Nature Physics：经济学中的系统韧性

导语

在全球气候突变以及疫情持续不断的大变局时代，如何提高我们经济系统的韧性，以应对各种事件的冲击，变得越来越紧迫和重要。这篇文章提出了一个框架，用于理解支撑经济韧性的因素，并确定了实施该框架的基本工具。这个框架提出需要通过设计和干预来赋予经济系统韧性，前者促进经济中的内生重组，后者包括外生措施，如救助、储备和建立缓冲区。作者将这些想法与物理学中的类似概念联系起来，比如当一个系统处于动态和非平衡状态时，会出现丰富而非微妙的现象学。作者提出，对我们经济体系的基本结构进行更细致入微的理解可能会推动更开明的政策决策，从而促进韧性的提高，并从长远来看产生更好的结果。

研究领域：复杂经济学，统计物理，非线性动力学

William Hynes, Benjamin D. Trump, Alan Kirman, Andrew Haldane & Igor Linkov | 作者

刘志航 | 译者

邓一雪 | 编辑

论文题目：

Systemic resilience in economics

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41567-022-01581-4

2021年诺贝尔物理学奖被授予两位气候学家克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）和真锅淑郎（Syukuro Manabe）以及一位物理学家乔治·帕里西（Giorgio Parisi），向所有关心复杂系统的人发出了一个重要信息。我们应该把社会经济系统看作是整个地球系统的一部分，在这个系统中，异构的元素相互作用，并涌现出整体现象，这些现象甚至无法通过对系统中孤立的数百万个单独元素的最详细的了解来预测。

这似乎表明，我们无法精确描述这种复杂系统运行的整体动力学。然而，我们还是希望识别出一些模式，即使不能精确预测系统在任何时间点的状态。物理学家往往最熟悉菲利普·安德森（Philip Anderson）在其1972年题为“多者异也（More is different）”[1]的著名文章中提出的关于涌现的论点，但这一概念在经济学领域也得到了探讨[2]——弗里德里希·哈耶克（Friedrich Hayek）也许最简洁地表达了这种观点，他认为[3] “经济学中没有规律，只有模式（there are no laws in economics, just patterns）”。

图1. 天气预测模型 | 来源: https://insidehpc.com/2015/10/wrf-microphysics-optimization/

尽管如此，仅基于确定性模型对此类复杂系统的行为做出看似精确的预测的想法，却已经在许多学科中流行起来。在经济学中，人们坚持认为系统结构中的每个缺陷都可以得到独立解决。在构建经济体系抵御冲击的能力时，这个问题尤其紧迫，因为我们的集体福祉取决于这一观点是否有效。

1. 两种互补的方法

正如我们在过去两年中所看到的，新冠疫情暴露了全球系统的不堪一击以及全球人口赖以生存的许多系统的脆弱性[4]。为了应对该大流行病可能对公共卫生系统造成的影响，许多社会经济活动被管控或禁止，一些部门在 2020 年受到全面限制。

经济复苏一直并将持续受到财政政策和中央银行活动的严重影响。关于经济能否恢复“正常”或实现结构转型以更好地面对现有和未来的挑战（包括气候变化和结构性不平等）的讨论，对基本政策辩论至关重要。

我们提出的概念性答案是为了加强我们经济中的系统韧性，即一个系统预测、吸收、恢复和适应各种系统性威胁的能力（以下简称“系统韧性（systemic resilience）”[4]）。构建系统韧性的过程是为了实现经济产出以及人类和环境健康相关的多种目标[5]。

但是，系统性韧性是如何产生的？从根本上说，这些过程是以两种不同但又相互关联的方式组织的。首先，系统韧性的能力可能是由保护系统免受外来冲击的需求所驱动的；也就是说，源自系统之外的冲击。资源可以在实体之间使用和转移，通过干预措施，如建立库存，将资源转移给人们，救助公司或建立适当的基础设施。这可以看作在系统中有限的部分保护自己，以防止系统中其他部分出现问题。另一种方法以一个更广泛的视角看待整个系统，并认识到它将随着时间的推移而自我演变和修正，适当的政策将引导或影响这一过程，以实现我们的预期目标。这意味着我们需要制定政策，通过设计，引导系统自组织，以实现所需的目标。

