第三单元 社会经济系统及其复杂性

InstituteofSystemsEngineering,HUST.AllRightReserved,2006第三单元社会经济系统及其复杂性曾伟博士华中科技大学20072社会经济系统及其特点•社会经济系统是一个人为核心，包括社会、经济、教育、科学技术及生态环境等领域，涉及人类活动的各个方面和生存环境的诸多复杂因素的巨系统。其特点：•主体要素是人•典型的非平衡的开放系统•多目标多变量非线性的综合体•涉及到人类生活的各个方面和周围环境的诸多因素•是在一定的自然环境和社会条件下组合起来的•多层次、多形式、多功能等特点。3社会经济系统的因素复杂性•社会经济系统与物理系统的根本区别是社会经济系统中存在决策环节，人的主观意志对该系统具有极大的影响。•社会经济系统中，除了人的因素，还包括：社会因素指标人口的数量和质量、人口的各种构成、出生率、死亡率、就业人数、文化普及率、文盲率、医疗设备情况、临床总数、离婚率、犯罪率等经济因素指标社会总产值、工农业总产值、国民收入、各部门的产值、产品、产量、财政收入与支出、利税总额、工资总额、投资情况、固定资产、流动资金、外汇收支、价格体系及其增长指数、工资增长指数等自然环境因素指标气温、水、土、油气资源、地貌、地质情况、河流、山路、高原、平原分布及其特点、空气污染、水质污染、噪声污染、森林植被面积、公共绿化用地面积等科学技术因素指标科研机构及高等院校、中等专业学校情况、智力投资、科研经费、科技人员总数及其构成、科技成果数、技术改造项目数、技术引进项目数、技术革新项目数等。4社会经济系统的因素复杂性•社会心理因素和价值观念因素无法直接用数量指标进行描述，试图采用心理学试验法和效用理论将这些因素定量化。这些因素的量化具有的特点：模糊性难度量性不可公度性矛盾性5•效用：根据个人的性格特点以及当时的环境、评价对象的性质以及对未来的展望等因素，对于某种利益和损失有自己独到的感觉和反应，这种感觉和反应就是效用。效用值无量纲，值域为[0，1]。6对效用的理解——《最好吃的东西》免子和猫争论，世界上什么东西最好吃。免子说，“世界上萝卜最好吃。萝卜又甜又脆又解渴，我一想起萝卜就要流口水。”猫不同意，说，“世界上最好吃的东西是老鼠。老鼠的肉非常嫩，嚼起来又酥又松，味道美极了！”免子和猫争论不休、相持不下，跑去请猴子评理。猴子听了，不由得大笑起来：“瞧你们这两个傻瓜蛋，连这点儿常识都不懂！世界上最好吃的东西是什么？是桃子！桃子不但美味可口，而且长得漂亮。我每天做梦都梦见吃桃子。”免子和猫听了，全都直摇头。那么，世界上到底什么东西最好吃？说明效用完全是个人的心理感觉。不同的偏好决定了对同一种商品效用大小的不同评价。7对效用的理解——《傻子地主》•从前，某地闹起了水灾，洪水吞没了土地和房屋。人们纷纷爬上了山顶和大树，想要逃脱这场灾难。•在一棵大树上，地主和长工聚集到一起。地主紧紧地抱着一盒金子，警惕地注视着长工的一举一动，害怕长工会趁机把金子抢走。长工则提着一篮玉米面饼，呆呆地看着滔滔大水。除了这篮面饼，长工已一无所有了。•几天过去了，四处仍旧是白茫茫一片。长工饿了就吃几口饼，地主饿了却只有看着金子发呆。地主舍不得用金子去换饼，长工也不愿白白地把饼送给地主。•又几天过去了，大水悄悄退走了。长工高兴地爬到树下，地主却静静地躺着，永远留在大树上了。说明效用因时因地而异。金窝银窝不如自己的穷窝？8对效用的理解——《钻石和木碗》•一个穷人家徒四壁，只得头顶着一只旧木碗四处流浪。•一天，穷人上一只渔船去帮工。