開放式自適應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化與動(dòng)態(tài)平衡

1、開放式自適應(yīng)系統(tǒng)的優(yōu)化與動(dòng)態(tài)平衡摘 要：本文在分析經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象中納什平衡所存在的局限性基礎(chǔ)上，提出一種開放式的自適應(yīng)系統(tǒng)，并重點(diǎn)研究這種系統(tǒng)下的個(gè)體相互作用以及全局優(yōu)化等特性。我們將以項(xiàng)目招標(biāo)以及食物鏈的具體案例為對(duì)象，分析系統(tǒng)的狀態(tài)、規(guī)則、邊界條件、目標(biāo)、以及作用規(guī)律本身，隨系統(tǒng)發(fā)展而進(jìn)行的動(dòng)態(tài)調(diào)整和優(yōu)化過程。相關(guān)系統(tǒng)的開放性、優(yōu)化以及動(dòng)態(tài)平衡等現(xiàn)象，將可能為社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系提供一定的借鑒作用。關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)；動(dòng)態(tài)平衡；優(yōu)化1. 引言社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系作為人類個(gè)體生命活動(dòng)以及社會(huì)群體活動(dòng)的最重要部分，影響了個(gè)體以及社會(huì)群體發(fā)展的每個(gè)環(huán)節(jié)。歷史上，由亞當(dāng)斯密奠定的“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”體系，因?yàn)椤袄鎸W(xué)術(shù)最大化追求

2、”和“自由競(jìng)爭(zhēng)”兩大規(guī)律對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的促進(jìn)作用，結(jié)合其他歷史因素（包括科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá)、國際競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)等），形成了如今在國際上占主導(dǎo)地位的、繁榮強(qiáng)大的資本主義經(jīng)濟(jì)體系。自由競(jìng)爭(zhēng)為促進(jìn)個(gè)性解放，為人類社會(huì)的物質(zhì)財(cái)富以及文明的發(fā)展與繁榮起到了巨大的推動(dòng)作用。但以“利益最大化”與“自由競(jìng)爭(zhēng)”為基本原則的自由經(jīng)濟(jì)環(huán)境演化，因?yàn)楸砻婵瓷先サ臒o規(guī)及無序性，同時(shí)也因?yàn)橄到y(tǒng)所伴隨的經(jīng)濟(jì)危機(jī)等現(xiàn)象，這種結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及合理性一直受到人們的懷疑。對(duì)自由經(jīng)濟(jì)體系中“利益最大化”原理的挑戰(zhàn)，除了產(chǎn)生于一個(gè)多世紀(jì)之前的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)思想之外，另外一種比較流行的考慮，是1950 年約翰納什提出的“非合作”博弈論中的平衡態(tài)（納什平衡

3、）理論。雖然當(dāng)時(shí)只是做為博弈論體系的一種新模型，但因?yàn)殡S后在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、政治、管理等領(lǐng)域的影響，納什平衡被認(rèn)為是對(duì)自由經(jīng)濟(jì)的一個(gè)突破，并因此獲得1994 年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)1-5。本文試圖分析納什平衡在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)整體優(yōu)化方面所存在的局限性，并進(jìn)一步討論經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)作為一個(gè)開放式體系，在考慮個(gè)體相互作用以及其他邊界條件與作用規(guī)律的制約下，利益最大化原理的表現(xiàn)形式。通過分析幾個(gè)具體案例，我們?cè)敿?xì)討論這種體系的動(dòng)態(tài)優(yōu)化與趨向平衡的過程，包括系統(tǒng)的目標(biāo)、過程、手段、規(guī)則、邊界條件、以及制約規(guī)律的調(diào)節(jié)與優(yōu)化。個(gè)體利益的最大化原則，在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)全球化以及全球資源緊缺和環(huán)境惡化的情況下，將需要拓展從而包括更多的制約

