心智的网络实验室

心智的网络实验室

与此同时，阿瑟在桑塔费经济学项目的最初这段日子中也对计算机实验发生了浓厚的兴趣。“我们就像在从事常规经济学那样用计算机程序来做数学分析和定理证明，但因为我们研究的是报酬递增率、学习以及适应性和归纳法这些界定含糊的概念，所以问题往往复杂得无法用数学来解决。因此我们不得不借助计算机来观察事情的发展结果。计算机就像一个网络实验室，我们可以由此观察我们的思想变成行动的结果。”

但阿瑟的问题是，即使在桑塔费，经济学家们一想到用计算机模型也会变得神经高度紧张。“我猜我们不得不在经济学中引入计算机模拟了，但我想我已经上了年纪，很难改变了。”有一天午餐时阿罗闷闷不乐地说。

“感谢上帝，我的小伙子，如果定理的时代要退出历史舞台了的话，我也就随之而退场了。”六十多岁的汉恩在另一个场合这么说。

阿瑟不得不承认经济学家的怀疑和犹疑是有一定道理的。在很多方面，他自己也有同感。他说：“在经济学领域，计算机模拟全无成功之例。在我个人的早期经历中，我和我的同事杰佛里·麦克尼考花了很长时间来观察模拟模型在经济学的作用，我们得出了两个结论，这两个结论现在已成为普遍的共识。第一个结论是，总的来说，只有那些不能做分析性思考的人才借助计算机模拟。经济学要求用演绎法和逻辑分析，而计算机模拟却正好与之相反。第二个结论是，你只要把自己的假设设置于计算机模型，就可以从计算机模拟中想得到什么结论就能得到什么结论。人们经常从基本的政治角度出发，比如，我们需要降低税收，那么就做一个对降低税收如何如何有利的假设。我和杰佛里设计了一种游戏，它能够深入到模型里去发现改变一个假设怎样改变了整个结果。其他人也做过类似的事。所以计算机模拟在社会科学，特别是在经济学领域里声名狼藉，就好像是无赖的手法。”

事实上，即使是这些年以来，阿瑟发觉自己对“模拟”这个词仍然有一种警惕心。他和他的同事们更愿意将经济学程序称为“计算机实验”，这个词体现了荷兰德和桑塔费的物理学家所实践的某种严谨性和准确性。他说，荷兰德和物理学家们从事计算机模拟的方法给了他很大的启发。“我认为这太妙了。到了极为小心的人手里，所有的假设都经过仔细斟酌，整个算法明确清晰，模拟就像实验室的实验一样具有可重复性和严谨性，在这种情况下，我发现计算机模拟是无懈可击的。事实上，物理学家在告诉我们，有三种可以从事科学研究的方法：数学理论、实验室的实验和计算机模拟。你必须反复使用这三种方法。当你发现计算机模拟的结果似乎不符合常情，你就回过头去从理论上理解它，然后再以理论为依据，回到计算机模拟或实验室去印证。对我们许多人来说，似乎经济学研究也可以照此办理。我们开始认识到，以往的经济学过于自我局限，只对能用数学进行分析的问题做研究。但现在我们进入了归纳法的世界，一切都变得极为复杂，我们可以用计算机实验来拓展研究的范围。我把这视为一个势在必行的发展方向，一种解放。”

当然，阿瑟希望桑塔费经济学项目能开发出足以说服其他经济学家的计算机模型来。或，起码不要使他们再次失望。确实，到1988年秋天时，阿瑟和他的经济学项目组已经用了好几个这样的计算机实验了。

阿瑟与荷兰德的合作直接诞生了最初的玻璃房经济的设想。“1988年6月，我到桑塔费后意识到，我们需要从一个切实的问题入手，而不是一开始就建立完整的人工经济学模型。这个想法引出了人工股市模型。”

阿瑟解释说，在经济学的所有陈芝麻烂谷子的问题中，股市行为是最古老的问题之一。这是因为新古典经济学发现华尔街完全不可理喻。有论点说，既然所有的经济作用者都是完全理性的，那所有的投资者必然是完全理性的人。而且，既然这些完全理性的投资者对所有股票的长远预期获利都掌握同样的信息，那他们对每股股值的估计，即，在扣除利率后的预期净利，就应该总是一致的。照此推理，这种完全理性的市场就永远不可能陷入投机性的炒做和崩盘，股市最多只会由于对各种股票预期的最新信息而稍有波动。无论怎样，根据逻辑推理，纽约股票交易所大厅必然是个非常安静的地方。

