无价值商品作为交换媒介一个基于主体的模拟途径(1)

无价值商品作为交换媒介：一个基于主体的模拟途径内容提要本文应用基于人工主体的计算途径理解和设计了无价值商品作为交换媒介的Kiyotaki和Wright（1989）货币搜索模型的实验室环境。在人类主体实验证据的基础上建模人工主体的行为规则。实验焦点在于在这个环境中“代币”商品所起的作用。与Duffy和Ochs（2000）相似，我们的结果对理论预测提供了一些支持，发现当交易降低主体的储存成本时，他们几乎总是愿意换取代币商品，而在理论预测主体会接受交易代币商品换取储存成本较高的商品的情况中，主体却经常拒绝接受。我们的实验进一步证实基于人工主体建模是一种对理解和设计人类主体实验有用的设计。关键词货币的Kiyotaki-Wright模型分类器系统基于主体计算经济代币一引言如古典经济学家和早期的新古典经济学家所强调的，交换媒介功能是货币的一项基本特性。经济中，使用交换媒介（货币）的交易是如何出现的呢？哪些商品可以担当交换媒介呢？对于这些问题，很难通过正式建模来解答。Kiyotaki和Wright（1989）为此提出了一个货币理论模型，在重复的“维克塞尔三角”假设下研究纳什均衡中三类理性主体的相互作用，并描述了某种价值储藏物担当交换媒介的条件。根据Kiyotaki和Wright（1989）提出的理论，担当交换媒介的商品是利用其内在价值还是利用政府法令声明赋予的价值并不重要，重要的是商品要耐用且储存成本不太高。某种商品可以内生地作为交换媒介或货币出现要取决于它们的内在特性和外在的信念。Kiyotaki-Wright模型的本质是Jevons（1875）所称的“缺乏需求相互一致”。在这样的环境中，个体不能直接用他们的生产品来换取可以为他们带来正效用的商品，因此个体必须在竞争的商品之间制定交易决策。主体的交易策略有两种：基本策略和投机策略。基本策略是单纯考虑降低储存成本的策略，而投机策略是主体为了以后可以更容易换得其消费品而在当前同意换取增加储存成本的商品的策略。与两种策略相对应得到了两种均衡：基本均衡和投机均衡。此外，模型的一个版本中还引入了法定货币，并得到了法定货币作为一般交换媒介循环的均衡。Kiyotaki和Wright（1989）只提供了Kiyotaki-Wright模型均衡特性的特征描述，而并没有尝试描述得到均衡的过程，或考虑一种或更多的商品是如何成为交换的一般媒介的。该环境中的行为进化吸引了许多研究者的注意，他们希望通过实验的证据对该模型的纳什均衡预期进行检测。目前所采用的实验方法主要有两种，一是使用有限的理性人工主体的群体——“基于主体计算途径”；一是通过具有支付人类主体的（“真实”主体）受控实验室实验。Brown（1996）首先借助人类主体进行了实验，主体大体上愿意利用商品作为交换媒介。对于某些参数设置来说，主体可以执行投机策略，但未得到对投机策略的普遍支持，没能实现由基本策略到投机策略的转变。之后，Duffy和Ochs（1999）考虑提供给主体整体规模的信息，发现主体对初始化方案和贴现因子的变化没有明显的反应，但对消费品效用的变化会产生反应，主体对投机策略的支持并不充分。接着，Duffy和Ochs（2000）又使用人类主体实验研究了Kiyotaki-Wright环境中“代币”商品所起的作用。在消费或生产中不具有内在价值的可储藏商品称之为“代币”。除了采用代币商品在纯策略纳什均衡中作为交换媒介的Kiyotaki-Wright（1989）模型的参数外，实验还引进了Aiyagari和Wallace（1992）提出的代币商品不是储存成本最低的商品的情况。结果发现，当交易降低主体的储存成本时，他们几乎总是愿意换取代币商品。而在理论预测主体会接受交易代币商品换取储存成本较高的商品的情况中，主体却经常拒绝接受。Marimon，McGrattan和Sargent（1990）则最先在带有人工智能主体的经济中模拟了货币担当交换媒介的过程及主体对其行为的学习。