4、因素和規(guī)律。社會(huì)經(jīng)濟(jì)體系的基本元素，以及制約其發(fā)展的基本規(guī)律，是數(shù)量龐大的多元系統(tǒng)。各個(gè)元素以及規(guī)律之間即可能相輔相成，又可能存在沖突、矛盾和不完備性。制約多元經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展的一些基本法則包括：在最大程度實(shí)現(xiàn)每個(gè)個(gè)體生命價(jià)值的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)群體以及社會(huì)整體，在最少的資源投入下、獲得最大福祉的目的；當(dāng)個(gè)體之間以及個(gè)體與群體之間的利益發(fā)生沖突和矛盾的時(shí)候，將通過系統(tǒng)的自身優(yōu)化而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡；通過以上過程，實(shí)現(xiàn)個(gè)體與群體、個(gè)體與社會(huì)之間的相互和諧以及共同繁榮與發(fā)展；而對(duì)“最大利益的追求”，是這個(gè)過程的一種表現(xiàn)形式。2博弈論相關(guān)案例分析博弈論因?yàn)樘接懙膯栴}同經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域（比如價(jià)格、市場(chǎng)、競(jìng)爭(zhēng)、談判等）一些基本現(xiàn)

5、象的相似性與關(guān)聯(lián)性，特別是在納什創(chuàng)立“非合作”博弈的平衡態(tài)理論之后，成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)理論的一個(gè)重要基礎(chǔ)。但我們發(fā)現(xiàn)，“納什平衡”雖然對(duì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象或者社會(huì)活動(dòng)中的某些規(guī)劃、謀略、競(jìng)爭(zhēng)等現(xiàn)象具有一定的借鑒作用，但其對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)包括對(duì)某些基本規(guī)律的理解上，可能具有一定的局限性甚至偏差?！凹{什平衡”可以用多種不同的方式來說明，其中，一個(gè)具有代表性的是“囚徒兩難”案例，我們將通過對(duì)這個(gè)案例的詳細(xì)討論，試圖對(duì)相關(guān)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象進(jìn)行類比分析。雖然具有很多不同的表述方式，這個(gè)案例的簡(jiǎn)單考慮，就是關(guān)于警察“審問兩個(gè)偷盜并可能殺害被盜人的犯罪嫌疑人”的審問規(guī)則（規(guī)則P）以及嫌疑人相應(yīng)的選擇方案。其中，偷盜已經(jīng)有證據(jù)，嫌疑人將各

6、自被判比如1 年刑期。警察提出的規(guī)則，如下表（一）所示，是針對(duì)殺人罪的指控。為防止串供，兩個(gè)嫌疑人單獨(dú)審問（非合作）。2.1 傳統(tǒng)考慮以下是迄今被大家普遍接受的對(duì)以上案例的理解和考慮。從表（一）可以看出，對(duì)A、B 雙方“風(fēng)險(xiǎn)最低”或者“最合算”的選擇是策略4，即大家都承認(rèn)。而實(shí)際上一種理想中的最好策略是雙方都抵賴，大家都只被判一年；但由于兩人處于隔離的“非合作”狀態(tài)，一旦對(duì)方檢舉，則自己將面臨10 年的刑期，這樣風(fēng)險(xiǎn)太大。按照亞當(dāng)斯密的理論，每一個(gè)人都是從利己的目的出發(fā)，選擇承認(rèn)是最佳策略-得到半年的刑期，但前提是同伙不承認(rèn)；這種策略是損人利己的策略。而即使兩人同時(shí)承認(rèn)，至多也只會(huì)出現(xiàn)被判5

7、年的情況（策略4）。所以，兩人合理的選擇是坦白；而原本對(duì)雙方都有利的策略1(同時(shí)不承認(rèn))就不會(huì)出現(xiàn)。以上雙方都選擇“承認(rèn)”的策略與結(jié)果被稱為“納什均衡”，或者“非合作”均衡。以上“嫌疑人的選擇”顯示：“個(gè)人利益”與“群體利益”的沖突，各人追求利己行為而導(dǎo)致的最終結(jié)局是一個(gè)“納什均衡”，也是對(duì)所有人包括對(duì)自己都不利的結(jié)局。兩人在承認(rèn)與抵賴策略上首先想到自己，這樣他們就需要服長(zhǎng)的刑期；只有當(dāng)他們首先替對(duì)方著想時(shí)，或者相互合謀時(shí)，才可得到最短刑期?！凹{什均衡”首先對(duì)亞當(dāng)斯密的“看不見的手”（利益最大化）原理提出挑戰(zhàn)。按照斯密理論，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中，每一個(gè)人都從利己的目的出發(fā)，而最終全社會(huì)達(dá)到利他的效果。

