編者按
本文授權轉載自北大創新評論，內容來自於2022 INNO CHINA 中國產業創新大會-金融科技創新論壇上，北京大學前沿計算研究中心鄧小鐵教授的報告分享。
人物介紹
鄧小鐵，現任北京大學前沿計算研究中心講席教授、CCF計算經濟專業組首任主任、CSIAM 區塊鏈專委會主任，兼北京大學人工智能研究院多智能體中心主任。他的主要科研方向為算法博弈論、區塊鏈、互聯網經濟、在線算法及並行計算。2008年，他因在算法博弈論領域的貢獻當選 ACM Fellow；2019年，因在不完全信息計算和交互環境計算領域的貢獻當選 IEEE fellow；2020年當選歐洲科學院外籍院士；2021年當選中國工業與應用數學學會會士（CSIAM Fellow）；2021年被任命為博弈論學會（GTS）理事；2021年被聘為中國運籌學會博弈論分會榮譽理事；2021年獲得 CCF 人工智能學會多智能體與多智能體系統研究成就獎；2022年獲得 ACM 計算經濟學的「時間檢驗獎」（Test of Time Award）。
01
計算經濟學理論研究發展
計算經濟學中的一個關鍵是均衡。經濟學的均衡，最直觀感受到的首先是市場中存在商家和用戶通過消費和供給行為達到市場均衡，市場中從均衡價格可以推導到市場清空。市場清空有一系列的技術，從亞當·斯密（Adam Smith）提出的「看不見的手」開始，到 Walras Price（瓦爾拉斯的一般均衡價格，這種觀點認為只需調節價格就可以把市場清空，這在計算方面是一個很好的技術，雖然當時理論提出的階段並無法實現這一點），最後是從計算經濟學角度可以看到的均衡價格的求解。
在計算這個角度上，Walras Pricing 最開始的計算就是試錯。人類經濟社會在很長時間內都是處於一個均衡的狀態，這種方法適用於緩慢變化的經濟社會。之後有一個重大進展是由蘭格（Oskar Ryszard Lange，波蘭經濟學家）提出的，他從計劃經濟角度來談計算經濟學的問題，認為通過計算機模擬就可以達到市場經濟所達到的狀態，其中包括社會最優性（social optimality）和社會效益（efficiency），但難以適用於大規模經濟社會。數學規劃創始人喬治·伯納德·丹齊格（George Bernard Dantzig）提出用 PILOT Model 來進行能源在經濟中的作用分析，也是從均衡計算的角度去實施。
當重新整體回顧這一套思想的時候，在計算角度可以把它定義得非常清楚：即 PPAD（polynominal parity argument directed，多項式時間有向圖奇偶性論證），這一類問題求解算法等價於不動點計算。
02
金融科技的重要實踐
區塊鏈的數字加密貨幣設計
金融科技現在主要的一套方法實踐，是區塊鏈的數字加密貨幣的設計。基本原理似乎是跟金融經濟學發展路線背離的：它增加很大的摩擦，固定供應量。其價值的生產由礦工投入的耗電量的市場價格所支撐。比特幣的設計非常機械化，均衡不太容易實現，可以注意到比特幣價格的變化並不像是一個均衡的市場。其均衡穩定實現依賴於大量礦工（算力）的共同參與（投入）。
數字經濟遊戲金融基礎
比特幣出現之前建構的元宇宙，第二生命（Second Life）數字經濟遊戲的金融基礎是個很好的例子。它希望維護法幣（US$）與其虛擬貨幣（Linden Dollar L$）的匯率穩定。在過去10年中，它的兌換率穩定在 L$270/US$1到 L$240/US$1之間。它是一個模擬現實經濟的一個虛擬經濟社會，是從互聯網2.0的中心系統構架實現的。而比特幣確不是如此。數字經濟和元宇宙的關鍵市場問題就是如何建立市場均衡價格，在密碼學貨幣的世界裏，這一點始終沒有解決。
從計算角度來看，人類有計算的有限理性，可能不會求到最優。以比特幣的經濟為例，它經過計算進行了很多簡化，例如，生產量是預先規定好，生產成本是由參與生產的能量消耗決定（PoW），產品的消費是由密碼貨幣的使用量決定。它使用一個「PoW 固定的共識時間」，大概10分鐘生成一個區塊。在比特幣的框架之下，觀察建立 NFT 市場經濟里的定價，其實跟市場經濟本身的定價一樣非常不穩定。
數字經濟學其實有一個很大的難點在於計算均衡的難度。因為裏面很多東西不是自然的，可以有孿生的，但是很大的因素是數字經濟的。這樣從計算經濟學的角度來講，計算均衡是 PPAD 難度的問題，PPAD 前面講了它是等價於納什均衡、等價於市場均衡、等價於不動點計算。在動態的狀態下它等價於馬爾可夫博弈過程的行為策略均衡。
講到數字社會的博弈論挑戰，我們隨便問幾個問題，例如 NFT 均衡價格如何決定？實體經濟和數字經濟如何銜接？這裡講實體經濟，因為它的價格變化比較漫長，一個可以實現均衡的市場和一個無法實現均衡的市場能得到混合均衡嗎？Fiat 貨幣和數字貨幣 Pegging 如何解決數字社會的均衡計算？關於這一點，在計算經濟學的體系裏面有很多已知的技術，其中一個是赫伯特西蒙（Herbert Alexander Simon）提出的有限理性，在時間上有近似計算求解，信息上有競爭比（Competitive ratio），社會福利問題方面有無政府代價，個人激勵方面有激勵比（Incentive Ratio），那麼問題簡化怎樣實現？
