Socio-ekonomické systémy Hynek Lavi£ka1 1 Katedra fyziky Fakulta jaderná a fyzikáln¥ inºenýrská eské vysoké u£ení technicé v Praze
January 24, 2008
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
1 / 47
Obsah 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
2 / 47
Úvod
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
3 / 47
Úvod
Obecné schéma Socioekonomika zkoumá vztah mezi ekonomickou aktivitou a spole£enským chováním. V této p°edná²ce se, ale budeme zajímat o jednosm¥rné ovlivn¥ní ekonomické aktivity strukturou spole£nosti, a k tomu se pokusíme vyuºít fyzikální modely.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
4 / 47
Úvod
Komplexní sít¥
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
5 / 47
Úvod
Komplexní sít¥
Zkoumané sít¥ Sít¥, které byly vy²et°ovány
Internet WWW (World wide web) Sí´ sexuálních kontakt· Sí´ slou£enin v bu¬kách Sí´ spoluautorství v r·zných v¥dních oborech Sí´ spolupráce lmových herc· Sí´ telefonních volání Linguistické sít¥ Sí´ balení protein· (bílkovin)
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
6 / 47
Úvod
Komplexní sít¥
Vlastnosti sítí
Obecné vlasnosti zkoumaných sítí
Vlastnost malého sv¥ta Vysoký klastrovací koecient Mocninné chování rozd¥lení konektivit
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
7 / 47
Úvod
Komplexní sít¥
Vlastnost malého sv¥ta V roce 1967 provedl psycholog Stanley Milgram pokus s dopisy, které sm¥ly být p°edávaný z ruky do ruky mezi známými. Výsledek byl ²okující nebo´ pro populaci ∼ 300000000 obyvatel je pr·m¥rný po£et p°edávajících pouze ∼ 6.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
8 / 47
Úvod
Komplexní sít¥
Vysoký klastrovací koecient Klastrovací koecient je spojen s existencí komunit, ve kterých se zná kaºdý s kaºdým, které jsou nahodile spojeny navzájem.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
9 / 47
Úvod
Komplexní sít¥
Mocninné chování rozd¥lení konektivit
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
10 / 47
Jednoduchá hra
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
11 / 47
Jednoduchá hra
P°íklad stochastického procesu Házení kuli£ek do ko²íku, kde procházíme, p°i tref¥, postupn¥ od jednoho cíle ke druhému.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
12 / 47
Jednoduchá hra
GMD GMD (Ground-based mid-course defence) je systém proti balistickým raketám ve st°ední £ásti letu. Tento systém navazuje na program SDI. Jak bylo deklarováno v Kongresu USA, tak jde o úto£ný systém.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
13 / 47
Jednoduchá hra
GMD - schéma simulace
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
14 / 47
Jednoduchá hra
Simulace GMD
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
15 / 47
Model rozloºení bohatství
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
16 / 47
Model rozloºení bohatství
Paret·v zákon
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
17 / 47
Model rozloºení bohatství
Paret·v zákon
Vilfredo Pareto
Italský inºený Vifredo Pareto byl £lov¥k v²estranných schopností a v pr·b¥hu ºivota sta£il být pr·myslníkem, politikem, sociologem a politickým ekonomem. V exilu se stal jedním s vedoucích osobností Laussanské ekonomické ²koly. Ke konci ºivota bylo jeho jméno zneuºíváno novým reºimem v Itálii. Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
18 / 47
Model rozloºení bohatství
Paret·v zákon
Paret·v zákon
V jeho kníºce Cours d'Économie politique formuloval první experimentální zákon ekonomie Paret·v zákon, jenº °íká, ºe horní £ást rozloºení bohatství klesá jako mocnina w−α , kde α je konstanta.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
19 / 47
Model rozloºení bohatství
Paret·v zákon
Nejbohat²í lidé na sv¥t¥
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
20 / 47
Model rozloºení bohatství
Paret·v zákon
Rozloºení p°íjmu v USA
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
21 / 47
Model rozloºení bohatství
Paret·v zákon
Rozloºení p°íjm· v R
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
22 / 47
Model rozloºení bohatství
Denice modelu
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
23 / 47
Model rozloºení bohatství
Denice modelu
P°edpoklady modelu
Model byl sestaven za t¥chto p°edpoklad·: Párové interakce Nekone£n¥ krátké interakce Pozitivní efekt interakcí Interakce je moºná pouze po hranách sít¥
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
24 / 47
Model rozloºení bohatství
Denice modelu
P°edpoklady modelu
Model byl sestaven za t¥chto p°edpoklad·: Párové interakce Nekone£n¥ krátké interakce Pozitivní efekt interakcí Interakce je moºná pouze po hranách sít¥
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
24 / 47
Model rozloºení bohatství
Denice modelu
P°edpoklady modelu
Model byl sestaven za t¥chto p°edpoklad·: Párové interakce Nekone£n¥ krátké interakce Pozitivní efekt interakcí Interakce je moºná pouze po hranách sít¥
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
24 / 47
Model rozloºení bohatství
Denice modelu
P°edpoklady modelu
Model byl sestaven za t¥chto p°edpoklad·: Párové interakce Nekone£n¥ krátké interakce Pozitivní efekt interakcí Interakce je moºná pouze po hranách sít¥
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
24 / 47
Model rozloºení bohatství
Denice modelu
Interakce agent·
wi (t + 1) w j (t + 1)
=
1+ε −β β β 1+ε −β
wi (t ) w j (t )
(1)
Interakce je parametrizována tv¥ma parametry β a ε , β kalibruje sílu interakce (p°edávané bohatství), a ε obsluhuje p°ítok pen¥z do systému.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
25 / 47
Model rozloºení bohatství
Denice modelu
Schéma modelu
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
26 / 47
Model rozloºení bohatství
Simulace modelu
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
27 / 47
Model rozloºení bohatství
Simulace modelu
M¥°ené veli£iny Sociální nap¥tí 1 Tσ = w
1 1 ∑ |E| i∈E |Γi |
!1 σ
σ
∑ |wi − w j |
(2)
,
j∈Γi
Rozloºení bohatství (3)
D(w) = P (X (w0 ) > w) .
