Opiekun specjalności: dr hab. Ryszard Kutner, prof. UW 
              e-mail: 
                      Zakład Dydaktyki Fizyki IFD
                      ul. Smyczkowa 5/7
               pokój: S13

I. CO TO JEST EKONOFIZYKA

Wstęp

Od ponad piętnastu lat metody fizyki są stosowane do analizy zjawisk i procesów ekonomicznych, a od blisko dekady tego typu aktywność ma charakter instytucjonalny i nosi nazwę EKONOFIZYKI - termin ten wszedł do oficjalnego obiegu w połowie lat dziewięćdziesiątych dzięki czasopismu Physica A. Otworzyło ono na swoich łamach nowy dział pod tą właśnie nazwą. Obecnie EKONOFIZYKA znalazła już swoje miejsce w Physics and Astronomy Classification Scheme (PACS) w sekcji pn.: Interdisciplinary Physics.

Definicja ekonofizyki

Zatem, co to jest EKONOFIZYKA? Jest to wschodzący dział nauki uprawiany przez fizyków, którzy stosują teorie, modele i metody wypracowane w ramach fizyki, a zwłaszcza fizyki statystycznej i fizyki materii skondensowanej, do opisu zjawisk ekonomicznych zarówno w mikro- jak i makroskali, dotyczących w głównej mierze rynków finansowych (dlatego nazywa się ją także fizyką finansową). Na tej drodze, dzięki wykorzystywaniu analogii do zjawisk fizycznych, uzyskano pogłębioną analizę zjawisk ekonomicznych a także socjologicznych.

Początki ekonofizyki

Za początek EKONOFIZYKI uważa się pojawienie się publikacji w czasopiśmie Physica A (1991) fizyka Rosario N. Mantegna, dotyczącej analizy rynku finansowego pt.: Lévy walks and enhanced diffusion in Milan Stock-Exchange. Zauważył on w niej, że wiele indeksów giełdowych notowanych na giełdzie w Mediolanie daje się opisać w ramach procesu Lévy’ego, a nie procesu Gaussa, czyli indeksy te podlegały błądzeniu niebrownowskiemu. Praca ta pozwoliła na badanie stopnia efektywności rynków finansowych oraz na analizę spekulacyjnych bąbli i krachów giełdowych, co związane było z odkryciem skalowania, superstatystyk, rzadkich zdarzeń, długookresowych log-peridyczności oraz turbulentnych kaskad na giełdach.

Trochę historii

Badanie dynamiki Paryskiego Indeksu Giełdowego doprowadziło L. Bacheliera (ucznia H. Poincaré) do odkrycia w roku 1900 tzw. równości łańcuchowej stanowiącej podstawę teorii łańcuchów i procesów Markowa, które wkrótce umożliwiły M. Smoluchowskiemu dokonanie stochastycznego opisu ruchu Browna. Podejście to dało impuls P. Samuelsonowi do odkrycia w połowie lat sześćdziesiatych ubiegłego wieku geometrycznego ruchu Browna na giełdach a F. Blackowi i M. Scholesowi na początku lat siedemdziesiątych do zaproponowania modelu (zwanego dzisiaj modelem Blacka-Scholesa) opisującego dynamikę opcji giełdowych. Można powiedzieć, że Bachelier był ojcem tak płodnej dzisiaj idei statystycznego opisu rynków finannsowych.

Era nowożytna

Jednakże, wyraźny wzrost zainteresowania rynkami finansowymi w społeczności fizyków datuje się dopiero od początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku gdy ilość danych empirycznych i automatyzacja ich opracowywania pozwoliła na weryfikowanie (w sensownie krótkim czasie) różnorodych hipotez i modeli np. typu statystycznego.