然而，到目前为止，围绕经济复苏的辩论主要集中在通过干预来实现韧性，通过政府的刺激措施来实现可观的资本外流，例如那些为了保持金融流动性和支持受威胁的经济部门的干预措施。这种干预措施可能会给国家和国际经济健康带来相当大的持久利益，但它们有两个局限性：干预的成本可能会超过政治或市场的能力或意愿来维持所产生的债务；干预政策的成功取决于无可挑剔的时机以及对何时何地进行干预的精确识别。后者尤其令人担忧，因为错误的金融干预可能会产生不良的刺激性后果，甚至抑制就业创造、部门增长以及国际贸易的长期可持续性。

当我们试图对一个复杂系统的一个组成部分采取行动并加以改善时，往往会对系统的其他部分产生意想不到的后果。尽管经济很重要，但它只是我们所处的整个系统中的一个部分。因此，有效的大流行病恢复的前提是不仅要促进经济的系统韧性，而且还要看我们如何能够促进基本的子系统和相连的人类以及环境系统的系统韧性。在这方面，同样重要的是，要在系统韧性通过设计赋予韧性（resilience by design, RBD）和通过干预赋予韧性（resilience by intervention, RBI）[6, 7] 之间找到适当和可实现的平衡。表 1 区分了这两类韧性的特点。

表 1 RBD 和 RBI 的活动、目标、成本和关注点

2. 经济系统在均衡状态下的效率

经济学家倾向于在“均衡（equilibrium）”思维的基础上对宏观经济进行概念化，即在受到干扰后，系统最终会恢复到之前的相对稳定状态[8]。福利经济学的一个基本定理表明，经济系统在均衡状态下是“有效的（efficient）”，但人们假设有一只“看不见的手”（通常被解释为“市场”）将经济或市场带到均衡状态。

然而，这是物理学中广泛讨论的一个问题的核心--失衡状态和收敛。不幸的是，经济学家一直无法证明，即使在最简单的模型中，从失衡状态开始，一个市场或一个经济体，即使消除了阻力，会如何自组织到这样一个有效状态。20世纪70年代，随着 Sonnenschein[9]、Mantel[10] 和Debreu[11] 得出不可能的结果，这方面的努力停滞不前，人们的反应是简单地假设经济处于均衡状态，并提出能使经济更像理想化模型的政策。

经济学家们声称通过加强竞争和灵活性的政策可以促进这一目标。效率和全球经济在过去一百年中相对平稳的增长 [12] 被认为是这些政策成功的证明。从 80 年代中期开始，经济合作与发展组织的成员国似乎经历了有限的波动，这促使 一些人呼吁“经济历史的结束”[13]。这加强了基于以下观点的理论：经济正沿着一条稳定的道路发展，只有在技术、人口和“社会”发生变化的情况下才会出现偏差。

在经济系统的背景下，系统韧性是一个新的论述，但有限的研究已经分析了低水平的市场扰动如何升级为对整体部门的破坏[7, 14]；因此，外生的冲击仍然是经济随机演变的原因，但它们发生在微观层面，并被系统所放大。另一种观点是，经济表现出内生的动态，即使系统中不存在噪音，也会导致产出的波动。

