系统工程导论梁军社会经济系统及其复杂性分析.pptx

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1、第第3.1节节 社会经济系统特点社会经济系统特点社会经济系统的特点：1、社会经济系统的主体要素是人，人既高度分散，又富有组织性社会经济系统是人的一切活动以及人与人、人与环境之间的关系2、社会经济系统是一个典型的非平衡的开放系统过去强调平衡，认为计划经济能供求关系的平衡现实国民经济就是非平衡系统 产业与产业之间、地区之间、部门3、社会经济系统是一个多目标多变量非线性的综合体4、社会经济系统涉及人类生活的各个方面和周围环境的诸多因素5、社会经济系统受自然环境和社会条件的双重制约第1页/共25页第第3.2节节 社会经济系统的因素复杂性社会经济系统的因素复杂性社会经济系统是一个以人类的活动为中心的涉及

2、社会、经济、科学技术、文化教育、生态环境等领域的有机系统。社会经济系统与普通物理系统的根本区别在于人的主观意志对该系统具有极大的影响。例如，发生于上世纪九十年代末的“东南亚金融危机”。金融机构经营不善外资纷纷撤走股市下跌抢购美元泰铢贬值验证了人们对泰铢贬值的猜想泰铢进一步贬值第2页/共25页第第3.2节节 社会经济系统的因素复杂性社会经济系统的因素复杂性影响其运转的主要因素除了“人”外，还有：社会因素指标：人口的数量和质量、人口的各种构成、出生率、犯罪率、文盲率经济因素指标：社会总产值、产品、工资自然环境因素指标：气温、水、土、油气资源科学技术因素指标：科研机构、院所、智力投资、科技人员数社会

3、心理因素价值观念因素第3页/共25页第第3.2节节 社会经济系统的因素复杂性社会经济系统的因素复杂性上述因素量化的特点和复杂性。模糊性：人的思维是非数量性，如“冷与热”、“丑与美”、“胖与瘦”。难度量性：社会经济系统不能用仪器、设备测量，例如教育评估中的论文水平评价。不可公度性：没有统一的标准和计量单位，例如水利工程建设（发电量，防洪），教育效益评估问题等。矛盾性：例如水利工程建设问题 发电 防洪 增加投资 加大淹没损失和移民数量第4页/共25页第第3.3节节 社会经济系统的复杂性社会经济系统的复杂性社会经济系统的指标或变量众多，是一个多层次、多结构、关系极其复杂的大系统。例如，对于宏观经济系

4、统：一是总量与结构的关系，它分三个层次：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，这三个层次的供需总量对于剖析国民经济整体运行过程及其结果，特别是研究国民经济综合平衡，都是重要的。总量又存在于价值（货币）和实用价值（实物）两种形态中。第5页/共25页第第3.3节节 社会经济系统的复杂性社会经济系统的复杂性二是结构内部也是多层次的，在经济结构中除所有制结构和分配结构，对经济增长产生影响的是产业结构，它又与投资结构、技术结构、消费结构和地区结构紧密联系在一起。产业结构又分三个层次：首先是产业部门的结构，如三次产业结构、工业与农业的结构

5、以及按现代产业序列划分的基础产业、支柱产业、先导产业的结构；其次是产业部门内部的行业结构，如工业中的重工业和轻工业、农业中的种植业和林木畜渔业的结构等；再次是行业中的次行业结构，如重工业中的采掘工业、原材料工业和加工工业的结构，农业中的种植业又可分为粮食作物和经济作物的结构。如将产业结构向更具体层次细化，有产品结构和企业组织结构，地区产业结构不过是产业结构在空间上的展开。第6页/共25页第第3.3节节 社会经济系统的复杂性社会经济系统的复杂性一般地，社会经济系统要素之间的相互关系可用下面的三维结构图来表示：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

6、系统生产子系统国家级省、市、自治区地市级县级乡镇级农林牧副渔系统冶金系统化工系统系统能源系统交通运输系统机械系统电子系统航天系统轻工系统城乡建设系统第7页/共25页第第3.4节节 社会经济系统中的不完全理性社会经济系统中的不完全理性西方经济学理论中的“经济人”假说及其缺陷：人的知识并不完备。预测的困难。可能的行动方案不完全。现实社会环境是高度不确定和极为复杂的，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，往往互相矛盾和没有统一的度量标准。第8页/共25页第第3.4节节 社会经济系统中的不完全理性社会经济系统中的不完全理性实验例证一 概率悖论（Raiffa，196

