Описание общей модели Вальраса

Рассмотрим математическое моделирование рынка по Вальрасу. Исходными концепциями модели Вальраса являются:

· дезагрегированность участников рынка: рассматриваются отдельные потребители и отдельные производители;

· совершенность конкуренции;

· общность равновесия.

Последняя концепция означает рассмотрение равновесия по всем товарам сразу, а не по отдельным товарам. Следовательно, в модели Вальраса вводится понятие общего равновесия (т.е. равновесия по всем товарам).

Будем предполагать, что на рынке продаются и покупаются товары двух видов: готовые товары, являющиеся продуктом производства (товары конечного потребления) и производственные ресурсы (первичные факторы производства). Поэтому будем рассматривать «расширенное» пространство товаров , где - число видов всех товаров. Компонентами вектора являются как выпуски, так и затраты (первичные факторы). Для различения их, затраты снабжают отрицательным знаком (поэтому записываем , а не ). Если есть вектор чистого выпуска, то все его компоненты, соответствующие затратам, будут равны нулю; если есть вектор только первичных факторов, то все его компоненты, соответствующие конечным продуктам, будут равны нулю.

Индексы (виды) товаров, как и раньше, будем обозначать буквой , индексы потребителей - буквой и индексы производителей - буквой . Через обозначим вектор цен товаров.

Выходя на рынок, каждый потребитель или производитель становится одновременно покупателем одних и продавцом других товаров. Потребитель, т.е. участник рынка, «непосредственно не занятый в производстве», может продавать имеющиеся в его распоряжении первичные факторы и покупает товары производителей. Производитель, т.е. участник рынка, «непосредственно занятый в производстве», продает свою готовую продукцию и покупает первичные факторы у потребителей.

Поэтому каждый потребитель i как участник рынка характеризуется тремя параметрами: начальным запасом товаров функцией дохода и вектор-функцией спроса на продукты производства

Каждый производитель j характеризуется двумя параметрами: вектор-функцией предложения готовой продукции и вектор-функцией спроса на затраты . Однако в модели Вальраса применяется несколько обобщенная характеристика производителя - с помощью одного множества трактуемого как множество его (оптимальных) производственных планов. На языке «затраты-выпуск» это множество можно определить следующим образом: где - производственная функция. Очевидно, .

Следовательно, под математической моделью рынка понимают совокупность элементов:

(4.3.1)

где - пространство цен товаров, N - множество всех участников рынка (N содержит элементов).

Без качественных потерь вместо (4.3.1), как модель рынка, можно рассматривать совокупность

Природа элементов совокупности (4.3.1) здесь несколько отличается от той, которая характеризовалась при изолированном рассмотрении потребительского и производственного секторов.

Во-первых, вектор содержит цены как товаров конечного потребления, так и затрат. Далее будем исходить из изменчивости цен. Причем цены меняются не по желанию отдельных участников рынка, а исключительно под воздействием совокупного спроса и совокупного предложения. Поэтому одним из ключевых является вопрос: существуют ли такие цены, которые устраивают как потребителей, так и производителей?

Исходя из технических соображений, будем предполагать, что пространство цен P включает в себя нуль пространства , т.е. будем допускать существование нулевых цен.

Во-вторых, как уже говорилось выше, каждый участник рынка выступает в двух лицах: как покупатель и как продавец. Очевидно, число продавцов и покупателей для разных товаров будет разным. Поэтому числа и не следует ассоциировать с числом продавцов и покупателей.

В-третьих, доход каждого потребителя предполагается состоящим из двух компонент: 1) выручки от продажи принадлежащего ему начального запаса товаров , 2) дохода, получаемого от его участия в прибыли производственного сектора (обозначим , например, посредством приобретения ценных бумаг и других видов инвестиционной и трудовой деятельности. Таким образом, мы предполагаем, что

/ (4.3.2)

В модели Вальраса считается, что весь доход производственного сектора полностью распределяется между потребителями:

где , а скалярное произведение справа, с учетом структуры векторов , трактуется как прибыль всего производственного сектора. Заметим, что суммирование векторов осуществляется покомпонентно.

В-четвертых, функции спроса и предложения предполагаются векторными и множественнозначными. Например, для функции первое свойство означает, что где - скалярная функция спроса на -ый товар (см. (2.5.3)). Второе свойство означает, что функция каждому p ставит в соответствие не один вектор а множество таких векторов, т.е. Это имеет место, например, когда в соотношении (2.5.2), определяющем спрос, максимум достигается не только в одной точке.

В модели Вальраса понятия совокупных спроса и предложения формализуются следующим образом.

