试验经济学方法论及其现实意义

1、1，实验经济学第一讲：导论，杜宁华，上海财经大学经济学院，经济学实验室，2008年2月，2，实验经济学的发展：20世纪40年代，张伯伦开始在哈佛大学课堂上进行市场机制经济学实验。在钱伯林的实验中，研究人员没有给实验参与者支付实验报酬。20世纪50年代，西格尔等心理学家开始探索物质激励对人类行为的影响。1962年，弗农史密斯发表了第一篇关于双向拍卖市场的实验经济学论文。在史密斯的实验中，参与者的市场决策与他们的实验报酬直接相关。实验经济学的起源：经验分析方法在上个世纪取得了很大的进步，但是经济学家发现现实生活中观察到的数据往往不足以回答研究问题。研究人员无法直接观察到许多数据：个人偏好、机会成本

2、、劳动关系等等。一个经济现象是由许多因素引起的：一个特定因素的贡献有多大？基本问题：我们能否通过实验创造一个特殊的经济环境，让研究人员能够直接观察到回答研究问题所需的数据；研究者可以直接控制与研究问题无关的因素，剔除特定因素对特定经济现象的影响。4.讨论要点：“智能”市场：利用经济实验设计市场机制的一个例子。经济实验：微观经济系统中经济实验的应用范围。实施经济实验的基本条件。5.使用经济实验的市场机制设计的一个例子。6.市场的优势：在激励的引导下，市场参与者可以通过交易自然地展示他们的私人信息(例如，交易价格不能低于供应商的成本或高于用户的产品保证价格)。统一规划(特别是对于提供公共物品和复杂

3、的协作问题)具有协调的优势。有没有一种市场机制可以将两者的优势结合起来？20世纪90年代初，弗农史密斯和他的同事设计了一个计算机辅助的“智能”市场(见麦凯布等人，1991)。“智能”市场的核心理念：在智能市场中，计算机是连接用户和供应商的平台。用户根据他们自己的购买意图和预算约束向计算机提交他们需要购买的数量和他们愿意支付的价格，供应商根据他们自己的生产成本和生产能力向计算机提交预期销售量和销售价格。根据用户和供应商提交的信息，计算机通过优化算法找出使所有用户和供应商总收入最大化的价格作为市场交易价格。8,“智能”市场的应用实例之一：美国加州水资源配置问题，9、加州水资源配置现状，年降水量极不

4、稳定，连续几年干旱是一个普遍现象。主要的大城市和农业区位于干旱地区，他们需要全年从其他州购买水，以满足城市用水、工业用水和农业灌溉的需要。近年来，由于保护野生动植物等环境因素，加州当地水源的使用受到进一步限制。与此同时，加州不断增长的人口意味着对水的需求正在上升。尽管州政府增加了对供水系统的投资，但在可预见的未来，加州的水资源仍将短缺。水资源的稀缺早就引起了经济学家的注意。研究人员发现，供应短缺不仅反映在资源的稀缺上，还反映在分配的低效率上。研究人员的主要政策建议是发展一个完整的水市场：通过市场，那些利用水资源创造最大价值的部门可以获得最高优先级的水(见伊斯特等，1998)，11但是“市场”不

5、仅是一个空洞的概念，而且市场形式在生活中变化很大：在一些市场中，只有卖方有权投标，而购买东西的人只能选择拒绝或接受，如国有企业。在一些市场上，买卖双方可以讨价还价，比如自由市场上的小商贩；在其他市场，只有买家可以竞标，而卖家只能选择接受和拒绝，如拍卖市场。实践表明，只要市场的特征稍有变化，就会对市场效率和交易价格产生巨大影响(见史密斯1982)。什么样的市场才能达到有效配置水资源的目的？史密斯、他的同事和学生详细考察了加州的水资源供需情况。在实验室里，他们简化并再现了加州的水资源供需状况，并通过经营“智能”市场来平衡供需(见墨菲等，2000)。通过经济实验，史密斯等人回答了利用“智能”市场解决

6、加州供水问题的可行性，以及制造商对供水管道的垄断对水资源配置效率的影响。在实验设计中，研究人员使用了17个相连的节点来代表加州供水和需求网络：一些节点代表供应商，一些节点代表用户，一些节点代表水运输商。研究人员从亚利桑那大学招募本科生参与实验。在实验中，每个参与者控制17个节点中的几个：参与者分别扮演“供应商”、“用户”和“发送者”的角色。政府的角色是由计算机模拟的。在实验中，“水”只是一种虚拟产品，实验参与者并没有真正看到水。他们只通过交易“水”来获利：每个“供应商”得到的是交易价格与其成本之间的差额，而“用户”得到的是其持有价格与交易价格之间的差额。实验结束后，所有参与者都拿到了现金。在实