7、8）一场棒球决赛的两个参赛队A和B实力相当。现提供两种打赌方式，一种是由决策人赌A队获胜，比赛结果为A队获胜时决策人赢$100，若B队获胜时决策人输掉$100；另一种是由决策人赌B队获胜。实验结果：由于棒球比赛没有平局，对于没有棒球赛一无所知决策人认为A对获胜的概率小于0.5，宁可赌抛硬币正面朝上赢$100，反面朝上输掉$100，不赌A队获胜也不赌B队获胜。这一现象称为不确定性厌恶。第9页/共25页第第3.4节节 社会经济系统中的不完全理性社会经济系统中的不完全理性实验例证二 对相同后果选择的不一致性（Kahneman，1982）一种是你买了一张$40的戏票，带着票去剧院看戏；到了剧院门口发现

8、票丢了，这时你要决定：是再花$40重新买票看戏（还有类似座位的余票），还是干脆回家。第二种情况是，你在外衣口袋里装了$40的零钱准备买票看戏，到剧院门口发现$40丢了，但是你的内衣口袋里还有足够多的钱，这时你要决定：是再花$40重新买票看戏，还是干脆回家。无论哪种情况，决策人的选择都是：总共化$80看戏，或者是损失$40而没有看戏。只要决策人在这一问题中所关心的因素仅仅是货币财富水平和戏剧欣赏意愿，所作的选择应当有一致性。实验结果：大部分人在这一问题上并无一致性，似乎与任何经济学方法和模型都不一致。第10页/共25页第第3.4节节 社会经济系统中的不完全理性社会经济系统中的不完全理性实验例证三

9、 关于模型构建的影响第一个问题是，首先要求参加试验的人员假设自己拥有$300，然后要他们在确定性的收入$100，和50%的机会收入$200，50%的机会收入为0，这两个行动中进行选择。第二个问题是，要求参加试验的人员假设自己拥有$500，再要他们在确定性地损失$100，和50%的机会损失$200，另50%的机会没有损失，中进行选择。实验结果：大部分参加试验的人在回答第一个问题时选择确定性的收入$100，表现出风险厌恶的风险态度；在回答第二个问题时表现为风险追求，选择风险型展望，而不是确定性后果。第11页/共25页第第3.4节节 社会经济系统中的不完全理性社会经济系统中的不完全理性结论：经济学理

10、论要求问题的表述和求解应该满足“问题表述的不变性”和“求解程序的不变性”这两个不变性条件并不是所有经济人都能满足的。实验例证四 下雨天打的为什么难？（1）标准经济学模型（劳动供给理论），预计供给曲线一般向上倾斜，即工资弹性为正，意味着工人在工资增加时会增加工作时间。（2）行为经济学模型，认为供给曲线一般向下倾斜，即工资弹性为负，意味着工人是目标工人。第12页/共25页第第3.4节节 社会经济系统中的不完全理性社会经济系统中的不完全理性验证以上观点往往比较困难，检验环境需要满足以下条件：工资上涨应当是暂时性的。一天之内工资相对恒定。工资每天发生变化，且互不相关。有一个特殊群体满足以上条件：出租车

11、司机。Camerer et al.(1997)使用纽约出租车司机在1988-1994年间三份不同样本（总共1826个观察值）对上述问题进行了研究，其中数据来源于司机每天填写的车程单。回归模型选为：其中b为工资弹性。结果：弹性为负，与标准经济学理论矛盾！这可用来解释雨天打的难的原因。第13页/共25页第第3.5节节社会经济系统中选择（决策）的复杂性在经济、社会、科技高速发展的今天，决策者面临着错综复杂的环境，除了改进决策技术之外，还必须依靠群体的智慧。单个人会受到知识、经验、利益、价值观等不同的影响集中群体中各位成员的意见，充分利用众人的经验和智慧 民主各种投票表决体制和专家咨询方法第14页/共

12、25页第第3.5节节社会经济系统中选择（决策）的复杂性例如.设60个评委对三个候选人a、b、c的态度是：23人认为a b c17人认为b c a2人认为b a c8人认为c b a10人认为c a b获胜规则是：如果存在某个候选人，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，则该候选人胜出。第15页/共25页第第3.5节节社会经济系统中选择（决策）的复杂性对候选人作两两比较，得：N(a b)=33N(b a)=27 结果是 a bN(b c)=42N(c b)=18 结果是 b cN(a c)=25N(c a)=35 结果是 c a根据过半数决策规则，群有三个判断：a b，b c