8、從納什均衡引出了對(duì)“看不見的手”原理的一個(gè)悖論：從利己目的出發(fā)，結(jié)果損人不利己。從這個(gè)意義上說，“納什均衡”提出的悖論某種程度動(dòng)搖了西方經(jīng)濟(jì)學(xué)的基石。2.2 作者觀點(diǎn)以下是作者對(duì)以上案例以及迄今被大家所普遍接受的理解的分析，主要分兩個(gè)方面。以上有關(guān)“警察”審問“嫌疑人”的案例，其所具有的最直接意義（一級(jí)效應(yīng)），是說明“審問規(guī)則”（規(guī)則P）所對(duì)應(yīng)的法律系統(tǒng)不完備，這種“審問規(guī)則”本身需要完善。此外，以上案例所具有的第二種意義，是在“所有各種可能幾率事件中，選擇最佳方案”的案例。以下是詳細(xì)分析。（1）以上案例和其結(jié)果（策略4），對(duì)于一個(gè)合理、完善的社會(huì)經(jīng)濟(jì)或者法律體系，能提供的直接借鑒作用應(yīng)該是：

9、在一個(gè)完善的法律體系下，警察提出的審問規(guī)則將應(yīng)該是嫌疑人在陳述事實(shí)的情況下，得到自己的最大利益。從而，最大程度體現(xiàn)法律以“事實(shí)，并且只有事實(shí)”為基礎(chǔ)的基本理念，并鼓勵(lì)嫌疑人陳述事實(shí)。同這個(gè)目標(biāo)相比，其他因素比如其他人是否招供，是否考慮其他嫌疑人的利益（利己還是利他），等等，其關(guān)聯(lián)性就不是很大。而以上案例,是不管事實(shí)情況如何，囚犯都只有在警察設(shè)立的規(guī)則前提下，按照統(tǒng)計(jì)概率的幾率去承認(rèn)或者否認(rèn)犯罪事實(shí)，那是審問規(guī)則所對(duì)應(yīng)的法律系統(tǒng)不完備。比如，一個(gè)嫌疑犯(A 方)即使沒有殺人，但在這個(gè)審問規(guī)則下，只要另外一方(B 方)指認(rèn)其殺人，則將被判罪；從而A 方對(duì)自己利益最大的考慮是承認(rèn)殺人；這實(shí)際上不就是

10、誣陷嗎。以上案例通過設(shè)計(jì)一種“場(chǎng)景”，使得一個(gè)個(gè)體必須選擇一種“犧牲其他個(gè)體的利益”，從而同時(shí)使自己陷入不利境地、而得不到對(duì)自己最有利的選擇，實(shí)際是“規(guī)則”制定者、或者這個(gè)“規(guī)則”所定義的“系統(tǒng)”的特殊性，而和人性、和“利益最大化”、以及其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象等關(guān)聯(lián)很小。以上案例的規(guī)則和相應(yīng)手段即使在實(shí)際審問過程中可能被使用，但對(duì)法律系統(tǒng)不具有任何普遍性意義。（2）以上案例的直接意義：就是定義了一種規(guī)則，在此規(guī)則下嫌疑人只能在幾種可能選擇中，包括考慮另外一個(gè)人的可能選擇，而選擇一種（風(fēng)險(xiǎn)小、刑期短）綜合考慮下的最佳策略。而這種選擇，正是利益最大化的體現(xiàn)，而不是對(duì)這個(gè)原理的背離。以上的規(guī)則，我們并沒有

11、完全核實(shí)對(duì)所有可能情況的窮盡性，而只是舉幾個(gè)典型的可能選擇。其中，最重要的將是需要體現(xiàn)“事實(shí)證明”性，即一旦沒有相應(yīng)的事實(shí)證明，則將被宣判無罪。這是現(xiàn)代法律系統(tǒng)被普遍接受的“假設(shè)無罪、直到被證明有罪”的基本理念?；谝陨嫌懻?，納什平衡雖然為“損人不利己”提供了一個(gè)比較直接的案例，但在此基礎(chǔ)上，認(rèn)為相關(guān)案例構(gòu)成對(duì)利益最大化原理的挑戰(zhàn)，實(shí)際上是片面的。納什平衡對(duì)拓展經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的思維方式，特別是對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中各方面的競(jìng)爭(zhēng)、博弈策略的規(guī)劃，起到了一定促進(jìn)作用；而且，“囚徒兩難”悖論也只是納什平衡現(xiàn)象的很多表現(xiàn)形式的一種具體案例。但因?yàn)檫@個(gè)案例所具有的同經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的某種對(duì)應(yīng)性，我們希望通過對(duì)這個(gè)案例的詳細(xì)分析

