1 / 60

Janusz Hołyst Samodzielna Pracownia Fizyki w Ekonomii i Nauk Społecznych, Wydział Fizyki PW

Interdyscyplinarne projekty badawcze w Pracowni FENS, czyli co to jest ekonofizyka i socjofizyka?. Janusz Hołyst Samodzielna Pracownia Fizyki w Ekonomii i Nauk Społecznych, Wydział Fizyki PW Referat przedstawiony na Dniu Otwartym Pracowni FENS, 8 listopada 2012.

alida
Download Presentation

Janusz Hołyst Samodzielna Pracownia Fizyki w Ekonomii i Nauk Społecznych, Wydział Fizyki PW

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Interdyscyplinarne projekty badawcze w Pracowni FENS, czyli co to jest ekonofizyka i socjofizyka? Janusz Hołyst Samodzielna Pracownia Fizyki w Ekonomii i Nauk Społecznych, Wydział Fizyki PW Referat przedstawiony na Dniu Otwartym Pracowni FENS, 8 listopada 2012 jholyst@if.pw.edu.pl, www.if.pw.edu.pl/~jholyst

  2. Agenda • Kim jesteśmy, co robimy ? • Dlaczego to robimy? • Prowadzone projekty EU • Ekonofizyka (od M.Kopernika i I. Newtona) • Socjofizyka • Możliwa współpraca z Wydziałem MiNI

  3. Skład Samodzielnej Pracowni FENS 1. Prof. Janusz Hołyst 2. Dr. Krzysztof Suchecki 3. Dr Julian Sienkiewicz 4. Dr Anna Chmiel5. Mgr inż. Agnieszka Czaplicka6. Mgr Janusz Dębski 7. Mgr Elżbieta Maślak8. Inż. Krzysztof Soja9. Inż. Jan Chołoniewski10.Inż.Tomasz Ryczkowski Współpraca naukowa11. Dr Paweł Sobkowicz12. Mgr Anna Winnicka

  4. Tematyka badawcza DaneModeleRozwiązania (a+n) Ekonofizyka Socjofizyka • giełdy • sieci banków • agencje ratingowe • rynki towarowe • FOREX • sieci produkcyjne…….. • dynamika opinii • ewolucja nauki • konkurencja grup • socjoinformatyka • emocje • …… Paradygmaty • Fizyka statystyczna • Przejścia fazowe • Sieci złożone • Automaty komórkowe • Procesy stochastyczne • Teoria informacji • Szeregi czasowe • Eksploracja danych

  5. Dlaczego to robimy? Z „Misji Politechniki Warszawskiej”: Narastająca złożoność świata wymaga, by zakres kształcenia i badań prowadzonych przez uczelnię techniczną w coraz większym stopniu wykraczał poza klasyczne dziedziny inżynierii, w kierunku nauk ścisłych i przyrodniczych oraz nauk związanych z otoczeniem społeczno-ekonomicznym. Rozwój nauki i technologii nie tylko w kierunku małych i dużych skal: odległości, czasu, temperatur, ciśnień Nowy paradygmat: złożonośćukładu

  6. Co to są układy złożone ? • Znając części nie jesteśmy w stanie przewidzieć zachowania całości, obserwując całość nie możemy poznać elementów składowych. • Cechy układu złożonego: brak zasady superpozycji, zachowanie nieliniowe. • Przykłady: kryształ, ciecz, organizm żywy, mózg, społeczeństwo, gospodarka, internet • Zjawiska: spontaniczna magnetyzacja, turbulencja, chaos deterministyczny, narodziny i śmierć, panika na giełdzie, nowe idee i technologie • Badania interdyscyplinarne: ekonofizyka, socjofizyka , sieci złożone

  7. Współpraca zagraniczna • ETH Zurich, • EPFL Lozanne • Univ. of Amsterdam, • MPI PCS Dresden • TU Darmstadt, • TU Berlin, • Jacobs Univ.Bremen • Univ. of Oxford, • Univ. of Wolverhampton • Trinity College Dublin • OFAI Vienna, • JSI Lubliana • Kyoto University

