Физические модели в экономике

     Введение 

     Актуальность  исследуемой темы. Применение физических представлений к такой сложной области человеческой деятельности, как экономика, представляет значительный интерес, но одновременно сопряжено с большими трудностями. Это связано с несколькими обстоятельствами. Во-первых, это обусловлено большим разнообразием факторов, влияющих на развитие экономической системы, и различных теорий, во многом опирающихся на разрозненный эмпирический материал. Несмотря на развитие этих экономических теорий и как следствие — использование различных моделей и вариантов эволюции экономики, очень часто экономические прогнозы противоречат реальной динамике жизни. Во-вторых, это обусловлено трудностью использования научных методов исследования экономических проблем общества. Экономические интересы общества большей частью требуют решения именно практических, реальных проблем жизни человека в достаточно короткие периоды времени, и ошибки здесь могут привести уже отнюдь не к абстрактным последствиям. В значительной мере прогнозы существующей экономики основаны на линейных представлениях (от «наличного» или «остаточного» принципа) и вследствие этого — на административно-командных методах управления при государственном планировании. Рыночные же методики, давая успех в конкретных условиях, также не дают однозначного результата при их всеобщем применении.

     Несомненно, что экономика перестала быть описательной, во многом эмпирической, но еще не стала и точной количественной наукой, законы которой бесспорны  и реально подтверждены практикой  человеческой деятельности. Весьма приблизительно здесь можно провести аналогию между  классической физикой и постнеклассической. По-видимому, и в экономической  науке наступает момент бифуркации ее развития с использованием новых  идей и взглядов. Таким новым подходом может быть развитие в экономике синергетических представлений.

     Долгое  время развитие экономических моделей останавливало большое количество разрозненных параметров, учесть значительную часть которых казалось невозможным. В настоящее время четко определено, что для этого необходимы точные статистические наблюдения и анализ показателей, причем очень важна методика учета данных и обработки результатов.

     Объектом  исследования является экономическое моделирование.

     Предмет исследования – физические модели в экономике.

     Целью работы является изучение физических моделей в экономике на примере моделей Н.Д. Кондратьева.

     Исходя  из поставленной в работе цели, необходимо решить следующие задачи:

     - изучить экономическую модель  длинных волн Н.Д. Кондратьева;

     - исследовать понятия обратимости и необратимости процессов в экономике, а также синергетические представления устойчивости;

     - рассмотреть физическое моделирование  рынка;

     - проанализировать циклический характер экономических процессов в модели Н.Д. Кондратьева. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1. Экономическая модель длинных волн Н. Д. Кондратьева 

     Одной из экономических моделей, очень  близких к физическому пониманию  широкого класса колебательно-волновых процессов и их общности для процессов  самой различной природы, является теория длинных волн, разработанная  в 20-е годы прошлого века отечественным  экономистом Н.Д. Кондратьевым. Эта  модель длинных волн в экономике, названных им большими циклами конъюнктуры, широко используется до настоящего времени в прогнозах развития экономики, особенно в США, а сейчас и у нас в стране. На основе этой модели были точно предсказаны спады в экономике, в частности мировой экономический кризис в конце 30-х гг. и энергетический кризис в конце 70-х гг. прошлого столетия.

     Н.Д. Кондратьев, ученый с мировым именем (циклы экономического развития получили название кондратьевских волн или циклов) прожил достаточно недолгую жизнь (46 лет) и не был признан в России. В 1920 г. им был создан Конъюнктурный институт, которым он руководил до 1928 г. Он участвовал в разработке пятилетних планов, для которых главным считал не количественный, а качественный характер, основанный на научном анализе тенденций и пропорциональности развития, в том числе на предположении существования длинных волн в экономике капитализма, а также возможности на базе этого прогнозирования развития социалистической экономики¹.

     В 1930 г. его обвинили в создании несуществующей «трудовой крестьянской партии», боровшейся с огульной коллективизацией сельского  хозяйства в СССР и с форсированной  индустриализацией за счет перекачки  средств из сельского хозяйства  и тем самым якобы ставящей на основе его теории цель реставрации  капитализма. Н.Д. Кондратьева заключили  в Суздальский политический изолятор на несколько лет, и в 1938 г. он был  расстрелян за «усиление антисоветской деятельности» в тюрьме. Единственной «деятельностью», которой Н.Д. Кондратьев занимался в тюрьме, была работа над рукописями о закономерностях экономического роста и письма жене. В 1987 г. он был реабилитирован².

