陳平：我是如何從物理學轉向經濟學研究
【文/陳平】
我生於抗日戰爭後期，親歷重慶解放、“大躍進”、三年困難時期、“四清運動”和“文化大革命”，深感歷史潮流的非平衡發展趨勢。探討中國的復興之路，是我求學和探索過程中始終關注的問題。
我受華羅庚感召，於1962年進入北京中國科技大學物理系學習，深受前輩物理學家嚴濟慈、錢臨照的影響，不僅對相對論和量子力學的基本問題有濃厚興趣，也反覆思考近代中國落後於西方的歷史原因。
1973年，我在成昆鐵路當工人期間，業餘時間讀到普里戈金剛發表的論文“演化熱力學”，該文章成為跨越生物學和物理學的橋樑。出國留學後，我在1981年加入普里戈金領導的布魯塞爾奧斯汀學派，目標就是架起經濟學和物理學之間的橋樑。我們的工具是非線性動力學和非平衡態統計物理學，研究的起點是主流經濟學的“老大難”問題——分工機制和經濟週期。
我曾經問過我的博士生導師——比利時籍俄裔物理學家普里戈金，為什麼他對跨學科研究保持終身的興趣。他告訴我，他十月革命期間生於俄國，後隨家庭流亡西歐。飽經革命和戰亂的經歷讓他深感世界歷史是非均衡、不確定和不可逆的。
他的科學興趣在物理學，愛好在歷史和人類學。讓他迷惑的是，牛頓力學和量子力學都是時間對稱的（物理學對可逆過程的抽象表述），這和他觀察到的歷史相矛盾。時間箭頭的起源成為他終身思考的科學問題。普里戈金因為對物理和歷史不能取捨，就用物理學方法來研究歷史，開創了非平衡態物理學。
我自己的經歷和普里戈金產生了共鳴，我成為普里戈金二十餘年的學生與同事，有幸參與複雜系統科學的奠基，開拓經濟複雜性的新領域。
經過近半個世紀的努力，我們有能力解決西方主流的新古典經濟學留下的難題。我們認為數理經濟學走過的彎路，不是用了太多，而是用了太少的數學工具。方法論的原因是新古典經濟學的創始人由於時代的侷限，不理解物理系統的基本分類，他們企圖用封閉系統的靜態數學工具來分析開放系統的動態演化，得到許多似是而非的結果。
經濟是高度不平衡的耗散系統，有顯著的生命節律和代謝週期。計量經濟學用噪聲驅動和布朗運動來刻畫市場經濟“看不見的手”，就不可能理解持續的經濟波動和金融危機。目前對讀者來説陌生的經濟複雜性，將成為後危機時代經濟學的常識。
新古典經濟學的創始人多是應用數學家和統計學家，他們受實證主義哲學的影響，不關心數理模型的現實性和理論基礎。我是從事實驗物理和理論物理研究的物理學家，深感理論和實驗相結合的重要。科學範式變革的起點是觀察“反常”的經驗現象和提出基礎性的理論問題。
“文化大革命”開始時，我是北京中國科技大學物理系四年級的學生。我對經濟問題的興趣來自1967年春季對太原重機廠做的一次田野調查，重新發現亞當·斯密在《國富論》第一篇第三章的主題：“分工受市場規模的限制”。
當時我注意到，第一個五年計劃期間從蘇聯引進的現代企業長期虧損，生產能力達不到設計水平的原因，是國內市場狹小。因為中國經濟在西方封鎖的條件下，無法利用國際市場來實現重工業的規模經濟。令我驚奇的是，政治經濟學和新古典經濟學都不強調規模經濟在工業化過程中，具有“創造性毀滅”的核心地位。
1967年我被分配到四川成都鐵路局，在成昆鐵路眉山電務段當了五年工人。我的自號“眉山劍客”，説明我經濟學研究的靈感，不是源於教科書，而是來自鐵路工人的經驗觀察，以及學派交鋒中產生的問題意識。鐵路網絡的連續安全運作，既要求集中的計劃性，也需要橫向的大協作，不可能只靠價格機制這隻“看不見的手”來協調跨時空的分工。經濟學的理性人理論和經濟的複雜現實比，還處在工業革命前的小農經濟加手工作坊時代。