II. CELE SPECJALNOŚCI

Od kilkunastu lat obserwuje się wyraźnie wzrastające zaangażowanie fizyków w badania nad zjawiskami ekonomicznymi i socjologicznymi, przejawiające się w lawinowo narastającej liczbie publikacji (zarówno w czasopismach jak też książkowych). Opracowanych zostało wiele podejść, które stanowią już dzisiaj dobrze ugruntowaną wiedzę – wydaje się koniecznością, aby studenci fizyki mogli się z nią zapoznawać w sposób systematyczny i zinstytucjonalizowany. Służyć temu ma powołana na Wydziale Fizyki UW nowa specjalność METODY FIZYKI W EKONOMII (EKONOFIZYKA). Pragniemy podkreślić, że studenci studiujący na tej specjalności otrzymują z jednej strony wiedzę umożliwiającą prowadzenie badań naukowych, z drugiej zaś strony wyposażani są w umiejetność jej stosowania w codziennej praktyce zawodowej.

Celem tej specjalności jest stworzenie studentom fizyki możliwości studiowania metod, modeli i teorii opracowanych w ramach fizyki, które są obecnie wykorzystywane do analizy zjawisk i procesów ekonomicznych a także socjologicznych. Fizycy stworzyli również szereg podejść właściwych tylko dla tego typu zjawisk i procesów – są one także umieszczone w programie tej specjalności.

Program tej interdyscyplinarnej specjalności pokazuje, że część zajęć jest prowadzonych przez pracowników Wydziału Fizyki UW a część Wydziału Nauk Ekonomicznych UW, jak to ustalili Dziekani obu Wydziałów. Ponadto, studenci specjalności uczęszczają na wybrane zajęcia na Wydziale Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW.

Specjalność tę można traktować jako kolejny krok w stosunku do istniejących już w Polsce licencjatów z ekonofizyki utworzonych na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Wrocławskiego oraz na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach.

III. PRZYKŁADOWE KIERUNKI BADAWCZE I POLA WSPÓŁPRACY EKONOFIZYKÓW Z EKONOMISTAMI, MATEMATYKAMI A TAKŻE SOCJOLOGAMI

Przykładowe kierunki badawcze i pola współpracy ekonofizyków z ekonomistami, a w tym zwłaszcza ekonometrykami, matematykami finansowymi a także socjologami:

• Analiza Bayesowska hipotez statystycznych
• Zastosowanie twierdzeń granicznych statystyki matematycznej do analizy długookresowej dynamiki rynków finansowych oraz statystycznego prognozowania
• Zastosowania termodynamiki statystycznej (tradycyjnej oraz egzotycznej)
• Teorie użyteczności np. modele magnetyków stosowane na giełdach
• Różnego rodzaju przemiany fazowe
• Zastosowania dynamiki chaotycznej
• Dynamika stochastyczna: równania stochastyczne, równania dyfuzji i transportu (tradycyjne i fraktalne)
• Relaksacje fraktalne na rynkach finansowych jako uogólnienie relaksacji fraktalnej w materiałach lepko-sprężystych
• Procesy stochastyczne: gaussowskie i niegaussowskie
• Skalowanie i grupa renormalizacji oraz uogólnione skalowanie, zdarzenia rzadkie, superstatystyki i kaskady turbulentne na giełdach – wielofraktale
• Sieci złożone w ekonofizyce
• Oryginalne i subtelne metody detrendowania i prognozowania
• Teorie ryzyka i podejmowania decyzji
• Dynamika pochodnych instrumentów finansowych
• Analizy portfelowe

IV. KWALIFIKACJE ABSOLWENTA ORAZ MOŻLIWOŚCI ZATRUDNIENIA

• umiejętność dostrzegania zarówno zjawisk i procesów fizycznych jak też ekonomicznych a także socjologicznych
• umiejętność pozyskiwania i opracowywania danych empirycznych, zwłaszcza dużych rekordów danych
• umiejętność wizualizacji danych empirycznych
• umiejętność interpretacji danych oraz analizy danych (zarówno empirycznych jak też pochodzących z symulacji komputerowych) oraz ich analizy matematycznej i numerycznej a także ich algorytmizowanie i modelowanie
• umiejętność modelowania numerycznego i komputerowego a w tym zwłaszcza umiejętność projektowania i prowadzenia symulacji komputerowych oraz porównywania uzyskanych wyników z danymi empirycznymi
• znajomość metod prognozowania i umiejętność ich praktycznego wykorzystywania
• umiejętność pracy w zespołach interdyscyplinarnych (np. składających się z ekonomistów, socjologów, psychologów, matematyków finansowych i ekonofizyków).