     Идеи  Н.Д. Кондратьева, основанные на вероятностном  подходе при исследовании статистических рядов экономических показателей, и предсказания развития капитализма  встретили в 30-е годы прошлого века отрицательную реакцию большинства  экономистов в нашей стране, отстаивавших собственный, социалистический путь развития стран. Однако сейчас, когда, по образному  выражению М. Тэтчер, перед нашим  обществом стоит сложнейшая задача «перехода от социализма к капитализму», представления Н.Д. Кондратьева о циклических колебаниях развития экономики имеют особый интерес, в том числе в связи с возможностью их общефизического синергетического обоснования.

     Исследования, выводы и сама модель длинных волн Н.Д. Кондратьева были основаны на эмпирическом анализе большого числа экономических  показателей (индексы цен, государственные  долговые бумаги, номинальная заработная плата, показатели внешнеторгового  оборота, добыча полезных ископаемых, в том числе золота, промышленное производство металлов, необходимых  для развития экономического хозяйства, — чугуна, стали, свинца и т.д.) различных  стран на значительных промежутках  времени (100—150 лет)³. С помощью метода наименьших квадратов из построенных числовых рядов выделялись тренды (гладкие кривые, лучше всего приближающие исходный ряд к собранным статистическим данным), и затем полученные результаты усреднялись с помощью «девятилетней скользящей средней». Усреднение позволяло сгладить колебания, происходящие чаще, чем в девять лет. Длина цикла оценивалась как расстояние между соседними пиками и спадами. Полученные таким образом статистические данные и обработанные современными на то время математическими методами результаты позволили Н.Д. Кондратьеву визуально выделить во всех рядах показателей волны с периодом 48—55 лет, характеризующие рост и спад производства.

     Н.Д. Кондратьев пришел к выводу, что  колебательные движения в экономике  представляют собой процессы отклонений от равновесных состояний, к которым  стремится экономика, и при этом отклонения носят циклический характер. Отметим, что такие представления  возникли не на «пустом месте» —  им в той или иной степени предшествовали работы К. Маркса (1818—1883), С. Джевонса (1835—1882), М.Н. Туган-Барановского, Парвуса (А. Гельфанда) (1896-1924), К. Каутского (1854-1938), В. Парето (1848—1923) и других ученых, а затем они были развиты некоторыми современными экономистами. Эмпирически было зафиксировано наличие определенных циклов в экономическом развитии, откуда следовало, что такой колебательный процесс охватывает практически все стороны воспроизводительного процесса и является имманентным свойством экономики в целом⁴.

     Все предыдущие модели экономического развития и отчасти сама теория длинных  волн Н.Д. Кондратьева основаны на экономической  статистике — положении равновесия, а кризисы рассматриваются как  флуктуации, неизбежные, но не дающие развития. В известном смысле здесь можно  провести сравнение с классической физической статикой и классической термодинамикой, поскольку сам Н.Д. Кондратьев рассматривал экономическую  систему как замкнутую и все  процессы, происходящие в ней, рассматривал как вызванные эндогенными, а  не экзогенными причинами.

     В современном синергетическом представлении  самоорганизующаяся сложная система  требует для своего развития открытости, необходимого обмена с окружающей средой энергией, материей и информацией. А  окружающая среда для экономической системы представлена природно-биологическими процессами, которые являются циклическими, развивающимися по законам естественных космо-планетарных ритмов, и это, конечно, должно проявляться и в развитии экономических процессов. 

     2. Обратимость и необратимость процессов в экономике, синергетические представления устойчивости в экономике 

     Понятие циклов в какой-то мере отражает представление  об обратимости процессов, в то время  как динамика самого развития сложных  систем связана с нелинейной необратимостью. Классическая экономика использует квазистатические методы, согласно которым  развитие от одного устойчивого состояния к другому происходит циклически, хотя и с учетом флуктуаций — кризисов. Синергетическая же экономика учитывает развитие во времени через неустойчивости методами нелинейной динамики. Эти неустойчивости и нелинейности являются принципиально источниками разнообразия и сложности экономической динамики, а не случайностями, не дающими развития экономической системы, как своего рода стохастический шум в классической экономике. Кроме того, для биологических структур устойчивым может быть и неравновесное состояние, когда сложная система устойчива вдали от равновесия. «Мир — это постоянное развитие, вечная неустойчивость, а периоды стабилизации — лишь краткие остановки на этом пути», — отмечал российский географ А.Д. Арманд.

     Синергетический подход тем самым позволяет снять  некое противоречие между необратимостью процесса экономической эволюции и  цикличностью этого процесса. Вспомним, что именно синергетика смогла снять  противоречие между биологической  эволюцией Дарвина и физической эволюцией Больцмана⁵. Поэтому в целом, наверное, методологически более правильно говорить не о циклах, а именно о колебательных процессах, используя разработанный аппарат физико-математических методов и моделей для исследования таких процессов (включая и автоколебательные процессы), имеющих глубокую и широкую аналогию в реальных природных и социально-экономических явлениях.

