南科大Sandro Lera团队在PNAS发表研究成果
2020年11月19日 科研新闻 浏览量 :501

近日,南方科技大学前沿与交叉科学研究院风险分析预测与管控研究院、信息系统与管理工程系助理教授Sandro Lera团队为复杂网络中的动态风险管控开发了新的方法。该研究以“Prediction and prevention of disproportionally dominant agents in complex networks”为题,在美国科学院院报(PNAS)发表。

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Sandro Lera团队提出了一个框架,该框架可以监控一个系统到非稳定的中心化状态的距离。当系统到达该状态时,研究人员展示了如何构建一个最优的低成本干预措施以推动系统回到稳定的状态。这一研究成果对于反垄断政策、税法、政府补助等方面的监管实施者而言有着重要意义。

在本研究中,研究团队提出了一个重要框架来判断一个公司规模是否过大,并回答了监管者何时介入、如何介入等问题。这一框架主要基于不同主体(例如经济体中的公司)相互影响的复杂网络理论,这使得该模型能够在生物物理系统、社会经济系统等领域广泛应用。

研究团队通过测量系统中不同主体之间的相互影响率,定义了系统到它的中心化状态的距离。一旦该距离小于或等于零,无论系统的规模有多大,该系统将被少数几个主体所控制,这就是“赢者通吃”的概念。

研究人员的计算结果显示,少数主体占“主导地位”这一现象是由(经济)适应度的整体分布导致的。因此,该现象不仅归因于大型企业的存在,更多是因为许多相对“弱”的主体无法经受经济上的竞争。这意味着通过惩罚的方式对占“主导地位”的主体采取行动不会有效。该方法只能短暂地削弱大型企业的影响力,但随着系统的演化增长,又将会有新的大型企业产生并以类似方式“主导”整个系统。

基于这些发现,研究人员开发了一种低成本的干预措施以引导(经济)系统回归到更稳定的状态。该研究提出的模型强调了协调整个经济体的重要性,着重于使经济总体环境变得更具竞争力。通过这种方法,适应度强却还未充分发展的主体将有机会挑战更强的主体,从而促进整体经济向更可持续、更均衡的方向发展。由于该研究基础的通用性、应用的直接性、对于噪声或不健全数据的稳健性,该研究方法有望成为动态风险管控的标准工具。

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图1

图1的左图为二维相图,其中空格中的每个点代表着系统中(经济)适应度整体分布的具体形态。区域划分虚线以上的分布展现的是增长动态在不断变化,最终以出现占据“主导地位”的少数主体而结束(“赢者通吃”)。连续的彩色线条展示着最经济高效的干预措施,可以将系统从不稳定状态的点(红色叉号)推到稳定状态的点(蓝色叉号)。(右图)为最优干预路径的分布形态。最值得注意的是,在“赢者通吃”区域的最初分布(深红色线)中,大多数主体的适应度较低。相反,稳定区域(深蓝色线)的最终分布则主要为高适应度的主体,而且由一个健康的竞争水平驱动。

该文章第一作者为Sandro Lera。麻省理工学院(MIT)教授Alex Pentland和南科大风险分析预测与管控研究院院长Didier Sornette为文章共同作者。南科大是论文第一单位。

 

论文链接:https://www.pnas.org/content/early/2020/10/15/2003632117


 

 

供稿:前沿与交叉科学研究院

通讯员:张家绮

编辑:李思颖

主图设计:丘妍


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