『経済情報論』
立教大学 社会学部 産業関係学科井庭 崇
立教大学社会学部兼任講師 [email protected] 第７回：シミュレーションと進化 いば たかし 授業ページ 授業ページ http://www.cuc.ac.jp/~iba/lecture/rikkyo/ 今日は配布資料はありません。成長するネットワーク
成長するネットワーク
自然・社会に存在するネット ワークは、ハブをもつスケール フリー・ネットワークだということ が知られている。 WWWのリンク 知人関係のネットワーク ニューラルネットワーク 細胞内の代謝ネットワーク 電力網 など ネットワークの成長による「ス ケールフリーネットワーク」の生 成 PreferencialAttachment によってべき乗が作成できる[Barabasi 02] 先週の復習両対数グラフ
両対数グラフ
線形グラフ 対数グラフ 先週の復習自己組織的臨界状態：砂山と雪崩
自己組織的臨界状態：砂山と雪崩
井庭崇, 福原義久, 『複雑系 入門』. NTT出版, 1998 先週の復習自己組織的臨界状態：地震
自己組織的臨界状態：地震
井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998 先週の復習自己組織的臨界状態：価格の変動
自己組織的臨界状態：価格の変動
井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998 先週の復習シミュレーション
シミュレーション
模擬実験
「試しにやってみる」
「模擬する」「真似る」
シミュレーションとは、内部メ
カニズムから現象を生成す
ること。
内部メカニズム 現象 蟻のシミュレーション 先週の復習ヴァーチャル
ヴァーチャル
（
（
Virtual
Virtual
）
）
Virtual = 「事実上の」 語源は、ラテン語「virtus」（力, エネルギー） あるものをそうたらしめる潜在能力という意味 先週の復習新しい知識の源としてのシミュレーション
新しい知識の源としてのシミュレーション
「いったいシミュレーションは、いかにしてわれわれ に未知の事柄を教えることができるのだろうか」 ① すでにわかっている前提（仮説）から、結論を導き 出す。 ② 内部の仕組みについて理解を深める。 ハーバート・A・サイモン, 『システムの科学』, 第3版, パーソナルメディア, 1999 Herbert A. Simon 先週の復習人種分居モデル
人種分居モデル
アメリカにおける人種分居の研究 T.C.Schelling (1971) 人びとは他の人種に対する「許容 閾値」をもっており、近所に自分と 同じ人種が一定割合以上いるとき にだけ満足すると仮定した。 先週の復習人種分居モデルのシミュレーション
人種分居モデルのシミュレーション
一人がランダムに選ばれる その人が現在の場所に「満足」しているかどうか考える。 もし「満足」でなければ、近くのセルの中から自分が満足 でき、しかも誰も住んでいない場所を探して移動する。 ほかの人をランダムに選んでいき、最終的に全員が満足 するまで続けられる。 許容閾値37.5%の場合 先週の復習 容易には想像できない 容易には想像できない 「相互作用の帰結」についての観察・理解 「相互作用の帰結」についての観察・理解[[安冨安冨2000]2000] 主体全員が生産者かつ消費者である社会において、物々交換している商品のひと つが、ある時から貨幣としての役割を担うようになり、また、各個人のその事実への 適応行動によって、今度はその貨幣が崩壊してしまう、ということを実現しているモ デル。 安冨 歩, 『貨幣の複雑性: 生成 と崩壊の理論』, 創文社, 2000 先週の復習物々交換では、 欲望の二重の一致 の困難によって、 取引は起こらない 時間 平 均 得 点
貨幣の自成と自壊：物々交換モデル
貨幣の自成と自壊：物々交換モデル
先週の復習 他の人が欲しがっていた財 も受け取るようにすると、 あるとき突然、交換のため に共有される財（＝貨幣） が創発する 平 均 得 点貨幣の自成と自壊：貨幣的交換モデル
貨幣の自成と自壊：貨幣的交換モデル
先週の復習貨幣の自成と自壊：貨幣的交換モデル
貨幣の自成と自壊：貨幣的交換モデル
先週の復習貨幣の自成と自壊：進化的モデル
『経済情報論』
立教大学 社会学部 産業関係学科井庭 崇
立教大学社会学部兼任講師 [email protected] 第７回：シミュレーションと進化 いば たかし 授業ページ 授業ページ http://www.cuc.ac.jp/~iba/lecture/rikkyo/ 社会シミュレーションの例を、もうひとつ。 「人工市場アプローチによる家庭用VTRの規格競争シミュレーション」 井庭崇, 竹中平蔵, 武藤佳恭 情報処理学会「数理モデル化と応用」論文誌, Vol.42, No.SIG14 (TOM5), 2001年12月発行書籍の選択基準 書籍の選択基準 10 11 11 12 21 32 34 38 0 20 40 口コミ 家族や友人の薦め 有名な本だから Best Seller の本だから 新聞等の書評 好きな著者だから 新聞広告 書店で見たタイトル・表紙 (%)
音楽ＣＤソフトの選択基準
音楽ＣＤソフトの選択基準