     Н.Д. Кондратьев и его последователи  подчеркивали, что необходимо анализировать  не только кризисы, но и всю совокупность волнообразных движений в экономике⁶. К функциональным категориям в экономике относятся производство, обмен, распределение и потребление. В процессе производства при наличии имеющихся ресурсов и технологий создается некоторое количество товаров и услуг. Через распределение и потребление реализуется само функционирование экономики, которое определяется производством, а обмен является звеном между производством, распределением и потреблением и регулируется рынком. В физическом понимании рынок — это экономическое пространство—время, в котором происходит купля—продажа произведенных товаров и услуг с помощью денег, взаимоотношение между производителем и покупателем—потребителем через спрос и предложение. Поведение экономической системы обусловлено, таким образом, совокупным спросом и совокупным предложением, взаимоотношение между которыми регулируется конкуренцией.

     Механизм  рыночной конкуренции в экономике  выполняет функцию, аналогичную  диссипации энергии в природных  процессах и системах: возникает  саморегулирующийся процесс соответствия производства и потребления, продажи  и купли услуг и товаров. Взаимодействие конкуренции и саморегулирующихся рыночных цен на товары и услуги создает доход и прибыль. Не останавливаясь здесь на механизме действия этих параметров, так же как и на роли и функции денег, капитала, инвестиций, сбережений, кредита и других экономических  категориях (об этом можно узнать в  литературе по экономике), отметим, что  существенную роль в понимании эволюции экономической системы играют как раз представления об экономическом равновесии и неравновесии, статической и динамической устойчивости.

     Равновесным можно считать такое состояние  экономики, когда любой образующийся в нем излишек или недостаток товаров, услуг, капиталов и денег  со временем стремится к нулю. Физически  это означает, что состояние устойчиво, если система возвращается к нему при малых отклонениях, и неустойчиво  при больших отклонениях. При  экономическом равновесии совокупный спрос равен совокупному предложению, инвестиции равны сбережениям, цены и заработная плата стабильны, деньги выполняют в основном функцию  средства обращения.

     Если  равновесие устойчиво, то в системе  возникает механизм его самоподдержки. Если в какой-то момент времени сбережения стали превышать инвестиции, то возникает  избыточное предложение денег и  норма процента уменьшается, делая  более выгодными инвестиции и  менее выгодными — сбережения. В результате инвестиции растут, а  сбережения сокращаются, регулируя  соотношение инвестиций и сбережений. Если же, наоборот, инвестиции превышают  сбережения, то эффективность инвестиций уменьшается из-за падения спроса на товары и услуги, а сбережения растут, и снова восстанавливается  равенство инвестиций и сбережений. Выполняются закон отрицательной  связи и принцип Ле Шателье, который, как мы видели в экологии, реализуется  в соотношении «хищник — жертва».

     Примером  положительной обратной нелинейной связи (режим с обострением) может  служить известная эмпирическая закономерность выражаемая словами: «деньги — к деньгам»

     В отличие от статического равновесия динамическое равновесие связано с  экономическим ростом, при котором  все произведенные товары и услуги находят сбыт и все платежеспособные потребности удовлетворяются, и  оно в общем случае неустойчиво  и ведет к возникновению неравновесия в экономике. С возникновением неравновесия в экономике начинают проявляться свойства сложной системы и экономическая система через бифуркации может перейти на новые иерархические уровни развития.

     Устойчивая  система в условиях неравновесности  не только сама активно генерирует энергию, но и отбирает ее из окружающей среды для перестройки своей  структуры. Это обусловлено тем, что саморазвивающаяся открытая система уменьшает, как мы это  отмечали, свою энтропию за счет увеличения ее в окружающей среде, причем в энтропии, играют сбережения (они не работают впрямую на эволюцию системы), а роль свободной энергии — инвестиции. Таким образом, самоорганизующиеся экономические системы в рыночных условиях являются открытыми системами, свободно обменивающимися с другими  системами общества (например, социальными  или политическими структурами) материальными, энергетическими и  информационными потоками. Для рынка  — это свободное движение капитала, рабочей силы и товара. В условиях внешних воздействий, созидательной  роли диссипации социально-экономических  процессов, связанных с действием  индивидумов — членов общества, и реальной конкуренции процессов  организации структуры и дезорганизации процесса подъема экономики система  становится активно-неравновесной  и несимметричной. Она «сама» уходит от максимума энтропии, т.е. от состояния  равновесия, становится нелинейной и  тем самым подчиняется законам  нелинейной экономики⁷. 