  8. EU Projekty badawcze prowadzone lub zakończone w Pracowni FENS • FP7 EU ICT Integrated Project CYBEREMOTIONS – Collective Emotions in Cyberspace, 2009-2013, 750.154 Euro +810.293 PLN (Coordinator) • FP7 EU STREP Project DynaNets - Computing Real-World Phenomena with Dynamically Changing Complex Networks, 2010-2102, 225 000 +75 000 Euro (Partner) • COST Action MP0801Physics of Competition and Conflicts, 2008-2012 (v-ce Chair) • FP6 EU NEST STREPCREEN, Critical events in evolving networks, 2005-2008, 279.996 Euro + 690. 360 PLN (Coordinator) • FP6 EU NEST STREP MMCOMNET (Measuring and modeling of complex networks across domains) 2005-2008, 249.984 Euro + 612 100 PLN (Partner) • COST Action P10: Physics or Risk,2005-2007, 390.000 PLN (v-ce Chair) • ESF Project,167/ESF/2006/03, STOCHDYN, Stochastic dynamics: fundamentals and applications), 2006-2008, 450.858 PLN (Partner) • Coordination Action: GIACS, Complex systems (Partner) • Coordination Action: ONCE-CS, Complex systems (Partner)

  9. Środki UE w Pracowni FENSw okresie 2005-20121.891.744 Euro(łącznie z wkładem własnym z MNiSzW) tys. PLN Udział procentowy projektów UE / środki na naukę Środki na naukę z projektów UE Projekty EU stanowią 95% do 99% budżetu Pracowni FENS

  10. Nowe projekty • FP7 ICT Projekt, SOPHOCLES, Self-Organised information PrOcessing, CriticaLity and Emergence inmultilevel Systems, budżet dla PW 476 500Euro +wkład PLN (Partner, 2012-2015) zacznie się 1. grudnia 2012. • Złożono w konkursie: FP7 FET Flagship Project FuturICT, 550.000 Euro + wkład PLN, 2013-2016 (koordynator polskiego węzła) • Złożono w konkursie: FP7 FET Open Project EmoInfo (koordynator) 688 958 Euro + wkład PLN

  11. Korzenie ekonofizykiMikołaj Kopernik (1473-1543): Astronom i Ekonomista • Mikołaj Kopernik napisał dwie prace na temat pieniądza: • De estimatione monete, (O szacunku monety), 1519 Rozprawa była prezentowana na sejmiku Prus Królewskich w Grudziądzu w roku 1522 • De monete cudende Ratio, (Sposób bicia monety),1526 (?) • Poglądy monetarne Kopernika wpłynęły na powstanie edyktu monetarnego Zygmunta Starego (1526)

  12. Z protokółu Sejmiku w Grudziądzu (1521)

  13. Mikołaj Kopernik, De estimatione monete, 1519

  14. Isaac Newton (1642-1727)Fizyk i matematyk a także nadzorcai dyrektor Królewskiej Mennicy • Isaac Newton was appointed to a position Warden of the Mint in 1696 on the recommendation of the Chancellor of the Exchequer Charles Montague. • In 1699 Newton received a post of Master of the Mint. Surviving the political upheavals of the early eighteenth century, he remained as Master until his death in March 1727.

  15. SIR ISAAC NEWTON'S MINT REPORTS (1701-1725, selected papers) • On the Proportion of Gold and Silver in Value in several European Currencies (Sept. 1701). • Report of the Officers of the Mint about the Preservation of the Coyne, including an assessment of various European coins (July 1702). • On Finances of the Mint at Edinburgh (Feb. 1710). • Sir Is. Newton's Memorial with Mr. Attorney Generall's opinion concerning Plate carried into the Mint to be coyned (July 1711). • The Value of the Spanish Real (Aug. 1711). • On the Value of Gold and Silver in English, Irish and European Coins (Mar. - June 1712). • Upon the Memorial of Mr. Brydges's relating to the Reduction of the Current Money at Dunkirk into Sterling Money for the Paying of the Forces there (Aug. 1712 - Oct. 1712).

