性和路径依赖等现象进行建模，ACE／ABM 可以更好地解释经济现象，使经济学研究回归经世致用的本源。然而，在ACE 仿真研究中，方法论问题却似乎被忽略了，ACE／ABM 是应用哈耶克抽象方法论研究复杂秩序的一个有效工具，除此之外，它还提出了创新的方法论观点。生成经济学／社会科学不同于经济学中的传统方法，它采用的模拟方法强调如何知道某件事和是否知道某件事之间的联系。同时，生成性解释是以实践为基础的理念，在演绎法和归纳法之外，找到了一种产生新知识的方法。

此外，从演绎主义建模的普适性模型到基于主体建模的开放性模型代表了经济学从自然科学模型向社会科学模型的转变。在自然科学中，科学的发展可以影响现实世界，但解释世界运行的原则或定律是不变的。相反，在社会科学中，科学的发展不仅影响现实世界，而且解释科学发展的原则或规律是随着世界的变化而变化的。这种差异来源于不同的研究对象。在自然科学中，研究对象是惰性的，因为它缺乏理解科学的能力，因此不能随着科学的发展而改变。在社会科学中，研究对象是活跃的，因为它具有理解科学的能力，可以随着科学的发展而改变。因此，这种理解科学的能力创造了一种可能性，即作为科学发展的结果，行为主体从根本上改变了他们的行为，社会科学发展的原则或法则需要改变，以解释行为的变化。

ACE／ABM 是经济学的社会科学建模方法，这为现实世界影响科学的反向关系打开了大门。如果主体改变了他们的行为，这意味着需要对这种行为的模拟进行修正，以捕捉这种改变了的行为；如果对这种变化行为的新模拟产生了进一步的意外结果，再次影响了主体的行为，那么主体的行为需要重新建模。这样，科学和现实之间就会有一个持续的双向互动。因此，ACE／ABM 方法的开放性反映了经济学研究方法不同于自然科学的社会科学特征。