经济可以被认为是一个由相互关联的机构和市场组成的系统，它不断地自我修正，但最终却不可避免地达到一个临界状态（即小的扰动会对整体产生大的影响）。这可能会导致连带效应，例如更广泛的不稳定模式，阻碍了资本流动。这就是通常被定义为“自组织临界性”的现象，是更广泛的临界现象和相变现象的一部分。这个术语是由 Bak 等人 [15] 和 Scheinkman 以及Woodford [16] 引入经济学的。同样，这里重要的一点是，可能发生的临界状态是罕见的，但有关系统倾向于以这样一种方式进行自组织，使其收敛到这些临界状态。Guzman 和 Stiglitz [17] 沿着这一思路，提出了一个“动态非平衡”的宏观框架，其前提是“要理解长期衰退，一个更好的方法是想象一下经济正在经历一场以不确定性为特征的持续演变，在这种演变中，人们不断地了解经济体系。”在这方面，学习是一种适应性行为，它既是外生的，也是内生的，由干预和设计产生。

3. 融合系统韧性的设计

在大萧条（1929-1930年代）、金融危机（2007-2009年）以及迄今为止的新冠疫情危机（2019年至今）期间，局部的扰动就像是催化剂，在全球范围内以及在日常生活的许多方面引发了系统性破坏的多米诺骨牌效应。原本的个别问题导致了系统性的崩溃。在每个事件发生之初，对金融支持的需求成为一个共同的问题，将各种被破坏的系统联系在一起——从制造业和工业到就业、健康、教育和其他。

图2. 经济复杂性地图，中国 2020 年出口产品空间网络 | https://atlas.cid.harvard.edu/

当政府分配大量资本来保护从家庭抵押贷款到工资和劳动力、食品和公用事业援助以及其他各种核心必需品时，其目的是通过赋予足够的资源来帮助一个受冲击的系统，不仅要避免系统崩溃，而且要刺激更强劲的复苏——这些都是通过干预赋予系统韧性（RBI）的例子，在未来的危机中肯定会需要 RBI。

然而，为了使 RBI 有效，未来的经济体系必须纳入系统韧性设计（RBD）。以促进其围绕中断后恢复的自组织的方式构建系统，最终将使金融系统更好地定位，以尽量减少重建受影响系统所需的资源，并同时产生更大的系统稳定性。

如果全球社会要在未来几年努力实现系统韧性设计，金融系统的核心利益相关者必须引领潮流。2015 年，由容克、图斯克、迪塞尔布洛姆、德拉吉和舒尔茨等“五位总统”撰写的“完成欧洲经济和货币联盟（Completing Europe’s Economic and Monetary Union）”报告 [18] 呼吁开展具有约束力的融合进程，以建立更具韧性的经济结构。该论点的实质是，具有“更好”结构的经济体能够更好地抵御冲击。对韧性的呼吁实际上是在呼吁使经济更加“有效和灵活”。同时，20 国集团成员同意实施一系列措施，以加强各自经济体的系统韧性。

这包括促进劳动力的有效再分配，促进劳动力市场的包容性和设计有效的社会保障体系；促进生产力增长和创业精神；对公共财政进行审慎管理；以及减少交易和信息系统的脆弱性。在金融方面，它包括利用资本流动的好处；加强对跨境风险的监测和监督；解决过度的外部不平衡；以及促进经济政策的国际合作。Sondermann [19] 声称，那些促进了这些发展的经济体事实上比那些结构薄弱的经济体更能经受住冲击。他特别指出，劳动力市场的僵化、产品市场的有限竞争、过时的商业模式条件和政府服务的质量，是缓解冲击的主要障碍。所有这些都表明，人们仍然相信，消除对系统中的个人和组成部分的行动自由的障碍会自动增强其功能。

然而，矛盾的是，这是在一场重大的金融危机之后发生的，而这场危机在很大程度上是由使金融市场变得更少的限制和更灵活的举措造成的。经济学家普遍认为要促进经济系统的发展，就要逐步消除系统中的制约因素，消除那些被认为是导致“市场失灵”的 “阻力”或“不完善”的部分。但是理论和最近的证据都与这种建议背道而驰，并表明 G20 提到的措施实际上削弱了韧性。