  16. NEWTON'S MEMORIAL CONCERNING THE PROPORTION OF GOLD AND SILVER IN VALUE 1701, Sept. 28To the Rt Honble the Lords Commrs of his Majties Treasury.MAY IT PLEASE YOR LORDSP.,—By the late Edicts of the French King for raising the monies in France the proportion of the value of Gold to that of Silver being altered, I humbly presume to give yr Lordps notice thereof. (...) The proportion therefore between Gold & Silver is now become the same in France as it has been in Holland for some years..(....) This abatement is not certain, but rises & falls according as Spain is supplied with Gold or Silver from the Indies. (...) IS. NEWTON. MINT OFFICE, Sept. 28, 1701.

  17. LOUIS BACHELIER1870-1946Fizyk i matematyk, który wprowadził procesy stochastyczne do ekonomii (przed Einsteinem i Smoluchowskim) 29 marzec 1900, Bachelier obronił doktorat, Theorie de la Speculation Theorie de la speculation, Annales Scientifiques de l’E´cole Normale Supe´rieure,1900, pp.21–86. APPENDIX: POINCARE’S REPORT Report on the Thesis of M. Bachelier, March 29, 1900 The subject chosen by M.Bachelier is somewhat removed from those which are normally dealt with by our applicants.His thesis is entitled “Theory of Speculation” and focuses on the application of Probability Theory to the Stock Exchange.First, one might fear that the author has exaggerated the applicability of Probability Theory as has often been done. Fortunately, this is not the case...

  18. Teoria ruchów Browna A. Einstein, Ann. Phys. (Leipzig) 17, 549 (1905).   M. Smoluchowski, Ann. Phys. (Leipzig) 21, 756 (1906); gdzie D=kBT/(6πηa) Marian Smoluchowski 1872-1917

  19. Opcje finansowe... to bardzo proste ! Aby zabezpieczyć się przed dużymi kosztami związanymi z wypadkiem lub kradzieżą możemy wykupić ubezpieczenie

  20. Europejska opcja kupna (sprzedaży): prawo do kupna (sprzedaży) instrumentu pierwotnego (dewiz, surowców, akcji) po cenie K w chwili T

  21. Jak wyliczyć cenę opcji ?Teoria Blacka-Scholesa-Mertona r- stopa procentowa, P(S(T)) – prawdopodobieństwo ceny S(T) Równanie Langevina dla cen instrumentu pierwotnego W(t) - proces ruchu Browna (Wienera) P(S(t)) jest dane przez odpowiednie równanie Fokkera-Plancka - rozszerzone równanie dyfuzji

  22. Nagroda Nobla z Ekonomii, 1997 dla Roberta C. Mertona (matematyka) i Myrona S. Scholesa (ekonomisty). Fischer Black (matematyk i fizyk) zmarł w 1995 r.

  23. Wielkość rynku instrumentów pochodnych

  24. Problem: tłuste ogony prawdopodobieństwa

  25. Nagroda Nobla z Fizyki, 1982 "for his theory for critical phenomena in connection with phase transitions" Kenneth G. Wilson, USA

  26. Assumptions: N agents (spins): σi(t) = ±1 (buy or sell) Orientation in the next time step depends on the local field:

  27. Time series and returns distributions from the proposed model

  28. Ryzyko systemowe w układach połączonych

  29. ... In fact, sudden withdrawals can have dramatic effects on the bank stability and may force a bank to bankruptcy in a short time if it does not receive assistance from other banks. On the other hand, a bankruptcy of a single bank can an start an avalanche of other bank failures due to the domino effect. pc_2D≈1.00±0.01, pc_3D≈0.51±0.02

  30. Network of production. Nodes- companies. Links– interactions (orders, production).

  31. Model - Orders Orders at the output layer: Y0i = qA0i , Y0i is the order in production units, and q a technological proportionality coefficient relating the quantity of product Y to the production capacity A, combining the effect of capital and labour.q is further taken equal to 1 without loss of generality. The plannedproduction Ykiis then a minimum between production capacity and orders coming from downstream:

  32. Price dispersion Colours represent sale prices. Blue - lowest price. Red - highest price. Network N=150 nodes at time t=0. μ=1.0, σ=0.1

  33. State of the system after 100 iterations. Firms whose sale prices are not competitive can’ t find suppliers/receivers.