我在勞動之餘，除了保持對理論物理的興趣，還系統比較了中國和西方的科學技術史、科技政策史和經濟發展史。李約瑟問題（即近代科學和資本主義為何起源於西歐而非中國）引起了我的注意。
啓蒙運動家通常把近代中國的落後歸於中國的重農抑商政策和儒家文化。1973年我讀到《今日物理》雜誌上普里戈金的論文“演化熱力學”，立刻產生新的思路。
普里戈金注意到熱力學和生物學的演化趨勢是矛盾的。熱力學預言孤立系統的熵只會增加，系統趨向均衡的結果是無差異的“熱寂”。達爾文觀察到生物演化的趨勢是多樣和複雜的，這種非均衡的現象只存在於開放的熱力學系統。開放系統中生命結構維持的前提是維持耗散的能量流、物質流和信息流。這和新古典經濟學均衡論的世界觀完全不同。
開放競爭的不同模式成為我的歷史比較研究的新方向：從研究戰爭類型開始，進入分工模式類型的研究。我發現資源環境制約了技術經濟的選擇，後者又對文化和制度的演化產生定向的影響。出國後，我才知道我在國內的獨立思考和西方文化人類學的思路更為接近。
我把非平衡態物理學的研究系統用於經濟研究，始於1981年到美國得克薩斯大學奧斯汀分校物理系做研究生，跟非平衡態物理學的奠基人普里戈金研究非平衡態統計物理學。我對經濟複雜性的興趣從生態系統的演化動力學開始，1984年起轉為探索經濟混沌。
我的第一個課題是推廣布魯塞爾學派的螞蟻分工模型，試圖引入經濟的分工演化，基礎是理論生態學的物種競爭模型。
為了解釋中國農業精耕細作和西歐農業規模經濟所需的人口—資源前提，我把文化因素引入學習策略的選擇。在1987年關於分工起源和社會分化的論文中，我用中西、美日不同的學習競爭策略，來解釋大國興衰的多種規律，引起系統工程學派的注意。
金融危機後中國崛起的機制給西方主流經濟學帶來困惑。我在2012年國際熊彼特會議上，把1987年的學習競爭模型改名為“代謝增長論”，該模型與主流經濟學的外生和內生增長論比較，更能解釋文明興衰的生態經濟學機制，得到西方演化經濟學派的重視。
要理解多元文明演化分岔的非平衡機制，皮亞傑的認知心理學、史學的年鑑學派、社會學的世界體系、文化人類學的文化唯物論，都對我們的工作產生了有益的啓示。非線性動力學的數學表象和人文的歷史觀察可以相互參照。
中國道路的崛起引發了對西方中心論的質疑。我們提出的一般斯密定理，即系統穩定性和複雜性之間的此消彼長關係，不僅可以解釋文明演化的多樣性，也有助於理解毛澤東“農村包圍城市”的非均衡發展模式以及鄧小平開放競爭的混合經濟模式，突破了馬克思的歷史唯物主義和列寧國有托拉斯的指令經濟模式。
我在1984—1987年間做的第二個課題是搜尋經濟混沌的經驗和理論證據。
非線性動力學方程從兩個邊緣學科發現混沌解：氣象學的非線性微分方程組和生態學的非線性差分方程。“決定論混沌”是數學家取的名字，用來刻畫非線性決定論方程在某些條件下產生的不穩定的紊亂軌跡。物理學的另一術語是“奇怪吸引子”，奇怪之處在於數學解的測度維度是分數而非整數。
最初物理學家沒有注意混沌的發現，一度認為混沌只是計算機的數字解，缺乏物理意義。1984年普里戈金的弟子尼科里斯夫婦在從深海岩心提取的温度數據中，發現氣象吸引子的經驗證據，使普里戈金的態度立即發生了轉變。他建議我尋找經濟混沌的證據。我當即放下即將答辯的分工演化的課題，從頭開始研究經濟數據。我發現經濟混沌顯示的關鍵在於是否存在經濟觀察的優越參照系，也就是要解決宏觀經濟觀察的哥白尼問題和開普勒問題。