6 7 15.5 16 22 29.5 50 71.5 0 20 40 60 80 音楽雑誌の評価で 話題のアーティストだから 友人/知人の薦めで 話題の曲/ジャンルだから ヒットしているから 好きなジャンルだから 聞いて気に入ったから 好きなアーティストだから (%)事例：家庭用
事例：家庭用
VTR
VTR
の規格競争
の規格競争
本研究では規格競争の具体的な事例として，日本 における家庭用ビデオテープレコーダー（VTR）の 規格競争を取り上げる． 家庭用VTRは，1975年にBeta方式，1976年に VHS方式の二つの異なる方式の製品が発売され て以降，多くの企業を巻き込み激しい規格競争が 繰り広げられた 結果はVHSが圧勝 0 25 50 75 100 1975 1980 1985 Year Sh ar eBeta Format VHS Format
マルチエージェント型の人工市場をつくる
マルチエージェント型の人工市場をつくる
規格競争の市場をシミュレートするために，
大きくわけて二つのレベルの構造を作成す
る．
市場構造
エージェントの内部構造
Local Influence Global Influence消費者エージェントの意思決定フェーズ
消費者エージェントの意思決定フェーズ
情報探索 購買前代替案評価 購買 処分 欲求認識 購買後代替案評価 消費 ←EBMモデルの基 本フェーズに基づくEngel, J.F., Blackwell, R.D., and Miniard, P.W., Consumer behavior
(8th ed.), The Dryden Press, 1995
消費者エージェントの意思決定フェーズ
消費者エージェントの意思決定フェーズ
情報探索 購買前代替案評価 購買 処分 欲求認識 購買後代替案評価 消費欲求認識フェーズ
欲求認識フェーズ
消費者エージェントのうち，ある割合の者が家庭 用VTR製品に対する欲求を認識する。 Rogersの普及モデル 0 20 40 60 80 100 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 年 普 及率（％） Rogersの普及モデル 現実のVTRの普及 ｃ消費者エージェントの意思決定フェーズ
消費者エージェントの意思決定フェーズ
情報探索 購買前代替案評価 購買 処分 欲求認識 購買後代替案評価 消費情報探索フェーズ
情報探索フェーズ
欲求認識した消費者エージェントは、次の３
つを調べる。
自分の周囲における各規格のシェアL 市場全体における各規格のシェアG 各シェアに対する自分の選好 P どちらの規格の製品 をもっているかを尋ねる ↑それぞれ０～１の値になるように正規化消費者エージェントの意思決定フェーズ
消費者エージェントの意思決定フェーズ
情報探索 購買前代替案評価 購買 処分 欲求認識 購買後代替案評価 消費購買前代替案評価
購買前代替案評価
各消費者エージェントは、どの規格を買うかを、 周囲の人（Local）の規格シェアと、市場全体 （Global）の規格シェアを考慮して、決める。 VHS規格 Beta規格 10% 90% ローカルとグロー バルなシェアから 考える・・消費者エージェントの意思決定フェーズ
消費者エージェントの意思決定フェーズ
情報探索 購買前代替案評価 購買 処分 欲求認識 購買後代替案評価 消費実験の基本設定
実験の基本設定
競争する規格数 F = 2 消費者エージェント数N = 1024 1985年の世帯数との比で表すと 1024 : 37980 となり、 約1/37のスケールということになる 選好の係数p = 1 分析したい設定についてのシミュ レーションを40回実行し、その結果 の平均や分散を用いて分析する。 ・・・ ・・・ 消費者間の局所的な相互作用がある場合 消費者間の相互作用が全くない場合シミュレーション結果から
シミュレーション結果から
局所的影響によって地域ごとに採用される方式が 分離するという「地域性」の発生が観察され、それ により優位方式のマーケットシェアの拡大が抑制さ れることがわかった。 現実のデータと照らし合わせることにより、消費者 の方式選択における大域的影響度と局所的影響 度のバランスを推計。→現実では、その両方が影 響していた。 マーケットシェアと逆転現象の頻度とモデル設定と の関係を調べることにより、序盤において局所的な 影響を受けて確率的に方式選択する場合に逆転 現象が生じうることがわかった。進化について考える
進化について考える
生物の進化のプロセス
生物の進化のプロセス
遺伝的アルゴリズムにおける用語
遺伝的アルゴリズムにおける用語
井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998遺伝的アルゴリズムの手順
遺伝的アルゴリズムの手順
初期集団の生成 各個体の適応度の評価 親になる個体の選択 交叉 突然変異 再生 選ばれた個体について 次世代の数になるまで選択
選択
（
（
Selection
Selection
）
）
親になる個体の選択 井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998遺伝的アルゴリズムの手順
遺伝的アルゴリズムの手順
初期集団の生成 各個体の適応度の評価 親になる個体の選択 交叉 突然変異 再生 選ばれた個体について 次世代の数になるまで交叉
交叉
（
（
crossover
crossover
）
）