但事实上，纽约股票交易所大厅几乎成了一个失控之地，形形色色的泡沫和崩盘在大起大落，横扫交易大厅，就更别提人群的恐惧心理和不安全感、以及狂喜和聚众闹事的欲念搅成一锅粥的情状了。如果有个火星人订阅一份星际版的华尔街日报，读完报纸后也许会认为股市是一个什么活物。阿瑟说：“在有关股市的报道中，记者总是用描述心理的词汇来描述股市：股市极度紧张不安、股市萎靡沮丧、股市信心十足。”股票交易所本身就是人工生命的一种形式。阿瑟说，所以他们在1988 年认为，用桑塔费的方式来模拟股市似乎是唯一能够解释股市的方法。“我们的想法是做小面积的剖析，先用常规的新古典经济学的完全理性的作用者的假设来做模拟，然后再用能够像人类那样学习和适应环境的人工智能作用者取而代之。这个模型有一个股市，作用者可以在其中自由买卖。随着他们对贸易规则的掌握，你会看到各种市场行为涌现出来。”

问题显然在于，会发生什么样的涌现行为？这些作用者会像常规经济学描述的那样安然自若地进行股票交易吗？或者，它们的行为模式会如风起云涌的股市那样逼真吗？阿瑟和荷兰德毫不怀疑会发生后一种情况。但事实上，即使在研究所，很多人也对此抱怀疑态度。

阿瑟对1989年3月份的一次会议的记忆尤为深刻。当时荷兰德从安·阿泊返回研究所，另外还有几个人也来参加在小教堂举行的这个经济学研讨会。当谈到股市模型的这个题目时，沙金特和明尼苏达大学的莱蒙·马里蒙都激烈地争辩说，适应性作用者叫的价会很快向股票的“基价”靠拢，也就是，肯定会出现新古典经济学理论预期的那种情况。他们说，股市也许会出现偶尔的上下波动，但作用者无法真正别有所为。基价就像一个无限巨大的万有引力场一样将它们紧紧吸引得不离左右。

“我和约翰（荷兰德）相互望望，然后一个劲地摇头。我们说，这不可能。强烈的直觉告诉我们，我们建立的股市具有自我组织行为方式的巨大潜能，会越变越复杂，新的、丰富多采的行为会涌现出来。”阿瑟说。

阿瑟回忆说，他们就此发生了一场激烈的争论。当然，阿瑟知道，自从1987年9月召开了第一次经济学研讨会以后，沙金特对荷兰德研究学习的方式就一直持有浓厚的兴趣。其实沙金特早在这之前就开始研究学习对经济行为的影响。而马里蒙当时就像阿瑟一样对计算机实验极感兴趣。但在阿瑟看来，马里蒙和沙金特似乎并不真正把学习当作研究经济学的新视角。他们似乎把学习当作巩固常规经济学理论的一种方法，就好像是在用这种方法来理解经济作用者在不完全理性的情况下是如何摸索到新古典经济学的行为模式的。

公平地说，阿瑟必须承认，这两个人有理由这样认为。沙金特在他研究的“理性的期望”理论之外，还掌握了一些实验证据来支持他们的论点。研究者证明，在一系列让学生们扮演股票交易者的计算机模拟实验中，实验对象的交易价格很快就会集中到股票基价上。而且，马里蒙和沙金特也在进行他们自己的桑塔费式的计算机模拟实验：一种被称为“威克塞尔三角”的老问题。情节是这样的：三个不同类型的作用者生产和消费三种不同类型的货物，其中之一最终变成了一种交换的中介：钱。当马里蒙和沙金特用分类者系统替代了原来模型中的理性作用者后，发现这个系统每一次都回到新古典经济学的结论上（也就是说，交换的媒介是库存成本最低的货物——比如说，是金属磁盘，而不是鲜牛奶）。

