« Senaste Edge | Main | Halvfullt eller halvtomt? »

augusti 26, 2003

Brian Arthur: Lock-in och El Farol

I Growing Artificial Societies - recension skrev jag lite om kritik av traditionella ekonomisk teorier. En av de personer som alltid dyker upp i sådana diskussioner är Brian Arthur. Han nämns i flera böcker om komplexa nätverk och komplexitetsteori, så jag beslöt mig att kolla in lite mer vad han skrivit.


Det jag läst är ett fåtal dokument, vilket kanske kan vara en bra introduktion även för andra. Arthur har skrivit en andra saker, men just nu ville jag bara ha en lite mer övergripande syn. Anledningen till att det blev just dessa dokument får tillskrivas olika delar slumpen, googles PageRank samt medvetetet planerande.

Första kapitlet i Complexity: The Emerging Science at the Edge of Order and Chaos av Mitchell Waldrop handlar i stort sett endast om Brian Arthur. Här beskrivs hur Arthur var väldigt otillfredsställd med de förhärskande ekonomiska teorierna och hur han vände sig till biologin (främst molekylärbiologin) och fysiken, speciellt teorierna om icke-linjära system, för att få inspiration. Teorierna om lock-in beskrivs övergripande.

Många av de fenomen, speciellt i de högteknologiska branscherna, som Arthur skriver om i sina "lock-in"-dokument är i enlighet med maximen "åt den som har ska vara givet", dvs att den som redan är rik blir rikare. En svensk biblisk förklaring till detta uttryck finns här.

Teorin om lock-in innebär att en teknik som är tekniskt underlägsen kan, ofta av rena tillfälligheter, börja med en liten ledning över konkurrenterna, för att sedan ta över ("lock-in") hela eller stora delar av marknaden.


Positive Feedbacks in the Economy (PDF) publicerad i Scientific American, Feb. 1990.
Detta är en populärt hållen och läsvärd artikel om Arthurs "lock-in"-tankar som betonar den positiva (förstärkande) feedback, increasing returns, som finns i världen, till skillnad från den negativa (förminskande, neutraliserande) feedbacken, diminishing returns, som traditionella ekonomiska teorier bygger på.
Artikeln är mycket läsbar och har flera exempel, t.ex. varför VHS vann striden över Beta Max, QWERTY-tangentbordet etc. "Åt den som har ska vara givet".

Naturligtvis bör man här även göra en koppling till vad systemdynamikerna har sagt rätt länge.


Competing Technologies, Increasing Returns and Lock-in by Historical Events (PDF)
Detta är ett betydligt mer tekniskt paper än 'Positive Feedbacks in the Economy', där "tekniken" består av en sannolikhetsteoretisk diskussion. Den är snårigt här och där, men eftersom det är ett av de berömda papers som "alla" refererar till, är det bra att ha läst det.

Notera att jag hade problem att skriva ut de sista sidorna. Vad som saknas är - troligen - delar av Appendix och en litteraturförteckning.


Inductive Reasoning and Bounded Rationality (The El Farol Problem).
(Finns som PDF-dokument här.)
Detta paper är inte direkt kopplat till locked-in-teorin, men eftersom jag har läst om El Farol-problemet på ett flertal ställen var det lika bra att läsa även detta.

Här beskriver Arthur hur ekonomer bör tänka i sitt teoretiserande: i stället för att anta rationella "deduktiva" agenter (individer), ska man skapa teorier som handlar om induktiva agenter som endast har ofullständig (lokal) information om ett problem.

Han visar genom ett enkelt problem, El Farol-problemet, hur sådana resonemang kan göras. Det beskrivs på följande sätt:

Consider now a problem I will construct to illustrate inductive reasoning and how it might be modeled. N people decide independently each week whether to go to a bar that offers entertainment on a certain night. For concreteness, let us set N at 100. Space is limited, and the evening is enjoyable if things are not too crowded--specifically, if fewer than 60% of the possible 100 are present. There is no way to tell the numbers coming for sure in advance, therefore a person or agent: goes--deems it worth going--if he expects fewer than 60 to show up, or stays home if he expects more than 60 to go. (There is no need that utility differ much above and below 60.) Choices are unaffected by previous visits; there is no collusion or prior communication among the agents; and the only information available is the numbers who came in past weeks. (The problem was inspired by the bar El Farol in Santa Fe which offers Irish music on Thursday nights; but the reader may recognize it as applying to noontime lunch-room crowding, and to other coordination problems with limits to desired coordination.) Of interest is the dynamics of the numbers attending from week to week.