不幸的是，渔船在航行中遇到了特大风浪，船上的人几乎都淹死了，穷人抱着一根大木头，才得幸免遇难。•穷人被海水冲到一个小岛上，岛上的酋长看见穷人头顶的木碗，感到非常新奇，便用一大口袋最好的珍珠宝石换走了木碗，派人把穷人送回了家。•一个富翁听到了穷人的奇遇，心中暗想，一只木碗都能换回这么多宝贝，如果我送去很多可口的食物，该换回多少宝贝！”于是，富翁装了满满一船山珍海味和美酒，找到了穷人去过的小岛。•酋长接受了富人送来的礼物，品尝之后赞不绝口，声称要送给他最珍贵的东西。富人心中暗自得意。一抬头，富人猛然看见酋长双手捧着的“珍贵礼物”，不由得愣住了！说明物以稀为贵。9社会经济系统结构的复杂性宏观经济系统结构的复杂性•一是总量与结构的关系，三个层次：社会总产品的供给与需求国民收入总供给与积累加消费的总需求新增国民收入总供给与新增的积累加消费的总需求•二是结构内部也是多层次的产业结构（产业部门的结构，产业部门内部的行业结构，行业内部的次行业结构…）10社会经济系统结构的复杂性国家级省、市、自治区地市级县级乡镇级观念意识子系统人口子系统生态环境子系统文化教育子系统科技子系统消费子系统交换子系统分配子系统生产子系统城乡建设系统轻工系统航天系统电子系统机械系统交通运输系统能源系统化工系统冶金系统农林牧畜鱼系统11社会经济系统中的不完全理性•“经济人”假说•人的知识不完备•预测的困难•可能的行动方案不完全•显示社会环境高度不确定和极为复杂，人的时间、注意力和计算能力有限•人的价值取向和多元化目标并不总是始终一致的，往往相互矛盾和没有统一的度量标准12社会经济系统中的不完全理性Simon指出，人的理性介于完全理性和非理性之间的一种有限理性，这种有限理性在决策过程中的表现是：•在情报活动阶段，人的决策行为受知觉选择性的支配，不同经验和背景的决策者，对决策环境的认识会有不同的解释；•在设计活动阶段，人们并不试图找出所有的备选方案，而是试图通过广度搜索、深度搜索、预先择优搜索等问题求解活动，寻找满意的决策方案；•在抉择活动阶段，决策者遇到满意方案时便会终止其搜索行为行政人-〉经济人13埃尔斯伯格D.Ellsberg悖论•由Savage发展出来的“主观预期效用”理论遇到实验心理学所揭示的一些矛盾，最主要的是“模糊厌恶（ambiguityaversion）/不确定厌恶（uncertaintyaversion）”的心理现象。虽然“主观概率”不要求象客观概率一样，而可以随人变化；但“主观预期效用”理论至少要求同一个人对同一事物的概率判断应当一致。14埃尔斯伯格D.Ellsberg悖论在两个袋子中同样装入100个球，其中袋子2的红、蓝球各有50个，但不告诉他们袋子1的情况。首先要求实验对象在下面两者中择一：•选择A：从袋子1中取球，取到红色有奖，蓝色则无；•选择B：从袋子2中取球，取到红色有奖，蓝色则无。然后再要求实验对象在下面两者中择一：•选择C：从袋子1中取球，取到蓝色有奖，红色则无；•选择D：从袋子2中取球，取到蓝色有奖，红色则无。15埃尔斯伯格Ellsberg悖论•实验结果选B者显著多于选A者；选D者也显著多于选C者(D.Ellsberg,1961)。•实际上袋子1也是分别有50个红球和50个蓝球。•从客观概率看，A与B无区别；C与D无区别。从主观概率看，在第一个实验中实验对象多数选B，说明他们（主观）认为取得红色球的概率大于蓝色球；但第二个实验结果似乎又说明他们（主观）认为取得蓝色球的概率大于红色球。这样便前后矛盾了，形成悖论。16•同一个人对同一事物的概率判断应当一致,埃尔斯伯格（D.Ellsberg）所发现的悖论说明这种一致性要求无法满足。