主体的行为由Holland分类器系统决定，每类主体拥有一个共同的分类器系统，实验通过穷举法和遗传算法两种方式添加规则。在其模拟的大多数经济中，即使主体开始于随机的规则，他们的交易和消费模式仍会收敛到稳态纳什均衡。在多重均衡的经济中，模型中只出现了储存成本较低的商品充当交换媒介的均衡。特别地，他们研究了引入储存成本为零的法定货币商品0的经济，在这种经济中，法定货币被普遍地接受，虽然没有主体能够从消费商品0中得到效用。Staudinger（1998）使用纯遗传算法检测了模型，发现如果商品储存成本的差异足够小的话，遗传算法也可以得到投机均衡。Basci（1999）则将模仿引入到学习的过程中，加速了收敛的过程，但当最优和次优的结果相接近时，有可能收敛到次优的情况。事实上，如我们所知，这两类实验方法在实验的设计上有很大的差异，例如，上面引用的所有基于主体研究都涉及比具有人类主体的受控实验室环境中更多的人工主体，这些基于主体环境运行了比人类主体实验可能的更多的期数。此外，所有基于主体模拟都考虑主体间直接或间接的交流（例如，经由遗传算法的使用来更新策略），而人类主体实验则不存在的一个特点。Duffy（2000）第一次将人工主体实验和人类主体实验联接起来。Duffy（2000）指出Duffy与Ochs（1999a）中报告的人类主体实验的某些特点，设计与人类主体实验环境相当相似的人工主体模型，并将二者的结果相比较。结果令人鼓舞，人类主体实验的结果大体上与人工主体模拟预测的结果相同。这里，我们基于Duffy和Ochs（2000），通过与其相似的人工主体实验室设计来模拟代币商品担当交换媒介的过程，并比较两个实验的结果，希望可以提供对人类主体实验结果的一些支持，进一步探索人类主体实验和人工主体实验的相关性。我们采纳了Duffy（2000）中对人类主体实验的某些特点的描述：主体不进行消费决策，只要有消费品就消费；主体总愿意换取其消费品；拥有同类商品的主体之间不进行消费。二Kiyotaki-Wright环境我们研究具有单一代币物的Kiyotaki和Wright（1989）货币理论模型。时间t是离散的并永远延续下去，每个时刻有三种不可分割的商品，商品3,2,1j。N个主体被平均分成三类，类型3,2,1。类主体只能从消费类商品中得到正效用，但其生产的商品j。所有商品储存都是有价的，但是主体在一个时刻只可以储存某种商品一单位，由于商品是不可分割的，所以一个时刻只有一种商品。储存成本按类型和商品而具体确定，我们令jc表示类主体储存商品j的成本。对所有，我们假设0123ccc。对于类主体，令U表示消费商品的即时效用，D表示生产商品j的即时负效用，)1,0(表示贴现因子（各类相同）。那么类主体的预期贴现终生效用是：])()()([0kckDjUttctIDtIUtIE其中，)(tIU是一个（随机）指示函数，如果主体消费了他的消费品，它就等于1，否则等于0；如果主体生产其生产品j，)(tID等于1，否则等于0；如果主体在t期末储存任意商品k，)(tIck等于1，否则等于0。我们设DUu表示消费加生产的净效用。在每个交易期开始时，所有N个主体以相同的概率随机两两配对。这种随机匹配技术在匹配时不考虑主体类型。只有配成对的主体才能够进行交易。然后，每个主体开始制定交易决策，决定是否用其当前持有的商品换取与其配对的主体所持有的商品。交易由配对的双方共同决定，没有拍卖者或其他外部权威人士强加任何安排。只有当双方都同意交易时交易才发生。因为商品是不可分割的，而且每个主体只能储存一单位商品，所以交换总是一对一进行的。在t时刻，如果类主体很幸运得到了他的消费品，他将消费它并生产一单位新的生产品。因此，每个类主体总是确切地拥有一单位商品以外的商品。通过时间路径)...]([...)(tptpj来描述潜在匹配分布的特征，其中)(tpj是类主体在t期持有商品j的比率。