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不确定性

# 不确定性 (Uncertainty)

不确定性 (Uncertainty) 是一个核心概念,横跨{{{经济学}}}、{{{金融}}}、{{{统计学}}}和{{{决策论}}}等多个领域。它描述了一种认知状态,即个体或组织对于未来的事件、结果或状态缺乏完全的知识。在不确定性下,行动的可能后果及其发生的可能性是未知的或无法精确量化的。

理解不确定性的关键在于将其与另一个相关但不同的概念——{{{风险}}} (Risk)——区分开来。这个区分对于深刻理解现代经济和金融理论至关重要。

## 奈特氏不确定性与风险 (Knightian Uncertainty vs. Risk)

20世纪初,经济学家[[弗兰克·奈特]] (Frank Knight) 在其著作《风险、不确定性与利润》中,对风险和不确定性做出了经典的区分。

* 风险 (Risk):指的是一种结果未知,但所有可能结果的{{{概率分布}}}是已知的状态。在这种情况下,我们可以使用概率论来计算{{{期望值}}}、{{{方差}}}等指标,并据此做出理性的决策。风险是“可量化的不确定性”。 * 示例:在一个标准的六面{{{骰子}}}中,我们不知道下一次投掷的具体结果是几点,但我们确切地知道出现任何一面(1到6)的概率都是 $1/6$。赌场中的轮盘赌、扑克牌等游戏都属于风险的范畴。

* 不确定性 (Uncertainty):也称为奈特氏不确定性 (Knightian Uncertainty),指的是一种结果未知,且其概率分布也是未知的、无法被客观量化的状态。在这种情况下,我们没有足够的历史数据或理论依据来为各种可能的结果分配一个精确的概率。不确定性是“不可量化的不确定性”。 * 示例:一场技术革命(如人工智能的未来影响)的结果、一场战争的最终结局、或者一家初创公司能否取得成功。对于这些事件,我们无法为所有可能的结果(例如,AI将导致大规模失业,还是创造更多就业)赋予一个公认的、客观的概率。

这个区分的核心在于概率的可知性。在风险世界里,我们可以依据{{{概率论}}}和{{{期望效用理论}}} (Expected Utility Theory) 来优化选择。但在一个充满不确定性的世界里,决策变得更加复杂,因为我们甚至不知道如何评估不同选择的优劣。

## 不确定性的来源

不确定性可以源于多种因素,主要可以分为以下几类:

1. 认知不确定性 (Epistemic Uncertainty):源于知识的缺乏或不完整。理论上,通过收集更多的信息或进行更深入的研究,这种不确定性是可以被减少的。例如,我们对某个遥远星系的组成不确定,但通过更先进的望远镜观测,这种不确定性可以降低。

2. 随机不确定性 (Aleatory Uncertainty):源于系统内在的、固有的随机性。即使我们拥有关于系统的所有信息,结果仍然是随机的。这种不确定性是不可消除的。例如,量子力学中的粒子位置,或者一个公平硬币的投掷结果。

3. 模型不确定性 (Model Uncertainty):在分析复杂系统时,我们需要建立模型(如经济模型、气候模型)来进行简化和预测。模型不确定性指的是由于我们不知道哪个模型是“正确”的,或者所有模型都是对现实的不完美近似而产生的不确定性。选择不同的{{{宏观经济模型}}}(如{{{凯恩斯主义模型}}} vs {{{新古典主义模型}}})可能会对经济预测产生截然不同的结果。

4. 参数不确定性 (Parameter Uncertainty):即使我们选定了一个模型,模型中的参数(如{{{需求弹性}}}、{{{回归系数}}}等)通常也是未知的,需要通过数据来估计。由于样本的随机性,这些估计值本身也存在不确定性,这被称为参数不确定性。

## 不确定性的量化与处理

尽管奈特氏不确定性被定义为“不可量化”,但学者们发展了多种理论框架来应对和形式化描述它。

* 主观概率 (Subjective Probability):这是{{{贝叶斯统计}}}的核心思想。它认为,即使客观概率不存在,决策者也可以根据自己的信念、经验和已有信息,为不确定事件赋予一个主观概率。然后,通过{{{贝叶斯定理}}} (Bayes' Theorem),决策者可以利用新的信息来更新自己的主观概率。在这种观点下,风险和不确定性的界限变得模糊,因为所有不确定性都可以通过主观概率进行量化。