这个悖论同时说明，人们总是倾向于接受包含信息量较多的不确定性。17•买了一张40美元的戏票，带着票到剧院看戏，到了剧院门口发现票丢了，这时决定是再花40美元重新买票看戏（还有类似座位的余票），还是回家；•在外衣口袋里装了40美元的零钱准备买票看戏，到剧院发现40美元丢了，但内衣口袋里还有足够多的钱，这时决定是再花40美元重新买票看戏，还是回家。--Kahneman198218•两种情况下的决策都是：总共花80美元看戏，或者是损失40美元而没有看戏•Kahneman指出，大多数在第一种情况下选择回家；第二种情况下选择买票看戏。•对相同后果选择的不一致性。19问题1：假定拥有300美元，选择：①确定性的收入100美元；②50%的机会收入200美元，50%的机会收入为0。问题2：假定拥有500美元，选择：①确定性损失100美元；②50%的机会损失200美元，50%的机会没有损失。--Tversky,198620•大多数人在回答问题1时选择①，表现出风险厌恶的风险态度•大多数人在回答问题1时选择②，表现为风险追求的风险态度事实上，•两个问题的行动①的后果都是为确定性的400美元，行动②的后果则是300美元和500美元的机会各半。•构建效应Frameeffect21社会经济系统中选择的复杂性•投票悖论•60个评委，三个候选人a,b,c，23人认为：17人认为：2人认为：8人认为：10人认为：获胜规则：存在某个候选人，能在与其他候选人逐一比较时按过半数决策规则击败其他所有人abcbcabaccbacab22()33,()27,()42,()18,()25,()35,GGGiiiiiiNabNbaabNbcNcbbcNacNcaca结果是结果是结果是23社会经济系统中选择的复杂性著名经济学家Arrow认为投票选择方法应具有的性质：•性质一.完全域：方案的数量不能少于3个；群中至少有两个人；每种偏好断面都会产生群偏好关系（没有理由排除任何一个人的排序）。•性质二.无关方案独立性例如，原来2个候选人，现增加一个候选人，则人们对原来两个候选人的偏好次序不应受新增候选人的影响。•性质三.成员的自主权对于两个方案a1和a2,总有某些成员认为a1优于a2才能使群体认为a1优于a224•性质四.非独裁性群体中不存在某个成员，对方案集中的任一对方案aj和ak，只要他认为aj优于ak，群体就认为aj优于ak•性质五.群体与个体排序的正的联系对于某个特定的偏好断面，群体认为a1优于a2，如偏好断面修改，使得①成员对不涉及方案a1的方案作成对比较，其偏好不变；②成员对方案a1与其他方案作成对比较时，或者偏好不变，或者变得对a1更有利，则群体的排序仍有a1优于a2。25•公理一.偏好的可比性对每两个方案a1和a2，要么，要么，或者a1~a2•公理二.偏好的传递性对三个方案a1，a2和a3，如果有，，则有Arrow不可能定理12aa21aa12aa23aa13aa26•无关方案独立性的局限性主人甲乙两个客人选择咖啡或茶甲：咖啡〉茶乙：茶〉咖啡主人：或茶或咖啡但是甲:咖啡〉茶〉可可〉牛奶乙:茶〉可可、牛奶、白水〉咖啡最好主人：茶Arrow集结个人偏好时，回避了个人对方案的偏好程度27社会经济系统的方法论•定性分析与定量计算相结合•自然科学与社会科学相结合•还原论与整体论相结合•“软”与“硬”相结合•系统工程人员与决策人员相结合•科学推理与哲学思辨相结合28社会经济系统的方法论•不确定条件下的决策技术•综合集成技术•整体优化技术•智能计算•非线性科学•数理逻辑•计算机模拟