要素（遺伝子）の組み合わせを変える
交叉 井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998遺伝的アルゴリズムの手順
遺伝的アルゴリズムの手順
初期集団の生成 各個体の適応度の評価 親になる個体の選択 交叉 突然変異 再生 選ばれた個体について 次世代の数になるまで突然変異
突然変異
（
（
mutation
mutation
）
）
要素（遺伝子）を他のものに変える
突然変異 井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998例
例
井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998適応度地形（フィットネス・ランドスケープ）
適応度地形（フィットネス・ランドスケープ）
井庭崇, 福原義久, 『複雑系入門』. NTT出版, 1998
記号の意味の創発の観察
記号の意味の創発の観察
蟻エージェントには、「フェロモン」を置くことと、それを感知することは可能にしておくが、その意味は規定 しないで、シミュレーションを行なうと、コロニーによって２つの使い方が現れた。（１）他のエージェントに 「この中にいろ」という意味で用いる場合と、（２）「こっちには来るな」という意味で用いる場合である。↓
T.Iwamura, T.Iba, Y. Takefuji,
“Emergence of Cooperative Behavior by Simple Reactive Agents", ISAS & SCI,1999
進化経済学
進化経済学
経済社会における知識や戦略、技術、習慣、制 度等を進化的な視点で把握するアプローチ 「変異を伴う複製」に注目 経済社会において新しく生成・採用されるものが、過 去に存在するものの組合せや変化によって生み出さ れるという捉え方をする 「変異を伴う複製」をすると考えられるものは、知 識、商品、戦略、習慣、定型行動、ルーティン、 技術、制度、組織など進化？
進化？
進化≠進歩 進化≠変化 「変わるものが変わるのは、単なる変化であって 進化ではない」 「不変性を貫こうとする力とその不変なるものを変 える力が絡み合う二重の機制が、進化に他ならな い」 村上 泰亮, 『反古典の政治経済学要綱: 来 世紀のための覚書』, 中央公論社, 1994古典的な進化経済学
古典的な進化経済学
ハーバート・スペンサー 「進化」や「適者生存」という言葉を普及させた。 ソースタイン・ヴェブレン 時代を通じての累積的な変化を重視。 ジョセフ・シュンペーター イノベーションがもたらす「創造的破壊」。 フリードリッヒ・ハイエク 知識と秩序の自生的な形成に注目。現代的な進化経済学
現代的な進化経済学
新古典派の想定する、企業の利潤最大化行動の代 わりに「ルーティン」という概念を導入。 ルーティンとは、日々繰り返される作業様式のこと。 このルーティンが「組織的記憶」として、遺伝子と同じ 働きをする、とした。R.R. Nelson and S.G. Winter, An Evolutionary Theory of Economic
Change, Belknap Press of Harvard University Press, 1982
「われわれの中心的な前提は、人間は限定的に合理的であり、 またわれわれが興味をもつ領域での学習にあっては試行錯 誤がその強力な要素をなしているということです。・・・・われわ れの進化経済学の見方では、本質的なことは、行動の代替 的諸様式が相互に競争し、適切さの劣るものをふるい捨てる 傾向をもつ淘汰過程が体系的に、また理解可能なかたちで作 用するということです。」（Nelson 1998）
アイデアの進化
アイデア
アイデア
「アイデアとは
既存の要素の新しい組み合わせ
以外の何ものでもない。」
ジェームス・W・ヤング, 『アイデアのつくり方』, TBSブリタニカ, 1998アイデアの進化
アイデアの進化
要素の組み合わせを
変える。
一部の要素を変える。
「適合していること」と
「適応能力」は違う！
現状 ?
Fitness
Fitness
の向上
の向上
から
から
Adaptation
Adaptation
能力の向上へ
能力の向上へ
Fitness
適応度、適合度
Adaptation
適応すること
これまで いま これから
Fitness Fitness Fitness? Fitness?
Adaptation 経済情報論（第７回） 経済情報論（第７回） 今日のテーマに関係するおすすめの本・文献 今日のテーマに関係するおすすめの本・文献 遺伝的アルゴリズムについて 『複雑系入門』第９章 進化経済学について 『進化経済学のすすめ：知識から経済現象を読む』（江頭進, 講談社現代新書, 2002） 『進化と経済学：経済学に生命を取り戻す』（ジェフリー・Ｍ・ホ ジソン, 東洋経済, 2003） 『進化的経済学：シュンペーターを超えて』(E.S.アンデルセン, シュプリンガー・フェアラーク東京, 2003) 『方法としての進化』（進化経済学会, 塩沢由典, シュプリン ガー・フェアラーク東京, 2000） アイデアについて 『アイデアのヒント』（ ジャック・フォスター,新装版, TBSブリタ ニカ, 2003） 『アイデアのつくり方』（ジェームス・W・ヤング, TBSブリタニカ, 1998）