7、验中，“智能”市场的运作过程如下：“供应商”和“用户”向计算机提交销售和购买意愿，“运输商”向计算机提供节点间的传输价格；根据实验中所有参与者提供的信息，计算机在平衡各节点水的总流入和总流出的基础上，采用优化算法使所有市场参与者的总收入最大化，从而确定各节点之间的交易价格。16、在交易价格最终确定之前，交易期内有一个交易期，所有实验参与者都可以随时提交、更新或撤回他们的决策计算机。根据新的变化，他们可以立即更新反馈给每个实验参与者的信息。反馈给实验参与者的信息包括：由计算机根据所有当前决策获得的各节点之间的临时交易价格，在当前临时交易价格下他们自己可以获得的收益，以及他们自己的历史交易记录。1

8、7.一旦交易期结束，在交易期最后时刻获得的临时交易价格将成为最终交易价格，所有市场参与者将根据最终交易价格结算。实验结论：研究人员招募了不同的实验参与者，并重复了许多实验。结果表明市场效率：实验表明“智能”市场是高效的。在每个实验中，所有参与者平均获得了总可能最高收入的90%，而在一些实验中，市场效率高达99%。收入分配：在实验中，“用户”的收入约占市场总收入的70%，而“供应商”的收入约占30%。实验结果表明，如果一个“供应商”垄断了输电管道，那么“供应商”的总收入将增加，而“用户”的总收入将减少。价格稳定性：实验表明，在“智能”市场中，价格波动大，稳定性差。如何克服“智能”市场的价格波动将

9、是下一个研究课题。，19,“智能”市场的第二个应用示例：电力资源分配问题，20，电网的基本特性，传输损耗：由于传输过程中不可避免的损耗，用户购买的电力是实际用电量和相应传输损耗的总和。传输容量限制：传输容量受到许多因素的限制，如线路、电压和稳定性。传输容量的限制是供电网络中本地市场势力的一个重要原因。开关问题：用户对电力的需求波动很大，电网中只有少数发电机需要在一定时期内运行以满足用户的需求。重新开放的机会将给电力供应商带来成本。谁应该决定机器的开关？电力供应商还是管理机构？21岁，康奈尔大学的威廉舒尔茨教授和他的合作伙伴已经进行了大量的经济实验，以调查由史密斯等人设计的“智能”市场解决电力资

10、源分配问题的可行性(见舒尔茨等人，2000)。通过实验，舒尔茨和其他研究人员集中回答了一些研究问题，如市场力量对电网运行效率的影响，以及电力供应商在“智能”市场中独立开关机器是否可行。在实验设计中，研究人员招募了康奈尔大学的本科生和一些电力公司的员工参与实验。每个实验有六个人参加，每个实验参与者都掌握了一台发电机作为“电力供应商”为用户服务。网络中有30个节点作为“用户”，每个生成器只能为其中的一部分服务。“用户”的用电需求由计算机模拟。在实验过程中，“用户”的需求会上下波动。在实验中，“智能”市场的运作过程如下：首先，扮演“供电商”角色的实验参与者向计算机提交供电价格和单位电量。计算机将传输

11、损耗成本加到每个“电力供应商”提供的价格上，然后将这些调整后的价格从低到高排序：首先，价格最低的“电力供应商”向用户提供服务；如果价格最低的“电力供应商”的电力供应不能满足用户的需求，则价格次低的“电力供应商”将向用户提供服务，直到所有需求都得到满足。最终市场的统一电价将是所有能为用户提供服务的“电力供应商”中报价最高的“电力供应商”的调整价格。如果“电力供应商”的调整价格高于统一电价，“电力供应商”将无法向用户发电。24岁。实验结论：研究表明“智能”市场可以解决独立启停问题。研究人员用供电网络最低运行成本与供电网络实际运行成本的商来表示市场运行效率。在“智能”市场实验中，市场运行效率接近10

12、0%，其中大多数“电力供应商”打开和关闭自己的机器。研究还表明，地方电网中“供电商”的市场势力是导致电价波动、阻碍市场有效运行的重要原因。25，经济实验：一个微观经济系统，26，实验经济学使用实验方法来探索在由某些显性或隐性规则调节的社会背景下，受特定因素激励的人们的交互决策行为。弗农史密斯，27岁，“实验方法”不是计算机模拟或简单的问卷调查，而是在实验室可控的市场环境中，在一定激励的引导下，观察和探究实验参与者的互动决策。经济实验是一种真正的经济活动。“显式规则”可以由实验者控制，例如分配规则。“隐性规则”通常是无法控制的，比如社会习俗和传统。经济实验的本质是在实验室中建立微观经济系统。微观