03
創新關鍵方法論:私有信息下的博弈
博弈論為了克服純策略納什均衡（Pure Strategy）的均衡不存在性引進了混合策略（Mix Strategy）。經濟學和金融學的均衡都很依賴於這樣一個新的解概念的引入:即基於概率論的混合策略。在現實中如何認識概率論，解釋概率論是可能有分歧的。也是可能為被用概率論描述的對手所操縱的。
以比特幣決策中設計的1/2的多數投票在這個環境中可以保證均衡的實現，可以達到共識（common knowledge）的期望是會被破壞的。在這裡我們可以用一個馬爾可夫決策過程模型（Markov Decision Process, MDP）把它構建出來，有一些人能夠破壞比特幣的共識，而且這個團體小於總人數的50%時就可以破壞。
這個稱為自私挖礦的關鍵是基於私有信息的應用。這個小團體它可以隱藏它的工作，這一點在現在數字經濟裏面是不可避免的。隱私保護甚至從法律上保護了這一點。所以，整個比特幣的穩定性在數字世界裏遠遠沒能達到我們認知可以把握的程度。進一步，我們可以看到還可以有更複雜的策略性行為。這裡有一個理論叫認知層次（cognitive hierarchy）。再加上另外一批更高層次的人，他們可以有遠見地進行挖礦，從更高層次的認知策略來獲利。
在數字世界裏，價格戰（Price War）可以非常精確地建立起來。這是可用於節假日怎麼提供給消費者補貼的計算模型。在這裡我們有非常多的關鍵信息，跟區塊鏈不同，我們不知道對手，不知道對方策略，不知道對手價值函數，我們還有不完美信息，我們不知道對手歷史行為，這裡我們引進了另外一個金融科技裏面使用非常多的「深度學習的認知決策」。
04
AI經濟學的產業應用
在金融科技裏面可以產生「自動生成設計」，在傳統經濟學裏面這一點做不到。例如，區塊鏈裏面 PoS（proof of stake）的共識機制，可以通過很多技巧能夠實現自動化的決策框架，這也是區塊鏈的特殊特點。
比較一下傳統經濟學與 AI 經濟型。在傳統經濟學定價中，我們考慮靜態世界、市場均衡價格、拍賣定價機制、固定價格等因素。在 AI 經濟學裏，我們可以構建一個多智能體的學習過程，來發掘未知的內容，我們可以構建一個近乎完美信息的框架，AI 經濟學是最近一項非常有趣的技術。
回到拍賣問題，拍賣中非常著名的理論叫做邁爾森的賣家收益最優拍賣方案（Myerson's auction），它可以設計出報價策略使拍賣者可以拿到最高的收益，。這裡有一個叫做先驗計算（prior），我們知道大家的價格函數，我們對它的認知是一個共同知識。在這一點上，從機器學習的方法、深度學習的方法也開始有了很多非常有趣的工作。這裡我們提到了 David C. Parkes，也就是 AI 經濟學的一個主要的貢獻者，我們可以看到我們以前經濟學所談到的機器設計可以用深度學習的方法實現這一點。
05
金融科技創新突破點
最後我們回到一個問題，就是計算經濟學所面臨的金融挑戰，我們看看 Financial Stability Board，這是一個美國的機構，他們有對於很多國際上面特別是跨界的金融的設計、博弈這方面討論。它提到 FinTech 將來會我們世界有什麼影響，它這裡提到 identify regulatory and supervisory issues raised by FinTech，使得我們防止它對金融穩定性的影響。
最後回顧人類發展歷史，從金子、寶石到後來的印刷機和鈔票，再到今天的信用卡、電子支付，有各種各樣的方法想讓人花錢。對於計算經濟學而言，這裡有一個很重要的挑戰，即在構建每一個金融系統的時候，能否對它的均衡計算建立一套技術，來完成對新建的金融系統穩定性（stability）的分析。
CCF計算經濟學專業組介紹：
計算經濟學專業組於2022年8月7日在中國計算機學會（CCF）蘇州業務總部成立，成立之時恰逢 CCF 成立60周年。計算經濟學專業組是 CCF 第40個專業組，同時也是第一個具有跨學科融合特色的專業組。專業組由北京大學前沿計算中心鄧小鐵教授和北京大學經濟學院董志勇教授，以及200餘名專家、學者和企業負責人共同發起，並由鄧小鐵教授擔任創始主任。
專業組的發展規劃方向包括：推進計算機和經濟學交叉研究，培養計算經濟方向人才，加強專業組和政府部門聯繫，組織專業組與企業合作，牽頭協作智庫平台建設。研究方向包括：計算經濟基礎理論，平台經濟，數字經濟、智能治理和最優政策設計等。專業組致力於聯繫和團結本領域廣大研究人員，組織學術活動，增進學術交流，促進計算經濟交叉領域的研究與應用的發展。在 CCF 的領導下，專業組助力計算機領域在國家政策制定中的作用，廣泛參與經濟政策討論和制定、協同其他 CCF 分支機構打造國家計算經濟智庫平台。
編輯 | Alexandra
來源 | 北大創新評論
