Кіріспе
Математикалық экономикада, қолданбалы жалпы тепе-теңдік (AGE) модельдерін 1967 жылы Йель университетінде Герберт Скарф бастады, екі мақаласында және 1973 жылы Терже Хансенмен бірге кітапта, эмпирикалық деректермен жалпы тепе-теңдік теориясының ArrowDebreu моделін эмпирикалық бағалау мақсатында, "неоклассикалық моделінің нақты сандық шешімі үшін жалпы әдіс" (Scarf with Hansen 1973: 1) Скарф әдісі жалпы тепе-теңдік проблемасының кез-келген шешімі бойынша қарапайымдардың төмендеу тізбесін тудыратын қарапайым бөлшектер тізбесін қайталады. Қадамдар саны жеткілікті болса, тізбек нарықты тазартатын баға векторы шығарады. Браувердің тұрақты нүкте теоремасы симплекстің өз-өзіне үздіксіз карталануы кем дегенде бір тұрақты нүктеге ие екенін айтады. Бұл мақалада сандық алгоритм сипатталған, ол төменде түсіндірілетін мағынада, осындай картаның тұрақты нүктесін шамалау үшін (Scarf 1967a: 1326). Scarf AGE моделін ешқашан жасамаған, бірақ "бұл жаңа сандық әдістер экономикалық ортаның өзгеруінің экономикаға әсерін бағалауда пайдалы болуы мүмкін" деп болжаған (Kehoe және басқалар). 2005 ж., ШАРТ 1967б-ге сілтеме жасағанда). Оның студенттері Scarf алгоритмін құрал қорына енгізді, онда баға векторы саясаттағы кез келген өзгерістерге (немесе экзогендік шоктарға) шешімін таба алады, бұл бағаларға қажетті тепе-теңдікті "түзеткіштерді" береді. Бұл әдісті алғаш рет Шовен мен Уэлли (1972 және 1973) қолданды, содан кейін 1970-ші жылдары Scarf's студенттері және басқалар дамытты. Қазіргі кездегі жалпы тепе-теңдік модельдерінің көпшілігі 1950-1960 жылдары Джеймс Мид, Гарри Джонсон, Арнольд Харбергер және басқалар танымал еткен дәстүрлі екі секторлық жалпы тепе-теңдік модельдерінің сандық аналогтары болып табылады. Осы модельдермен жасалған алдыңғы талдау жұмыстары салықтардың, тарифтердің және басқа да саясаттардың бұрмалаушылық әсерлерін, сондай-ақ функционалдық әсер ету мәселелерін зерттеді. Соңғы қолданылған модельдер, соның ішінде осы жерде талқыланған модельдер, тиімділік пен үлестіру әсерін сандық бағалауды сол шеңберде ұсынады. Шалдың тұрақты нүктелік әдісі жалпы есептеу математикасында, әсіресе оңтайландыру және есептеу экономикасында жаңалық болды. Кейінгі зерттеушілер тұрақты нүктелерді есептеудің итеративтік әдістерін, Scarf сияқты топологиялық модельдер үшін де, үздіксіз екінші туындылары бар функциялармен немесе конвексиямен немесе екеуімен сипатталған модельдер үшін де әзірлеуді жалғастырды. Әрине, "глобалды Ньютон әдістері" негізінен құрғақ және тегіс функциялар үшін және диффеморфизмдер үшін жолды жалғау әдістері қолданылған кезде үздіксіз функциялар үшін берік алгоритмдерден гөрі жылдам конвергенцияланады.
(Scarf with Hansen 1973: 1)
Scarf's method iterated a sequence of simplicial subdivisions which would generate a decreasing sequence of simplices around any solution of the general equilibrium problem. With sufficiently many steps, the sequence would produce a price vector that clears the market. Brouwer's Fixed Point theorem states that a continuous mapping of a simplex into itself has at least one fixed point. This paper describes a numerical algorithm for approximating, in a sense to be explained below, a fixed point of such a mapping (Scarf 1967a: 1326). Scarf never built an AGE model, but hinted that “these novel numerical techniques might be useful in assessing consequences for the economy of a change in the economic environment” (Kehoe et al. 2005, citing Scarf 1967b). His students elaborated the Scarf algorithm into a tool box, where the price vector could be solved for any changes in policies (or exogenous shocks), giving the equilibrium ‘adjustments’ needed for the prices. This method was first used by Shoven and Whalley (1972 and 1973), and then was developed through the 1970s by Scarf’s students and others. Most contemporary applied general equilibrium models are numerical
analogs of traditional two sector general equilibrium models popularized
by James Meade, Harry Johnson, Arnold Harberger, and others in the
1950s and 1960s. Earlier analytic work with these models has examined
the distortionary effects of taxes, tariffs, and other policies, along with
functional incidence questions. More recent applied models, including
those discussed here, provide numerical estimates of efficiency and distributional
effects within the same framework. Scarf's fixed point method was a break through in the mathematics of computation generally, and specifically in optimization and computational economics. Later researchers continued to develop iterative methods for computing fixed points, both for topological models like Scarf's and for models described by functions with continuous second derivatives or convexity or both. Of course, "global Newton methods" for essentially convex and smooth functions and path following methods for diffeomorphisms converged faster than did robust algorithms for continuous functions, when the smooth methods are applicable.
AGE және CGE үлгілері
AGE модельдері Arrow-Debreu жалпы тепе-теңдік теориясына негізделген, CGE модельдерінен басқаша жұмыс істейді. Модель алдымен стандартты ArrowDebreu экспозициясы арқылы тепе-теңдіктің болуын анықтайды, содан кейін барлық түрлі секторларға деректерді енгізеді, содан кейін барлық нарықтарды тазартатын баға векторы үшін шешімін табу үшін Scarfs алгоритмін қолданады (Scarf 1967a, 1967b және Scarf with Hansen 1973). Бұл алгоритм ықтимал салыстырмалы бағаларды симплекс әдісі арқылы шектейді, бұл ықтимал шешімдер табылған нет көлемін азайтады. AGE модельдеушілері содан кейін саналы түрде кесілген жерді таңдайды және ітерация процесі арқылы ауыз ешқашан бірегей нүктеде жабылмағандықтан, шамамен шешімді белгілейді. CGE модельдері макробаланс теңдеулеріне негізделеді және тең теңдеулер санын (стандартты макробаланс теңдеулеріне негізделген) және біртіндеп теңдеулер ретінде шешілетін белгісіздерді қолданады, мұнда экзогенді айнымалылар модельден тыс жерде өзгертіледі, эндогенді нәтижелерді беру үшін.