12、，引申出對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)某些基本現(xiàn)象和規(guī)律更具普遍性的描述手段和方式。社會(huì)系統(tǒng)是一個(gè)多元系統(tǒng)，我們幾乎可以構(gòu)造無窮多的模型，來和這個(gè)系統(tǒng)的某些特征來對(duì)應(yīng)。而我們需要注意，社會(huì)系統(tǒng)（包括經(jīng)濟(jì)、法律、意識(shí)結(jié)構(gòu)等等）的目標(biāo)、手段（規(guī)則）、過程本身等，都是系統(tǒng)的獨(dú)立元素，需要單獨(dú)考慮；并同其他元素一樣，需要進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。針對(duì)納什平衡的具體問題，雖然警察審案的目標(biāo)和意愿是好的、合理的、正確的，但其方式和手段是錯(cuò)誤的。所以，以上案例只能說明法律系統(tǒng)不完備，需要逐步優(yōu)化。3. 經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中個(gè)體相互作用與邊界條件4. 開放系統(tǒng)與優(yōu)化下面我們對(duì)具有相互作用以及邊界條件制約下的多體系統(tǒng)的優(yōu)化和動(dòng)態(tài)平衡，提供具體的案例分

13、析。4.1 項(xiàng)目招標(biāo)模型復(fù)雜系統(tǒng)的招標(biāo)項(xiàng)目：比如世界博覽會(huì)館項(xiàng)目，其中招標(biāo)方一個(gè)，應(yīng)標(biāo)方多個(gè)(N 個(gè))。為了保證招標(biāo)方的利益最大化，即防止應(yīng)標(biāo)方（項(xiàng)目承擔(dān)方）之間因?yàn)橄嗷贤ǘ餐岣唔?xiàng)目造價(jià)，招標(biāo)方要求應(yīng)標(biāo)方之間采取“非合作”模式即沒有信息溝通。非合作模式的優(yōu)勢(shì)：可以提高競(jìng)爭(zhēng)性，有利于招標(biāo)方降低項(xiàng)目造價(jià)；非合作模式的劣勢(shì)：無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)標(biāo)方的資源共享，造成一定程度的資源浪費(fèi)。（實(shí)際上，合作模式的選擇，不但取決于整體的優(yōu)化，也同時(shí)取決于招標(biāo)與應(yīng)標(biāo)方的競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)力均衡）。標(biāo)的：“非固定目標(biāo)”式的招標(biāo)項(xiàng)目，項(xiàng)目的目標(biāo)比如項(xiàng)目性能、價(jià)格等，不是固定的；對(duì)于固定“標(biāo)的”的項(xiàng)目招標(biāo)，可以選擇在“性能”確定的情況

14、下，取造價(jià)最低的方案；或者造價(jià)確定的情況下，取性能最好的方案；即所謂“取極值規(guī)則”（最大或者最小規(guī)則）。非固定“標(biāo)的”項(xiàng)目：項(xiàng)目只有一個(gè)大致的方向，比如，造一個(gè)會(huì)館，但沒有特定的具體指標(biāo)，比如沒有固定價(jià)格，沒有固定性能，以上參數(shù)只有大概的范圍；需要根據(jù)應(yīng)標(biāo)方提供的方案，并根據(jù)一定的“系統(tǒng)規(guī)則”來遴選出“最好”的方案；其中，系統(tǒng)方案的篩選“規(guī)則”將可能隨方案的不同而變化。我們參考如下的（性能、價(jià)格）的二維（x,y）分布圖。把每個(gè)應(yīng)標(biāo)方提供的各自認(rèn)為性能、價(jià)格從低到高的幾種方案（比如N 個(gè)應(yīng)標(biāo)方各提供M 個(gè)方案），畫在一張坐標(biāo)圖上。在分布圖上，我們假設(shè)，性能和價(jià)格呈現(xiàn)大體的線性關(guān)聯(lián)，如圖1 所示。

