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学术纵横|数学与经济学

作者:未知发布日期:2020-03-19 18:41浏览次数: 来源:网络文章

虽然由于种种原因没有诺贝尔数学奖,但与数学息息相关的经济学家近年来却频频因数学成果而获奖,而数学的进一步发展也越来越能够影响经济学发展的走向。

20世纪初就有人说过:“数学化的社会科学将成为未来文明的控制因素”(W·F·怀特)。如今社会科学愈来愈多的分支用上了数学,最突出的例子是经济学。20 世纪40年代以来,经济学研究的数学化导致了一门交叉学科——数理经济学的诞生。参与这门学科建立和发展的有冯·诺伊曼等着名数学家。1944年冯·诺伊曼与摩根斯坦合着的《博弈论与经济行为》提出竞争的数学模型并应用于经济问题,成为现代数学数理经济学的开端。20世纪50年代以来,数学方法在西方经济学中占据了主要地位,这可以从诺贝尔经济学奖获奖工作中数理经济学工作所占比重明显地反映出来。

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图一 诺贝尔经济学奖

据统计,自1699年首届诺贝尔经济学奖至2001年期间33届共有获奖者49人。有学者将获奖工作中应用数学的深度按定标准分为四等:特强、强、一般和弱,结果显示:这49位获奖者有27位的工作可评为“特强”,占全体获奖者的一半以上;可评为“强”的人数为14人,这就是说应用数学的深度可评为“强”以上的获奖工作占到41人,占总人数的八成以上。由此可见这些经济学理论的数学含量。无怪乎人们说诺贝尔经济学奖主要是奖给“经济学家中的数学家”的。

事实上,这几十位获奖者中有两位是大数学家:康托洛维奇(L·V·Kantorovich)和纳什(J·Nash)。后者的传记还被拍成电影——《美丽心灵》,并且获得了2002年的奥斯卡最佳影片奖。还有几位也是完全因为数学得奖,比如,德布罗(G·Debreu)是由于为当代数理经济学提出了系统的数学公理化方法。而多数诺贝尔经济学奖得主的工作价值在于将适当的数学内容植入现实的经济学土壤而获得了深刻的成果。例如,阿罗对一般均衡模型的工作是数学对经济学最有价值的贡献之一,但他所用到的数学在数学家眼中并不算深刻。阿罗获得诺贝尔奖的时候是哈佛大学的教授,时任哈佛教务长的洛索夫斯基(H·Rosovsky)把这个喜讯告诉了数学系一位着名的同事。于是,这位数学家特意要了一本阿罗的着作拜读看过之后,他说那些数学是很基本的,哈佛的一年级大学生完全可以掌握。这说明阿罗着作中数学本身并不高深,但他的贡献在于把两个领域结合起来,产生的化合作用比各个部分单独的力量要大得多,因而获得了非凡的突破。这也许是大多创新成果的共同特点。

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图二阿罗

一般经济均衡理论是19世纪70年代由法国经济学家沃拉斯(L·Walras)首先提出的,其基本思想是:在一个经济体中有许多经济活动者,其中一部分是消费者,一部分是生产者。消费者追求消费的最大效用,生产者追求生产的最大利润,他们的经济活动分别形成市场上对商品的需求和供给进行调节,最终使市场的价格体系会对需求和供给使市场达到一个理想的一般均衡价格体系。在这个体系下,需求与供给达到均衡,而每个消费者和每个生产者也都达到了他们的最大化要求。沃拉斯把这归结为由供给等于需求决定的方程组的求解,但他没有意识到此方程是一个非线性方程,而仅仅简单地比较方程个数与未知量的个数就断定方程有解。鉴于一般经济均衡理论在现代经济学中的重要地位,沃拉斯理论的上述缺陷就成为几十年中众多经济学家和数学家关注的大问题。直到1954年,德布罗和阿罗通过引进集值映射、凸性、不动点定理等数学工具,给出了一般经济均衡的严格叙述和存在证明,该理论才真正成为严格完整的理论体系。1959年德布罗发表的《价值理论》又进一步使这一理论体系变为公理化体系。从此,数学公理化方法成为经济学研究的基本方法。阿罗和德布罗分别荣获1972年和1985年的诺贝尔经济学奖。

20世纪70年代以后,随机数学又进人了经济领域,特别是1973年布莱克(F·Black)和斯科尔斯(M·S·Scholes)将期权定价问题归结为一个随机微分方程的求解,从而导出了相当符合实际的期权定价公式,即布莱克斯科尔斯公式:

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图三 莱克斯科尔斯公式

布莱克与斯科尔斯的工作后又被默顿(R·C·Merton)进一步完善,成为金融活动中行之有效的工具,产生了巨大的经济效益。布莱克-斯科尔斯-默顿理论被誉为“华尔街的第二次革命”,每天世界各地的金融市场上有成千上万的投资者都在使用其公式来估算证券、交易逐利。默顿和斯科尔斯荣获1997年度诺贝尔经济学奖,而应分享这一荣誉的布莱克不幸在两年前病逝。


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