尽管如此，阿瑟和荷兰德仍然不放弃努力。阿瑟说：“问题是，逼真的适应性行为真的会导致理性期望的结果吗？我认为，答案是肯定的，但这只有在面对非常简单的问题、或这个问题一再出现的情况下才有可能。从根本上说，理性期望的理论是说，人类并不愚蠢。这就像玩连圈叉的井字游戏一样（tic－tac－toe），几次以后就能学会预测对手的行为，于是双方就能把这个游戏玩得滴水不漏。但如果是在一个决不会重复出现的情况下，或在非常复杂的情况下，作用者必须做大量的算计，那么你对作用者的要求就太高了。因为你这就是在要求它们了解自己的期望、把握市场的驱动力。把握其他人的预期。以及其他人对其他人的预期的预期、等等。很快，这些倒霉的作用者就会陷于无法预期的状况。”在这种情况下，阿瑟和荷兰德认为，作用者就会处于极不均衡的状况，导致理性期望值的“万有引力” 就会变得非常微弱，动力和意外事件就会主宰一切。

阿瑟回忆说，这场既友好又激烈的争论持续了一段时间。当然，结果双方谁也没有退让。但阿瑟明显感到这对他是一场挑战：如果他和荷兰德相信他们的股市模拟能展现逼真的涌现行为，那么，他们就必须证明这一点。

但不幸的是，股市模型的编程工作时续时断。1988年6月的一天，在午餐时间，阿瑟和荷兰德粗拟了这个计算机模拟的初槁。当时他们俩都在桑塔费的首期复杂系统暑期班上担任讲师。那年夏天，荷兰德回到安·阿泊，用阿瑟唯一了解的计算机语言，BASIC语言，编写了完整的分类者系统和基因算法（这使荷兰德终于摆脱了用十六位进制符号编写程序。他只得自学了BASIC语言。但从此他只用BASIC语言编写程序）。那年秋季，在经济学项目开始的最初几个月，荷兰德回到了桑塔费。他一回到桑塔费就和阿瑟一起进一步开发股市模型。但由于将此编写为生态系统占去了荷兰德许多时间，而阿瑟又苦于行政事务缠身，所以股市模型编写进展缓慢。

更糟糕的是，阿瑟开始意识到，尽管分类者系统的概念有许多强处，但使用起来却麻烦甚多。他说：“起初，桑塔费的人都认为分类者系统是全能的，能解答股市的问题，也能在早上替你煮咖啡。所以我曾经和荷兰德开玩笑说：‘嘿，约翰，分类者系统真的能够产生低温核聚变吗？’”

“到了1989年初，戴维·莱恩和里查德·派尔默组织了一个专门研究荷兰德思想的小组，每周有四次午餐前的聚会。那时候荷兰德已经离开了桑塔费，但我们花了一个月的时间来研究他的《归纳法》一书。当我们深入到分类者系统技术之中的时候，我发现，对分类者系统的构架设计必须十分小心，才能保证它在实际中能够运用，而且还必须对规则之间环环相扣的环节设计得十分周密。同时，你设计的可能会是‘深度’分类者系统，那就是，一个规则激活另一个规则、再激活另一个规则，从而引起长长的连锁反应的分类者系统，或者，你设计的可能是‘广度’分类者系统，即，刺激－反应式的系统，它能在稍有差别的情况下能产生150种反应方式。我的经验是，广度系统的学习功能非常强，而深度系统则不然。”

阿瑟和荷兰德以前的学生史蒂芬尼亚·福莱斯特对这个问题做了许多探讨。福莱斯特现在在新墨西哥大学，是桑塔费研究所的常客。她告诉阿瑟，问题出在荷兰德的水桶队列算法上。这个算法能够对各种规则论功行赏。如果水桶队列算法能够倒过来奖励上几代规则，那等到倒溯到这些规则的鼻祖的时候，奖品已经所剩无几了。所以毫不奇怪，为什么浅显系统的学习功能较佳。确实，对水桶队列算法的提炼与改良已经成为分类者系统研究中最紧迫的一环了。

阿瑟说：“这些使我开始对分类者系统产生了怀疑。随着我对这个系统越来越熟悉，这个系统的弊端也就变得越来越明显了。然而，我越是仔细研究这个系统，就越是叹服其中所包含的思想：你的脑子里可以有许多相互矛盾的假设，这些假设可以相互竞争，因为这样你就不必把某种专家预先编入这个系统，我真的非常欣赏这个思想。我开始从与荷兰德略有不同的角度来构想他的系统。我把它们想成是普通的计算机程序，有许多模数和分支点，但其程序每次都要自己判断究竟该激活哪一个模数，而不是沿着固定的序列来激活这些模数。一旦当我开始把它们构想成是一种自我适应的计算机程序，我就感到顺畅得多了。我认为这正是荷兰德的成就之所在。”