15、按照“同一性能下造價(jià)最低，或者同一造價(jià)下性能最高”的“極值原理”（Q）篩選規(guī)則，我們可以把圖1 的分布簡(jiǎn)約化成一個(gè)“子集合”分布，即保留右下角落的所有點(diǎn)，如圖2 所示。經(jīng)過以上“極值原理”的篩選之后，留下來的點(diǎn)都是“相互獨(dú)立”的點(diǎn)，即任何兩個(gè)不在同一格子中的點(diǎn)之間，在價(jià)格和性能上都沒有重復(fù) - 即相互正交。但這些點(diǎn)不一定完備，即某些“格子”上不一定有點(diǎn)存在。在以上“質(zhì)量重心”篩選規(guī)則(Ph-1)基礎(chǔ)上，我們可以根據(jù)資金量的大小，而對(duì)“質(zhì)量重心”規(guī)則做高級(jí)加權(quán)因子（或者調(diào)節(jié)因子分布函數(shù)）的修正。比如，如果資金量比較充足，則可以在高性能端加大求平衡的權(quán)重；而如果資金量比較緊張，則可以在低性能端加大

16、求平衡的權(quán)重。而一旦考慮到權(quán)重因子，一個(gè)直接的問題就是篩選的公平性問題。需要防止招標(biāo)方在實(shí)施過程中，因?yàn)橥瑧?yīng)標(biāo)方的潛在利益關(guān)聯(lián)，而通過修改加權(quán)因子來影響篩選結(jié)果。另外，當(dāng)以上的迭代過程進(jìn)行到大體收斂時(shí)，如果仍然有幾個(gè)應(yīng)標(biāo)方可以提供類似的方案，則可以考慮讓這幾個(gè)應(yīng)標(biāo)方進(jìn)行整合，形成一個(gè)項(xiàng)目共同體。從而利用應(yīng)標(biāo)方的資源整合優(yōu)勢(shì)，來優(yōu)化項(xiàng)目總體的造價(jià)與性能。因?yàn)?，開始招標(biāo)時(shí)，為了防止應(yīng)標(biāo)方溝通合作而采取“非合作”模式，在對(duì)招標(biāo)方具有造價(jià)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，存在幾個(gè)應(yīng)標(biāo)方無法資源共享的劣勢(shì)。（c）如果在分布圖上，我們假設(shè)各種方案的分布點(diǎn)沒有特定的規(guī)律，而是幾乎雜亂無章地分布在一定區(qū)間內(nèi)，那么，性能和造價(jià)沒有明

17、顯的函數(shù)關(guān)系（或者關(guān)聯(lián)）。在這種情況下，如果發(fā)標(biāo)方對(duì)方案（比如造價(jià)和性能）又沒有特殊的傾向性，我們或者可以采用“幾率均等”原則，通過隨機(jī)抽樣來決定采用哪個(gè)方案（從而實(shí)現(xiàn)公平性）；或者，可以利用”極值原則”進(jìn)行篩選最佳方案。如果分布圖上，我們假設(shè)性能和價(jià)格的分布點(diǎn)，出現(xiàn)有極值點(diǎn)，那么我們同樣可以考慮選取極值點(diǎn)做最佳方案。從以上分析可以看出，社會(huì)經(jīng)濟(jì)所對(duì)應(yīng)的開放式動(dòng)態(tài)優(yōu)化體系，是一個(gè)目標(biāo)、規(guī)則、甚至系統(tǒng)模式（比如合作，或者非合作）都在隨系統(tǒng)的發(fā)展而在逐步完善和優(yōu)化的系統(tǒng)。系統(tǒng)模式：合作，非合作，二者動(dòng)態(tài)結(jié)合，等。系統(tǒng)的模式（合作，非合作，或者兼容模式）也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的優(yōu)化以及競(jìng)爭(zhēng)過程。比如，如果應(yīng)標(biāo)方具有多年的合作關(guān)系，并具有整體同招標(biāo)方抗衡的實(shí)力，那么完全可以要