13、，c a。这表明，虽然60个评委中每个成员的偏好（即对候选人优劣的排序）是传递的，按上述规则得出的评委集体排序却是a优于b，b优于c，c又优于a这种互不相容的结果，出现多数票的循环。这种现象称为投票悖论。第16页/共25页第第3.5节节社会经济系统中选择（决策）的复杂性经济学家Arrow从福利经济学的角度投票选择方法满足下述条件：1）完全域：社会福利函数包含每一种可能的偏好断面，这相当于每种偏好断面都会产生一种群的排序，而且至少有三种方案和群中至少有两个成员。（范围）2）无关方案独立性：A1为方案A的子集，如果群中的成员对A中的偏好关系作了修改，但未改变A1中方案的偏好关系，则从A1产生的群对

14、方案的排序与由A中产生的方案排序相同。本质上，群对方案的排序应该只与涉及这些方案的偏好断面有关而与不参加选择的其他方案无关。例如原来有两个候选人，现在又增加一个候选人，则人们对原来二个候选人的偏好次序不应受新增候选人的影响。第17页/共25页第第3.5节节社会经济系统中选择（决策）的复杂性3）成员的自主权：对每两个方案a1和a2，总有某些成员认为a1优于a2才能使群认为a1优于a2，也就是说社会福利函数不应该是强加的。4）非独裁性：群中不存在某个成员i，对方案集中的任一对方案aj和ak，只要他认为aj优于ak，群就认为aj优于ak。5）群与个人排序的正的联系：假设对某个特定的偏好断面，群认为a

15、1优于a2，如偏好断面作了修改，使成员对不涉及方案a1的方案作成对比较，其偏好不变，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，则群的排序仍有a1优于a2。第18页/共25页第第3.5节节社会经济系统中选择（决策）的复杂性此外，无论是群还是个人的偏好次序关系还都应该满足传递性和连通性（即成对可比性）公理。公理一（偏好的可比性）对每两个方案a1和a2，要么a1 a2，要么a2 a1，或者a1 a2.，其中“”表示方案间“无差异”关系。公理二（偏好的传递性）对三个方案a1、a2和a3，如果有a1 a2且a2 a3，则应有a1 a3。第19页/共25页Arrow结论的意

16、义：没有一种方法能根据个人的偏好来获得能满足某些朴素条件和当前社会集体价值观的社会选择结果。同样的，市场机制也不能产生合理的社会选择，如果消费者的价值观能由相当广泛的个人排序表示，那么公民主权学说与集体理性学说就是矛盾的。这就从思想上削弱了人们在政治生活中对获胜者的信任程度。而且，A Gibbard和M A Satterthwaite证明了没有一种选举方法是非独裁性且是防操纵的，这也反映了社会经济生活中民主的多样性和复杂性。总之，与社会经济系统中个人的行为和价值相比，社会或群体的行为和价值更为复杂。某些在个人看来非常合理的准则和条件，集体行为则难以满足，有时甚至是矛盾的。第第3.5节节社会经济

17、系统中选择（决策）的复杂性第20页/共25页社会经济系统的复杂性，传统数学模型难表示，很复杂，比如用非线性、变系数、高维的微分方程，很难求解，简化往往与实际不符不局限具体模型，可以用知识模型 模糊 灰色1）研究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（局部、微观）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第第3.6节节社会经济系统的方法论第21页/共25页第第3.6节节社会经济系统的方法论2）研究社会经济系统的技术手段：（1）在不确定条件下的决策技术 （2）综合集成技术，包括系统的结构化，系统与环境的集成，人的经验的集成等 （3）整体优化技术 线性规划 并行搜索法 （4）计算智能 智能算法 （5）非线性科学 非线性规划 混沌 （6）数理逻辑 数学化的形式逻辑 证明论 递归论 （7）计算机模拟 swarm repast第22页/共25页本讲小结社会经济系统有其自身的特点，要研究它，分析它，了解它的内部运转机制，传统的经济理论显然是不够的，必须采用现代科学技术的最新研究成果，才能认识它，驾驭它的规律。这个任务历史地落到了现代系统工程工作者身上。第23页/共25页习题P54第一题与自然物理系统相比，社会经济系统有哪些特点？第24页/共25页感谢您的观看！第25页/共25页