他说，不管怎样，他们终于完成了股市模型的版本。沙金特对最初的设计提出了许多简化办法，对这个版本的出台给予了很大帮助。1989年春末，杜克大学物理学家里查德·派尔默也加入了进来，以他高超的编程技术大力支持了这个模型的出台。

同时，派尔默和荷兰德、阿瑟一样，也被这个模型深深吸引住了。他说：“这个模型关系到自我组织，这正是我深感兴趣的研究领域。大脑是怎样组成的？什么是自我意识的本质？生命是怎样自发产生的？我的脑子里一直盘旋着这些重大的问题。”

另外，他正在为自己已经花费了大量时间来从事的另外一个桑塔费研究项目感到焦虑不安。这个项目就是“双重喊价竞赛”模型，这是他和卡内奇麦伦大学的约翰·米勒和威斯康星大学的约翰·鲁斯特共同设计开发的。这个最终于1990年初举办的竞赛是在1987年9月第一次经济研讨会上构思的。这个模型在原理上与爱克斯罗德在10年前设计的模型非常类似。但这个模型不是重复运作“囚犯的两难境地”的游戏，而是包含了交易者对付像股票交易这样的商品市场的各种策略。是不是最好一开盘就叫价？是不是先别做声，等到最好的价格出现时再叫价？因为买卖双方在这样的市场上都是自发叫价的，所以这个系统就被称为“双重叫价”，而答案却是冥然不知的。

派尔默说，这个竞赛游戏应该非常有趣，对他和他的同事来说，为这个游戏编程当然也是一个很大的挑战。但这个模型中的作用者基本上是静态的。对他来说，这个竞赛游戏根本就没有阿瑟和荷兰德式模型的神奇魅力。在阿瑟和荷兰德式的模型中，你可以看到作用者越变越复杂，能够发展成为自己真正的经济生命。

派尔默从早春就开始以全副精力投入了股市模型的设计和开发。1989年5月，他和阿瑟完成了股市模型的初版。按照他们设计的意图，这个模型在开始时，其作用者完全愚昧无知，都是一些随意制定的规则，让它们自己学会如何叫价。他们发现，这些作用者就像他们预期的那样，学习进展神速。

他们观察到，这个系统每一次运行的结果都像见了鬼似地符合汤姆·沙金特的预言。阿瑟说：“在这个模型中，单股的股息是三美元，折扣率为百分之十，这样，股票的基价为三十美元。而股价真的就在三十美元上下浮动，证明了常规经济学理论的正确！”

阿瑟深感懊丧和烦恼。现在唯一可做的似乎是把沙金特从斯坦福大学叫回来，祝贺他的胜利。“但有一天早上我和里查德走进办公室，在我的苹果机上运作这个系统。我们一直在观察其运作，一边讨论着如何改进这个程序。我们注意到，每当价格达到三十四美元时，作用者就会买进。我们可以把这种情况图示化，情况似乎很异常。我们以为是这个模型出了错误。但当我们又苦苦思考了一个多小时以后，才认识到这个模型并没有错误，而是这些作用者发现了技术分析的原始形式。那就是，这些作用者开始相信，如果股价上涨到一定程度，就会继续看涨，那就买进。但当然，这种认识变成了一种自圆其说的预言：如果在股价达到三十四美元时有足够的作用者意欲购买，那就会造成股价继续看涨。”

而且，当股价跌到二十五美元时，就会发生正好相反的情况：作用者都会尽力卖出，这样就对股市看跌也形成了一个自圆其说的预言。这正是股市出现泡沫和崩盘的道理！阿瑟为之精神大振，就连平时最小心翼翼的派尔默都受到了他热情的感染。阿瑟说，这个结论在这个模型的最新的、更完整的版本中一再得到确认。但在 1989年5月的早晨他们就意识到他们成功了。

“我们马上意识到，我们已经从这个系统中窥见了突发特征的一线希望，看到了一线生命的曙光。”