请看两个例子。第一个是关于劳动力市场。在这种情况下，工人是独立的承包商，他们被那些需要他们服务的人支付报酬来承担任务，这种经济一直在稳步发展。在许多国家，失业保护、医疗保障和其他福利并不适用于这些工人。这使得市场极为灵活，但却使相当一部分劳动力的收入不稳定，而且很少或没有机会获得金融服务。正如 Weil [20] 所认为的，其结果是工资下降，福利减少，健康和安全条件不足，整个社会的收入不平等现象不断扩大。这不是韧性的证据，韧性涉及保护一个系统的所有组成部分，而不是某个特定阶层的个人。事实上，一些国家的反应是将这些工人归类为雇员，并让他们重新使用他们已经逐渐失去的设施和公共物品。谨慎的做法是，在试图以效率的名义消除这些限制因素之前，需要先了解这些因素是如何以及为什么出现。

第二个例子是金融市场，它们的传统作用是将那些希望投资的人的钱引向最有收益的企业生产活动。诸如股票市场指数等指标被认为可以衡量经济发展的宏观状况。生产力最强、利润最高的企业的股票价格会上升，而表现较差企业的股票价格会停滞或下降。然而，我们观察到的情况并非如此。正如 Shiller [21] 在他关于“非理性繁荣”的书中所指出的，金融市场指数已经越来越脱离“实体经济”的表现。股市在大流行期间蓬勃发展的事实并不意味着大多数人都可以从这种虚假繁荣中受益。

4. 应用最好的科学和经济学

物理学为通过设计赋予韧性的必要性提供了证据。系统韧性是复杂系统中反复出现的主题：如果没有恢复和适应破坏的结构和物质能力，那么在一定时期内，系统很可能发生崩溃。物理世界从根本上说是动态演变的，系统不断变化并适应不断变化的激励和约束。物理学定律通过动态过渡来追踪能量和物质的守恒，干预措施受到这些定律的制约。而在经济学中，考虑因素通常是静态的，金融干预往往不受任何物理现实的制约（疫情期间尤为明显）。

经济系统在网络结构中与一系列其他系统互动。新冠疫情危机是一个说明系统如何相互改变的例子。2020 年的卫生危机因 2008 年的金融危机而变得更加严重，或者更准确地说，紧缩政策使许多卫生系统没有基本的资源，如应对突然激增的病人数量所需的防护服 [7]。随着政府下令隔离和自我隔离后社会经济活动的减弱，系统性的破坏超出了公共卫生领域，蔓延到经济和金融领域，甚至是各个国家和地区更广泛的政治系统。这种单一的破坏所引发的功能性衰退需要强有力的恢复，以尽量减少广泛甚至永久的多系统损失，但确保经济系统的恢复将不足以帮助解决一系列因新冠疫情机而加剧的现有问题。

韧性始于对个人的理解，以及经济体在冲击后试图重新分配资源的方式如何影响工人和公民。世界卫生组织的数据显示，由于封控、隔离和失去工作，疫情已经引发了人们高度的压力和焦虑。药物和酒精滥用以及基于性别的暴力随着失业和封控而上升。心理韧性是吸收和适应社会和经济冲击的关键。麦肯锡的一份报告证实了如何投资于公共卫生以加速 2019 年后的经济复苏 [22]，而史密斯等人 [23] 指出，投资于心理健康和技能对于 2019 年后的经济复苏和长期经济韧性至关重要。

回到气候变化及其社会经济后果的问题上，我们必须关注整个系统。尽管我们看到全球变暖对系统的各个组成部分和世界不同地区的人类活动的影响，但不能孤立地对待这些。今年的诺贝尔物理学奖得主的工作强调了整个系统环环相扣的结构的影响。忽视气候系统的改变对全球不同地区的影响，以及由此产生的对这些地区人口的巨大影响，解释了为什么经济学家对相关损失的估计比气候科学家的估计低得多。长时间的热浪和干旱带来的洪水，以及因食物短缺而导致的移民，都是整个系统正在发生变化的例子。尽管对这些变化的后果进行精确预测是不可能的，但还是出现了某些模式，可以用来指导干预措施，以提高社会经济系统的韧性。