我在1988年發表的“貨幣指數”一文中提出的經濟混沌的經驗證據和理論模型，否定了貨幣學派的外生貨幣理論，支持了奧地利學派的內生貨幣理論，引起了薩繆爾森對經濟混沌的興趣。
經濟學家保羅·薩繆爾森（資料圖）
經濟週期的專家扎諾維奇來訪時介紹我試用真實經濟週期學派（RBC）使用的馮·諾依曼原創的HP濾波器，極大改善了經濟週期和增長趨勢分離的結果。
信號處理專家錢世鍔發展的時頻分析，整合了量子力學的維格納變換和量子光學的伽伯小波，最終解決了小波和噪聲的分離方法，使我們得以在1996年得到金融和宏觀指數中廣泛存在色混沌（具有特徵頻率的非線性振盪）的經驗證據，修正了以白噪聲理論為依據的有效市場假説。
經濟複雜性研究的結果顯示，非穩態的經濟現象遠比穩態的物理實驗複雜。研究非線性、非穩態、非均衡的經濟動力學，需要引入新的數學工具，其結果拓展了新古典經濟學以線性、穩態、均衡解為基礎的計量模型。對西方經濟數據的分析證明，熊彼特的創新演化經濟學，把生物學的視角引入經濟分析，比新古典經濟學的還原論和機械論更接近工業經濟的現實。
社會科學與自然科學不同，單靠數理方法的進步，難以改變社會科學的思維範式。和複雜科學在自然科學中的進展相比，經濟複雜性研究面臨的來自主流範式的阻力要大得多。
為理解主流經濟學家敵視經濟混沌的思想基礎，我從1997年開始，用非平衡態統計力學的方法，系統檢驗新古典經濟學的基礎模型，得到了意想不到的結果。我在1999年發現計量經濟學的弗裏希噪聲驅動週期模型是永動機模型，該模型理論上不成立，歷史上也從未正式發表，是諾獎史上的一大怪事。盧卡斯用以挑戰凱恩斯宏觀經濟學的微觀基礎模型，無力解釋宏觀指數的大幅漲落；宏觀經濟週期的根源是中觀的金融中介，不是微觀的家庭或企業。
我們又在2005年發現期權定價的基礎模型布朗運動不適合刻畫持續的金融市場，因為其本質是單體模型，隨時間發散。現實的金融市場既不是有效的，也不是脆弱的。我的學生唐毅南發現用羣體的生滅過程可以統一刻畫平靜與危機的金融市場，包括期權定價和金融危機。2006年我實地考察和對比調查了中國與東歐的轉型經濟，發現價格調整的難題不在於信息不對稱和交易成本，而在於不同產業有不同的生命週期，導致宏觀協調的不確定性極為複雜。
微觀經濟學的阿羅德布魯模型假設產品週期無窮長，價格調整速度無窮快，結果產生了誤導東歐轉型的“休克療法”，使價格自由化政策瓦解了蘇東已有的分工體系，造成嚴重的轉型蕭條。中國經濟的改革採用“摸着石頭過河”的辦法來應對體制轉型過程中的複雜性和不確定性，價格改革的雙軌制給不同產業的結構調整創造了開放競爭下的學習時空，兼顧了技術代謝的創新和宏觀經濟的穩定。
2008年發源於美國的金融危機推動了世界經濟學界的新思維運動，中國經濟的崛起強化了多元文明歷史觀的發展。薩繆爾森早在1995年對筆者工作的評價信中就曾預言，我們的工作可能成為新的理論範式，能否取代主流理論有待未來檢驗。
我們在跨學科的國際交流中意識到，生態學發現的小波模型可以統一刻畫微觀、中觀、宏觀和史觀經濟學，包括不同時間尺度上的技術更新和體制演變。複雜演化經濟學的生機論和系統論，可以大大拓展新古典經濟學以個體原子為基礎的世界觀。新古典經濟學可觀察的均衡模型可以被看作對經濟運動的短期近似。
陳平著，《代謝增長論》，北京大學出版社，想入手請點這裏
更多精彩內容請點擊觀察員·大參考：