* 区间概率 (Interval Probability):这种方法放弃了为每个事件分配一个精确概率值的做法,而是认为一个事件的概率落在一个区间内。例如,认为“明天经济衰退的概率在 $20\%$ 到 $40\%$ 之间”。这承认了我们知识的模糊性。{{{Dempster-Shafer理论}}}是这一思想的延伸。

* 模糊厌恶 (Ambiguity Aversion):{{{行为经济学}}}的一个重要发现是,人们倾向于厌恶不确定性(模糊性)甚于厌恶风险。著名的{{{埃尔斯伯格悖论}}} (Ellsberg Paradox) 完美地展示了这一点: * 场景:一个罐子里有90个球,其中30个是红球,剩下60个是黑球和黄球的混合,但黑球和黄球的具体数量未知。 * 选择1:赌红球(已知概率 $1/3$)还是赌黑球(未知概率)?大多数人选择赌红球。 * 选择2:赌“红球或黄球”(未知概率)还是赌“黑球或黄球”(已知概率 $2/3$)?大多数人选择赌后者。 * 悖论:这种选择模式违反了标准的期望效用理论。它揭示了人们对“未知的未知”有一种强烈的规避倾向,他们宁愿选择一个概率已知的选项,即使它的期望回报可能更低。

## 在各领域中的影响

* 经济学:不确定性是驱动{{{商业周期}}}和影响经济决策的关键因素。当未来不确定性增加时,企业可能会推迟投资(所谓的“观望”行为),消费者可能会增加{{{预防性储蓄}}} (Precautionary Saving),从而导致总需求下降和经济放缓。政策不确定性(如贸易政策、税收政策的频繁变动)尤其被认为是损害经济增长的重要因素。

* 金融学:在{{{资产定价}}}中,风险(通常用贝塔系数 $\beta$ 衡量的{{{系统性风险}}})是有回报的。然而,奈特氏不确定性,特别是发生“黑天鹅事件” (Black Swan Events) 的可能性,难以被标准金融模型捕捉。金融危机往往被归因于模型未能充分考虑深层的不确定性。{{{衍生品}}}(如{{{期权}}}和{{{期货}}})可以用来对冲已知的风险,但对冲真正的、不可知的不确定性则要困难得多。

* 统计学:统计学本质上是一门处理不确定性的科学。 * 在{{{频率派统计}}} (Frequentist Statistics) 中,不确定性主要体现在对参数估计的信心上,通过{{{置信区间}}} (Confidence Interval) 和{{{p值}}} (p-value) 来表达。置信区间描述了在重复抽样中,包含真实参数值的区间的频率。 * 在{{{贝叶斯统计}}} (Bayesian Statistics) 中,不确定性通过参数的{{{后验分布}}} (Posterior Distribution) 来直接量化。{{{可信区间}}} (Credible Interval) 则给出了参数以某一概率落入的范围,这更符合人们对不确定性的直观理解。

## 数学形式化表达

我们可以用一个简单的集合论框架来区分风险和不确定性。

假设 $ \Omega = \{\omega_1, \omega_2, \ldots, \omega_n\} $ 是所有可能发生的“世界状态”的集合。

* 在风险条件下,存在一个已知的{{{概率测度}}} $P$,$P: 2^\Omega \to [0, 1]$,它为每一个事件 $A \subseteq \Omega$ 分配一个确定的概率 $P(A)$。决策者的目标是最大化其基于该概率分布的{{{期望效用}}}。

* 在不确定性条件下,这个概率测度 $P$ 是未知的。决策者可能面临以下几种情况: 1. 对 $P$ 一无所知。 2. 知道 $P$ 属于一个由多个可能的概率分布组成的集合 $\mathcal{P}$。

在这种情况下,决策者不能简单地计算期望效用。他们可能会采用其他决策准则,例如最大最小化准则 (Maximin Criterion),即选择那个在最坏情况下结果最好的策略,这反映了对不确定性的极度厌恶。