  34. Przykłady innych prac z ekonofizyki z Pracowni FENS • A.H. Sato, M. Nishimura, J.A. HołystFluctuation scaling of quotation activities in the foreign exchange marketPHYSICA A 389, 2793-2804, 2010 • P. Sieczka, Janusz A. HołystCorrelations in commodity marketsPHYSICA A 388, 1621, JAN 2009 • K. Urbanowicz, Janusz A. HołystNoise estimation by use of neighboring distances in Takens space and its applications to stock market dataINT J BIFURCAT CHAOS 16 (6): 1865-1869 JUN 2006 • J.A. Hołyst, T. Hagel, W. Weidlich and G. Haag How to control a chaotic economy?Journal of Evolutionary Economics, 6,31-42 (1996)

  35. Socjofizyka Modelowanie zmian opinii za pomocą automatów komórkowych i sieci złożonych... Animacja modelu wpływu społecznego

  36. Sieci sprzężone BNetsim5_new\netsim5.jar A Animacja oddziaływania dwóch grup społecznych Netsim5_new\network4.avi

  37. 66 cytowań (Web of Science)

  38. Collective Emotions in Cyberspace European Union Research Project Large-scale integrating project ICT Call 3 Science of Complex Systems for socially Intelligent ICT Duration: 1 Feb. 2009- 31 Jan 2013 EC funding 3.6 M€ Main aims • to understand the process of collective emotions formation in e-communities • to create decentralized adaptive tools to amplify positive or suppress negative collective emotions in e-societies • to stabilizedifferent ICT services by predicting negative emotions & minimizing their effects (long) • to create theoretical background for the development of the next generation emotionally-intelligent ICT services using universal methods of complex systems (long). CYBEREMOTIONS = data gathering + complex systems methods + ICT outputs

  39. cybersaur7 hr 26 min ago • The state secrets privilege, since its inception, has often been abused. More often than not, it is used to cover up government wrong doing. This case is no different.For the government to be able to arbitrarily shield itself from judicial scrutiny is bad for democracy. • ncmusic1 hr 20 min ago • In fact the very first case that establish state secrets it was abused and based on government lies. • rufioho6 hr 13 min ago • come on, the people need to know and hold their government accountable! • salbatross1 hr 53 min ago • So if it's important enough, it doesn't have to follow the Constitution. Sounds rational to me.

  40. Twitter revolution Egyptian Revolution 2011: Egyptian protest leader Wael Ghonim’s Twitter message: “congratulations Egypt the criminal has left the palace.” Egypt, Twitter and the Straw Man Revolution ….Twitter is not the root cause of these uprisings. Twitter was not repressed. Twitter did not get inspired by events in other countries. …. Twitter can help organize. Facebook can help get the word out. ….

  41. Emotional avatars from EPFL Lab

  42. 4 million comments Data collected by Wolverhampton group BBC ForumBBC “Religion and Ethics” and “World / UK News” message boards starting from the launch of the website (July 2005 and June 2005 respectively) until the beginning of the crawl (June 2009). #comments2,474,781 #users18,045 # threads97,946 Digg The analysis spans the months February to April 2009 and consistsof all the stories, comments and users that contributed to the site duringthis period. The resulting dataset contains approximately 1.9 millionstories, 1.6 million comments and 800 thousand users. Blog06 crawl of approximately 100,000 blogs and which spans 11 weeks, from 06/12/2005 to 21/02/2006", i.e. the dataset contains webpages from 100,000 different blogs (more than 3 million webpages) . The blogs are from all over the world, although there is an emphasis on English content #comments242,057 #discussions1219 Detection of collective emotions in cyber-communities

More Related