Korelace pr·m¥rného bohatství a konektivity (4)
H (c) = wP(w|c) . Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
28 / 47
Model rozloºení bohatství
Simulace modelu
Rozloºení bohatství - výsledky
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
29 / 47
Model rozloºení bohatství
Simulace modelu
Sociální nap¥tí
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
30 / 47
Model rozloºení bohatství
Simulace modelu
Rozloºení bohatství
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
31 / 47
Model rozloºení bohatství
Simulace modelu
Korelace pr·m¥rného bohatství a konektivity
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
32 / 47
V¥z¬ovo dilema
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
33 / 47
V¥z¬ovo dilema
Experiment
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
34 / 47
V¥z¬ovo dilema
Experiment
Experiment 4 hrá£i usilují získat co moºná nejvíce bod·.
Rozhodnutí Výplata O 4 3 2 1 0
X 0 1 2 3 4
O +1 −1 −1 −3 -
X +3 +1 +1 −1
Hra na 10 kol, kde 5., 8. a 10. kolo jsou prémiové a p°íslu²né výplaty jsou násobeny 3x, 5x a 10x. Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
35 / 47
V¥z¬ovo dilema
Denice V¥z¬ova dilematu
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
36 / 47
V¥z¬ovo dilema
Denice V¥z¬ova dilematu
Historie V¥z¬ovo dilema bylo formulováno na za£átku 50. let M.Floodem and M.Dresherem, kte°í pracovali pro RAND corporation. A.W.Tucker tuto hru formalizoval a nazval ji V¥z¬ovým dilematem. Aktuáln¥ je vysv¥tlení jev· na základ¥ vez¬ova dilematu pouºíváno v sociálních v¥dách jako je ekonomie, politologie a sociologie jakoº i v biologických v¥dách jako je etologie a evolu£ní biologie. Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
37 / 47
V¥z¬ovo dilema
Denice V¥z¬ova dilematu
Obecná my²lenka V¥z¬ovo dilema je postaveno na intuitivním porozumn¥ní koniktu 2 osob p°i vy²et°ování zlo£inu: Hra 2 agent· Hrá£i vybírají ze 2 moºností Hra s nenulovým sou£tem
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
38 / 47
V¥z¬ovo dilema
Denice V¥z¬ova dilematu
Denice Výplatní matice V¥z¬ova dilematu je následující Hrᣠ1 \ Hrᣠ2 Spolupráce Podvedení Spolupráce R,R S,T Podvedení T,S P,P kde T > R > P > S a pro opakovanou hru je nutno p°ipojit podmínku 2 · R > T + S.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
39 / 47
V¥z¬ovo dilema
Denice V¥z¬ova dilematu
Schéma V¥z¬ova dilematu
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
40 / 47
V¥z¬ovo dilema
Denice V¥z¬ova dilematu
Strategie hr᣷ Hrá£i mají tyto strategie, které spolu soupe°í Altruisté Podvodníci Náhodní hrá£i Odplatitelé Poku²itelé Slabí odplatitelé Chamtiví altruisté Chamtiví podvodníci Altruisti£tí imitáto°i Podvodní imitáto°i Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
41 / 47
V¥z¬ovo dilema
Denice V¥z¬ova dilematu
Darwinismus
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
42 / 47
V¥z¬ovo dilema
Simulace Vez¬ova dilematu
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
43 / 47
V¥z¬ovo dilema
Simulace Vez¬ova dilematu
Korelace po£tu bod· a konektivity
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
44 / 47
V¥z¬ovo dilema
Simulace Vez¬ova dilematu
Usp¥²nost strategií
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
45 / 47
Záv¥r
Outline 1
Úvod Komplexní sít¥
2
Jednoduchá hra
3
Model rozloºení bohatství Paret·v zákon Denice modelu Simulace modelu
4
V¥z¬ovo dilema Experiment Denice V¥z¬ova dilematu Simulace Vez¬ova dilematu
5
Záv¥r Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
46 / 47
Záv¥r
Co si odnést? Sít¥ jsou v²ude okolo nás a my na²ím chováním p°ispíváme jejich r·stu a zm¥nám. Jednoduchá hra m·ºe mít zajímavé aplikace celoplanetárního charakteru a za spoustu pen¥z. Model neelastického rozptylu £ástic m·ºe slouºit jako metafora skute£né ekonomické aktivity. N¥které strategie jsou úsp¥²n¥j²í p°estoºe se mohou zdát z ekonomického hlediska nerozumné. Více p°átel znamená v¥t²í bohatství.
Hynek Lavi£ka ()
Socio-ekonomické systémy
January 24, 2008
47 / 47