     3. Физическое моделирование рынка 

     При синергетическом моделировании  рынка как самоорганизующейся системы  необходимо анализировать взаимовлияние  спроса и предложения в нелинейных условиях, проявляющихся в виде самоорганизации  ценообразования и в производстве товаров, и рассматривать эти  процессы в общем случае как гармоническое взаимодействие хаоса и порядка в сложных системах.

     Одной из основных характеристик социально-экономических  процессов является то, что они  не обладают постоянной во времени  структурой и все происходящие в  них изменения идут за счет внутреннего  саморазвития и они лишь частично зависят от внешних воздействий. Последние, по существу, запускают структурный  механизм, действие которого определяется внутренней природой сложной самоорганизующейся системы. Другими словами, в процессе своего развития система в какой-то мере самодостаточна и развивается  по своим законам, участвуя в противоположных  процессах — организации порядка  структур и их беспорядка — хаоса, диссипации энергетических и материальных потоков.

     В качестве структуры в экономике  может выступать как сформировавшаяся фирма в качестве производителя  товара, так и процесс, например, организации производства, купли—продажи  товаров и т.д. Диссипативное начало хаотического нерегулируемого процесса в открытой экономической системе  может «перевесить» «работу» источника  организации регулярного процесса или структуры, и тогда устойчивые структуры возникнуть не могут. Если же потребление превышает производство, то появление новых организаций  невозможно — хаос потребления не дает возможности возникновения  устойчиво организованных фирм и  предприятий, и без помощи извне  — дополнительных ассигнований и  инвестиций или перестройки в  потреблении — экономического роста  не будет.

     С другой стороны, при отсутствии диссипации организация спонтанно возникнуть не может. Как это и положено для  развития сложных систем [68], диссипация выступает как необходимый элемент саморазвития. При частичном перепроизводстве, т.е. появлении излишка какого-либо товара, предложение превышает спрос на этот товар. В качестве диссипации выступает убыток предприятия, что останавливает дальнейшее производство непотребляемого и, следовательно, неэкономичного товара и сохраняет систему от ненужного растрачивания ресурсов.

     Для современной экономики России характерно, что концентрированная энергия, образованная в ходе первоначального  накопления и приватизации, не используется в структурном преобразовании экономики  страны, а начинает работать в экономике  других стран. Другими словами, вместо поглощения внешних потоков энергии  происходит потеря внутренней энергии  и вещества, что сопровождается усилением  неустойчивости системы. 

     4. Циклический характер экономических процессов в модели Н.Д. Кондратьева 

     В работах Н.Д. Кондратьева рассматривается  несколько видов равновесных  состояний при циклическом развитии (он назвал их равновесием первого, второго и третьего порядков)⁸.

     Равновесие  первого порядка, по Н.Д. Кондратьеву, осуществляется между обычным рыночным спросом и предложением. Отклонения от него вызывают краткосрочные колебания длительностью 3—3,5 года. Это есть циклы в товарных знаках. Равновесие второго порядка образуется в процессе формирования цен производства путем перераспределения капитала и вклада его в оборудование. Это циклы средней продолжительности. Равновесие третьего порядка связано с изменением запаса «основных капитальных благ». К ним Н.Д. Кондратьев относит основные промышленные средства, здания, инфраструктуру, квалифицированную рабочую силу, обслуживающую данный технический способ производства. Этот запас должен находиться в равновесии со всеми факторами, которые определяют существующий технический способ производства. Однако он периодически нарушается и возникает необходимость образования нового такого запаса «основных капитальных благ», которые бы удовлетворяли складывающемуся новому техническому способу производства⁹.

     Отметим, что Н.Д. Кондратьев еще до возникновения  нынешнего понимания синергетического механизма развития экономики предположил, что такое обновление «основных  капитальных благ», отражающее движение научно-технического прогресса, происходит не плавно, а скачками («толчками»), т.е. дискретно, и является материальной основой больших циклов конъюнктуры. Существенно также и то, что  он не придавал абсолютного смысла точным качественным значениям циклов различных экономических параметров, а подчеркивал вероятностный  характер трендов развития. В своей  работе «Большие циклы конъюнктуры» он писал, что «считать доказанным окончательно и точно наличие таких циклов нельзя, но имеется большая вероятность их существования»¹⁰.

     В своей циклической теории длинных  волн Н.Д. Кондратьев выделил фазы подъема, спада и периодов перехода между  ними и показал, что эти периоды  влияют на экономические процессы факторов социального и политического  развития, придав этой теории в рамках концепции колебательных процессов  целостный характер общей социально-экономической  эволюционной закономерности.