经济学家用来评估诸如气候变暖等现象成本的模型，最大弱点也许是低估了我们系统各组成部分的相互依赖性，以及它们所形成的网络。正如我们中的一个人在金融危机期间所说的那样 [24]：“电网的瘫痪、生态系统的退化、流行病的蔓延和金融系统的崩溃，每一个都是同一网络图谱中的不同分支”。最近的事件更加说明了强调我们系统网络结构的必要性。

5. 结论

那么，如何使这样一套相互依存的网络具有更强的系统韧性？对于系统自组织到临界状态的倾向所导致的内生振荡，以及来那些我们只能有限控制或无法控制的外生冲击，通过设计赋予系统韧性和通过干预赋予系统韧性必须同时进行，利用韧性分析来推动设计的实施，并评估效率/韧性的权衡。韧性分析可以用来对网络和系统的复杂性和相互依赖性进行压力测试，以评估必要的纠正措施、法规和政策，防止关键功能在中断后退化。

通过设计赋予系统韧性和通过干预赋予系统韧性，如果实施得当，可以使内部和外部行为者在不影响长期效率或其他经济目标的情况下，将韧性纳入经济系统 [25]。但这将意味着改变目光短浅的固定模式，即在短期内最大限度地利用金融体系的各个部分，更好地理解金融体系内部基本环节的结构，并利用金融体系的自组织能力，使其更具韧性。

参考文献

1. Anderson, P. W. More is different. Science177, 393–396 (1972).

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3. Kirman, A. in OECD Complexity and Policymaking (OECD, 2016).

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5. Trump, B. T., Hynes, W. & Linkov, I. Combine efficiency and resilience in post-COVID societies. Nature588, 220 (2020).

6. Linkov,  I., Trump, B. D., Golan, M. & Keisler, J. Enhancing resilience in  post-COVID societies: by design or by intervention? Environ. Sci. Technol.55, 4202–4204 (2021).

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9. Sonnenschein, H. Market excess demand functions. Econometrica40, 549–563 (1972).

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15. Bak,  P., Chen, K., Scheinkman, J. & Woodford, M. Aggregate fluctuations  from independent sectoral shocks: self-organized criticality in a model  of production and inventory dynamics. Ric. Econ.47, 3–30 (1993).

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17. Guzman, M. & Stiglitz, J. E. Towards a Dynamic Disequilibrium Theory with Randomness Working Paper No. w27453 (NBER, 2020).

18. Juncker, J.-C., Tusk, D., Dijsselbloem, J., Draghi, M. & Schulz, M. The Five Presidents’ Report: Completing Europe’s Economic and Monetary Union (European Commission, 2015); https://ec.europa.eu/info/publications/five-presidents-report-completing-europes-economic-and-monetary-union_en

19. Sondermann, D. Towards more resilient economies: the role of well-functioning economic structures. J. Policy Model.40, 97–117 (2018).

20. Weil, D. The Fissured Workplace (Harvard Univ. Press, 2017).

21. Shiller, R. Irrational Exuberance (Princeton Univ. Press, 2000).

22. Pfeffer, J. & Williams, L. Mental health in the workplace: the coming revolution. McKinsey Quarterly (8 December 2020); https://www.mckinsey.com/industries/healthcare-systems-and-services/our-insights/mental-health-in-the-workplace-the-coming-revolution

23. Smith, E. et al. A brain capital grand strategy: toward economic re-imagination. Mol. Psychiatr.26, 3–22 (2021).

24. Haldane, A. Rethinking the Financial Network (2009).

25. Hynes,  W., Trump, B., Love, P. & Linkov, I. Bouncing forward: a resilience  approach to dealing with COVID-19 and future systemic shocks. Environ. Syst. Decis.25, 1–11 (2020).

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