假设给定其他主体的策略和)(tp，每个主体通过选择交易策略来最大化扣除了生产成本和储存成本的消费净利的预期贴现效用。这里，我们采用Kiyotaki-Wright称之为模型A的情况，主体与其消费品和生产品的对应关系如表1。表1：主体与其消费品和生产品的对应关系主体消费品生产品112223331对于储存成本和净效用的所有参数值来说，模型只存在唯一的均衡。只是，对一些参数值来说，模型存在这种均衡，而对于其他的一些参数值来说，模型存在具有不同特性的其他均衡。一种均衡被作为基本均衡，因为与储存成本较高的商品相比主体总是偏好储存成本较低的商品，除非前者是他们自己的消费品，所以，当决定是否交易的时候，主体只需要看“基本的”储存成本和效用值。而另外的均衡当作投机均衡，因为主体有时以储存成本较低的商品换取储存成本较高的商品，不是他们希望消费它而是他们理性地预期这是最终换取他们想要消费的其他商品的最好方法，就是说，因为这种商品更适于销售。根据Kiyotaki和Wright（1989），在模型A中，对第2类和第3类主体来说，基本策略总是最佳的反应，而对于第1类主体来说，当且仅当121311213)(buppcc时，基本策略是最佳的。这个不等式说明储存商品3而不是商品2的成本超过商品3与商品2相比的相关市场能力转让的贴现效用收益，当且仅当均衡中第3类主体比第2类主体更有可能持有商品1时，条件成立。如果121311213)(buppcc，所有主体的基本策略不会组成均衡。第1类主体对这个情况中的基本策略的最佳反应是通过试图以商品2换取具有更高储存成本但有更大市场能力的商品3来投机，即得到了投机均衡。在此基础上，如Kiyotaki和Wright（1989），模型引入商品0作为代币物；没有主体需要消费它，因而它是无价值的，但其储存也有成本。商品0的供给是外生的，没有主体需要生产它。整体中储存商品0的比例是外生给定的常量，)1,0(m。整体其余部分m1储存有价值的商品。但是，我们假设对于各类主体来说四种商品储存成本是一致的，记为jc。同样的为了简便我们假设生产是无成本的，三类局中人从消费品中得到相同的效用3cu。交易中，如果类主体成功地换取了商品，他会立即消费该商品得到效用u，并生产一单位新的生产品1来储存，该期他成功交易换取其消费品的净效用为0jcu，其中1j。如果一个类局中人成功交易换取了某种商品j，那么他持有的商品受这个交易决策的影响而改变。如果交易没有达成一致，双方继续持有前期持有的商品。无论是后面两种情况中的哪种，每个局中人都负担自己在交易完成后所持有商品的储存成本，所以局中人该期的净效用都是jc，其中j是其期末持有的商品。由于没有主体生产或消费商品0，商品0也不被剔除，所以经济中商品0的总储备Nm不变，而其他商品的总储备会根据主体的配对及其交易决策而有所变化。（一）模型参数由于我们的焦点在于无价值商品作为交换媒介的使用，所以我们考虑了该商品储存成本的两种不同的情况。第一种情况是Kiyotaki和Wright（1989）所研究的。情况1：100cc在这种情况中，代币商品既是无成本的又是储存成本最低的商品。第二种情况是Aiyagari和Wallace（1992）提出的。情况2：2010ccc在这种情况中，商品0既不是无成本的，也不是储存成本最低的商品。我们研究的Kiyotaki-Wright（1989）模型的具体版本包含两种主要的参数设置，参数1和2，它们分别与情况1和2相一致。这两组参数在表2中给出。注意，只有第1组参数中的m值变化，此外第1组和第2组参数中储存成本jc、消费品效用值u和m的值都不同。这些参数变化对于确定本文中所测试的两种不同的静态纳什均衡是必需的。表2模型参数参数组0c1c2c3cum10149200.250,0.333,0.50021023241000.167（二）稳态行为我们的目标是确定主体是否采用与模型稳态预测相一致