     Циклический процесс развития экономики, по Н.Д. Кондратьеву, состоит в развитии четырех фаз цикла: повышательной  волны, перелома повышательной волны, понижательной волны и ее перелома. Согласно работам¹¹, процессы смены фаз экономики в модели длинных волн связаны с волновной природой развития.

     Повышательная волна является фазой подъема и периодом более открытого состояния экономической системы. Она вызвана обновлением и расширением основных капитальных благ, радикальным изменением и перераспределением основных производительных сил. Это обусловлено усиливающимся социально-экономическим метаболизмом (усиление внешнеэкономических контактов) и внутренним свободным перетеканием капитала. Для этого требуются значительное накопление (концентрация) капитала на предыдущем этапе, возможность перемещения свободного капитала, возникновение новых точек роста.

     Такая фаза характеризуется ростом производства, внедрением новых технических средств  и изобретений, также возникших  на предыдущем этапе, созданием новых  производительных сил, меняющих структуру  хозяйственных связей. Эта фаза повышательной  волны происходит тогда, когда внедрение  новой техники дает возможность  увеличить норму прибыли. Применительно  к научной компоненте современного естествознания обновление технологического базиса военной и гражданской  промышленности в данной фазе цикла  предполагает количественный рост научной  сферы, дополнительные финансовые возможности  и расширение социальной базы науки. Этому периоду свойствен высокий  динамизм развития экономики и одновременно обострение конкуренции и борьбы на внешних рынках и разделения сфер влияния на внутренних. Образование  новых предприятий и усложнение структуры экономического сообщества порождает структурные неоднородности, а тем самым и неустойчивости¹².

     Эти процессы сопровождаются повышением активности социальных групп, заинтересованных в  росте производительных сил, что  обостряет борьбу против устаревших социально-экономических отношений, социальные конфликты и борьбу различных  социальных классов. Создаются условия  для социальных и даже военных  конфликтов. В целом же эта фаза соответствует усложнению и упорядочению экономических структур и в синергетическом  подходе является режимом зарождения нового порядка.

     Фаза  перелома повышательной волны начинает проявляться, когда инвестиции капитала в крупные проекты повышают спрос на капитал, что приводит к его концентрации. Потраченная на внутреннюю и внешнюю борьбу энергия развития уменьшается, начинает угасать. Усиливающиеся диссипативные процессы замедляют темпы развития. Возникающие внешнеполитические и внутрисоциальные потрясения своими непроизводительными для развития экономики затратами также ослабляют темпы накопления и повышают спрос на капитал. При дорожании капитала возникает его дефецит и соответственно уменьшается темп его инвестирования в капитальное строительство и перевооружение хозяйства, что в целом ведет к снижению активности хозяйственных процессов и снижению цен.

     Происходит  некоторая стабилизация, капитал  как бы стягивается к новым  возможным точкам роста. Однако это  не обязательно приведет к их реализации — развитие идет бифуркационно, и  поток времени находится в  постоянном конструировании нового, а это означает, что будущее  развитие не детерминировано раз  и навсегда: оно вероятностно. С  позиции синергетики - это фаза закрепления  достигнутого порядка. Можно сказать, что система сама регулирует ситуацию, экономит силы на упорядочении. В точке  перегиба происходит смена знака  обратной связи. Сначала внедрение  новых технологий и экономический  рост взаимно усиливают друг друга. Затем экономическая конъюнктура  начинает подавлять внедрение новых  технологий и положительная обратная связь сменяется на отрицательную. Этот процесс взаимодействия экономики  и технологии проявляется и в  других точках перегиба при смене  фаз за счет взаимного стимулирования и торможения этого взаимодействия и определяет возникновение автоколебательного режима развития.

     Дальнейшее  изменение фаз цикла приводит к фазе спада, длительной депрессии  в экономике. Это — кондратьевская понижательная волна, характеризующаяся стремлением к удешевлению производства, поиску новых технологий, структурных изменений, приводящих к потере темпов развития, экономическому кризису. Приостанавливается рост процента на капитал, и идет его понижение в процессах развития экономики; он аккумулируется в банковских группах.

     В этой фазе сельское хозяйство страдает при депрессии больше, чем промышленность, консерватизм его развития больше, чем в мобильной промышленности, более гибко реагирующей на конъюнктуру  рынка. В такой ситуации цены на сельскохозяйственные продукты падают, снижается покупательная  способность, наблюдается переток  капитала из сферы сельского хозяйства  в промышленность.