Notice two interesting features of this problem. First, if there were an obvious model that all agents could use to forecast attendance and base their decisions on, then a deductive solution would be possible. But this is not the case here. Given the numbers attending in the recent past, a large number of expectational models might be reasonable and defensible. Thus, not knowing which model other agents might choose, a reference agent cannot choose his in a well-defined way. There is no deductively rational solution--no "correct" expectational model. From the agents' viewpoint, the problem is ill-defined and they are propelled into a world of induction. Second, and diabolically, any commonalty of expectations gets broken up: If all believe few will go, all will go. But this would invalidate that belief. Similarly, if all believe most will go, nobody will go, invalidating that belief. Expectations will be forced to differ.

Diskussionerna som sedan följer är, intressant nog, snarlika de diskussioner som Thomas Schelling gör (1978) i sin Micromotives and Macrobehavior. Schellings bok är full av sådana exempel och (matematiskt enkla) diskussioner kring dem. Se även min anteckning Matematiska och statistiska "självklarheter" för lite mer om Schellings bok. (Jag vet dock inte om det fanns någon direkt påverkan mellan Schelling och Arthur.)

Papret är lätt att följa även om det är, liksom med Schelling, en hel del tal-swischande.

Det som skiljer Brian Arthurs paper från Schellings bok är att Arthur, som jag ser det, sätter en något annan ram kring diskussionerna, främst genom att han diskuterar något mer utifrån en komplexitetsteoretiskt perspektive (komplexa adaptiva system), t.ex. nämner han genetisk programmering, men även att han diskuterar ur ett mer teoretiskt perspektiv än vad Schelling gör i boken.

Möjligen finns det mycket mer av El-Farol-liknande diskussioner i senare papers av Brian Arthur, men de har jag alltså inte läst.


[En aside:
Ett annat känt bar-exempel finns i filmen A Beautiful Mind, där det visas hur John Nash kommer fram till den spelteori-teori som gav honom Nobel-priset 1994. Enligt kommentatorspåret är det dock en fantasiprodukt för att visa principen bakom teorin.]


The Pretext Interview: W. Brian Arthur talks to Dominic Gates
Detta är en intervju med Brian Arthur från 1998 bland annat om Microsofts antitrust-utredning, lite modernare exempel på increasing returns (Java vs. ActiveX), samt svar på vissa kritiker.

Arthur säger bland annat följande om huruvida teorin om increasing returns fortfarande är kontrolversiell, vilket jag just undrade över när jag läste de andra dokumenten.

Gates: Is the theory of increasing returns still controversial?

Arthur: Absolutely not. This is now completely taken for granted in Silicon Valley. I don't have to go around California telling the Marc Andreesens of the world or the Andy Groves of the world that there are increasing returns. Intuitively, the smart people in high tech knew this all along.
...
Gates: So you don't see these ideas in opposition to classical economic theories, the Chicago school?

Arthur: Not at all.

However, some people who are great proponents of Chicago neoclassical economics seem to get uptight every so often in the opinion pages of the Wall Street Journal. The source of the problem is that if I say that markets can lock in to one product or one company, not necessarily the best, then that's taken as a threat to the whole ideology of capitalism.

The only controversies are ideological ones. I think it's inevitable that any important theory, or any new theory of any importance, does have a trail of flat-earthers behind it, a trail of creationists; people who won't get it and don't get it, for one or other ideological reason.


Lite andra länkar (rätt slumpmässigt hittade eller ihågkomna):

Posted by hakank at augusti 26, 2003 01:07 FM Posted to Agentbaserad modellering | Dynamiska system | Komplexitet/emergens