13、经济系统是研究人员根据自己的研究问题构建的系统，它描述了参与交易的人的特征和交易环境的特征。微观经济系统由市场参与者所处的经济环境和市场机制组成。30.经济环境是指市场参与者、他们交易的商品和市场参与者的基本特征。市场参与者：集合1、2、N表示市场参与者制造商、消费者和中间商。集合0，1，K代表K 1商品货币和其他可用于交易的产品的基本特征(通常第0个商品代表货币):向量ei=(ui，ti，wi)描述第I个市场参与者的基本特征，即效用函数ti是，即技术禀赋wi是，即初始资源禀赋ui，Ti和wi是分别在K 1维商品空间上定义的函数，31， 我们用向量e=(e1，e2，eN)来描述微观经济系统中的

14、经济环境：向量E概括了N个市场参与者的基本特征，每个市场参与者的每个特征都依赖于K 1种不同的商品。 经济环境描述了市场参与者在参与市场活动之前已经决定的特征，这些特征在市场交易过程中不会改变。32，以“智能”市场中的水资源配置实验为例，市场中存在三种类型的参与者：“供应商”、“用户”和“运输商”。市场上只有两种商品，虚拟产品“水”和货币。“供应商”的特征包括每单位“水”的生产成本和生产能力限制，“用户”的特征包括“水”的保留价格(即用户每单位水能负担的最高价格)和对“水”的需求。“水”的运输成本是“运输者”的特征。在微观经济系统中，市场机制定义了市场参与者赖以交流的一系列协议和市场参与者赖以

15、交易商品的一系列规则。市场机制包括市场语言和市场规则。34、市场语言：市场语言是市场参与者赖以交流的所有市场惯例的集合，由集合列表M=(M1，明尼苏达州)表示。集合Mi是市场参与者可以使用的所有市场语言信号。Mi是mi中的要素：卖方的投标价格、买方的投标价格、买方接受投标价格的权利和卖方接受投标价格的权利。M=(m1，mN)表示市场协议，35。以“智能”市场的水资源配置实验为例，“用户”向“智能”市场(即信息处理中心)发出三种信号：购买哪家供应商、购买的水量和愿意支付的单价；“供应商”还向“智能”市场发出三种信号，即用户销售、销售量和售价；“转发器”提交每个节点之间的运输价格。当所有市场参与者

16、都向“智能”市场提交了自己的信号时，所有这些“智能”市场中提交的信号构成了市场参与者之间的市场协议。市场规则：市场规则是市场参与者交易商品的规则的集合，包括分配规则、成本规则和决策时间规则。分配规则：分配规则是从市场语言到交易结果的函数，由向量h=(h1 (m)，HN (m)表示。成本规则：向量c=(c1 (m)，cn (m)是成本规则。函数ci(m)描述了从市场协议m=(m1，mN)到第I个市场参与者承担的货币成本(或货币收益)的映射。X0i=ci (m)如果我们使用X0i表示交易完成后市场参与者I持有的最终金额。决策定时规则：G=(g1(t0，T，T)，gN(t0，T，T)。Gi(t0，T

17、，T)描述了第I个市场参与者在交易阶段T发出信号的顺序.37、以“智能”市场水资源配置实验为例，配置规则由信息处理中心按照优化算法完成：信息处理中心在平衡各节点“水”总流入和总流出的基础上，最大化所有市场参与者的总市场收入，从而确定各节点之间的交易价格和各节点之间的“水”流量。在有效交易时段，“智能”市场的参与者可以随时提交、更改或撤销信号。38，综上所述，市场机制对市场参与者的行为激励I可以用Ii=(Mi，hi(m)，ci(m)，gi(t0，T，T)来描述。向量定义了微观经济系统中的市场机制。最后，我们用S=(e，I)来描述由经济环境和市场机制组成的微观经济系统。微观经济系统中市场参与者的行为微观经济系统中市场参与者的行为(或决策)是指在特定的市场机制下，具有一定特征的市场参与者用市场语言选择特定的信号。当所有市场参与者都完成决策时，市场中的所有信号构成市场参与者之间的市场协议。我们用函数mi=i(ei|I)来描述市场参与者的行为。市场参与者的决策是一个从经济环境到市场语言的函数：经济环境中描述的市场参与者的特征