Определение 4.1. Функцией совокупного (рыночного) спроса называется множественнозначная функция

(4.3.3)

Функцией совокупного (рыночного) предложения называется множественнозначная функция

(4.3.4)

При таком определении смысл совокупного спроса полностью соответствует способу формирования рыночного спроса на основе решений оптимизационных задач индивидуальных потребителей. Конкретно, это есть сумма индивидуальных функций спроса потребителей. Определение же функции совокупного предложения требует дополнительного пояснения. С этой целью введем обозначения:

По определению, любой элемент множества Y можно представить вектором , где Так как есть множество оптимальных планов производителя j, то компонентами вектора являются оптимальные объемы выпуска и затрат, и все они составляют решение одной и той же оптимизационной задачи. Таким образом, часть компонент вектора , как и векторов , отражает предложение готовых продуктов, а часть - спрос на первичные факторы. Поэтому вектор нельзя называть однозначно предложением. В то же время, вектор может быть интерпретирован как совокупное предложение, так как часть компонент вектора , соответствующая спросу, «компенсируется» вектором b.

Покажем, что для любого p и , т.е. областью изменения совокупных функций является то же самое пространство, что и для индивидуальных функций. Рассмотрим сначала двух потребителей. Для любого множество образуется смещением множества в направлении вектора x на длину этого вектора (Рис. 4.4).

Рис. 4.4 Сумма вектора и множества

Поэтому

и

Рассмотрим трех потребителей. Для любого множество образуется смещением множества в направлении вектора x на длину этого вектора. Поэтому и

Продолжая эти рассуждения, получаем

Точно так же устанавливается включение Так как и потому , то множество образуется смещением множества Y в направлении вектора b на длину этого вектора. Поэтому

Формализовав понятия функций совокупных спроса и предложения, модель рынка (4.3.1) можно представить совокупностью вида

(4.3.5)

Любой вектор называется совокупным спросом (соответствующим вектору цен p); любой вектор - совокупным предложением (соответствующим вектору цен p). Эти векторы являются (оптимальными) реакциями совокупного покупателя и совокупного продавца на установившийся на рынке вектор цен. Если при этом , то на рынке возникает дефицит товаров, а при , появляются их излишки. Такие цены не могут считаться удовлетворительными, так как в одном случае ущемлены интересы покупателей, а в другом - продавцов. Очевидно, наилучшим вариантом для экономики является равенство . Этот идеальный случай на практике не всегда имеет место. Поэтому целесообразно как-то его ослабить. В модели Вальраса допускается наиболее гуманный с точки зрения интересов потребителей вариант обобщения понятия экономического равновесия.

Определение 4.2. Набор векторов называется конкурентным равновесием на рынке (4.3.5) , если

(4.3.6)

(4.3.7)

(4.3.8)

В этом случае называется равновесным вектором цен.

По определению функций совокупных спроса и предложения, из включений (4.3.6) следует

где

где

т.е. совокупные спрос и предложение формируются как суммарные величины индивидуальных спросов потребителей и индивидуальных предложений производителей. Поэтому в развернутом виде условия равновесия (4.3.6)-(4.3.8) можно переписать в виде:

(4.3.9)

(4.3.10)

(4.3.11)

(4.3.12)

Рассмотрим экономическое содержание условий, определяющих конкурентное равновесие на рынке (4.3.5). Условие (4.3.6) показывает, что на цены каждый потребитель и каждый производитель реагирует наилучшим образом. Это наглядно видно из соотношений (4.3.9) и (4.3.10) . Условие (4.3.7) отслеживает, чтобы совокупное предложение не было меньше совокупного спроса. Условие (4.3.8) требует, чтобы в стоимостном выражении совокупный спрос равнялся совокупному предложению. Условие (4.3.8) автоматически выполняется в том случае, если в (4.3.7) имеет место строгое равенство. В этом случае равновесие будет задано соотношениями:

(4.3.13)

т.е. необходимость в условии (4.3.8) отпадает.

Рис. 4.5 Предложение с излишком

Предположим, что для некоторого товара в (4.3.7) имеет место строгое неравенство: . Тогда в стоимостном выражении получаем неравенство не соответствующее условию (4.3.8). Величина называется излишком. Согласно закону предложения, в случае появления излишка цена товара должна быть снижена. Но это приведет к изменению равновесной цены . Найдём способ выхода из этого противоречия? Очевидно,

Следовательно, для восстановления условия (4.3.8) нужно ликвидировать излишек. С учетом знака это возможно только при Но тогда

и

т.е. товар k вообще исключается из обращения на рынке.

Обоснование справедливости (4.3.8) тем, что поставляемый сверх имеющегося спроса товар получает нулевую цену, экономически осмысленно, но не поддается адекватной формализации. Действительно, для фиксированного числа неравенство

несовместимо с равенством

.

Таким образом, формальный выход из рассматриваемой ситуации состоит в том, чтобы считать цену перепроизводимого товара равной нулю. Чисто теоретически этот прием состоятелен, так как не приводит в дальнейшем к противоречиям.

В то же время, следует признать отсутствие экономически осмысленного объяснения существования товара с нулевой ценой. Объявление такого товара свободным представляется несостоятельным. Строго говоря, в экономике нет свободных товаров, любой побочный продукт может найти применение, т.е. имеет ненулевую цену. Нельзя согласиться и с хорошо известной экономистам модификацией закона спроса и предложения о существовании перепроизводимых товаров с нулевой ценой, поскольку в случае перепроизводства спрашиваемая часть этого товара продается по ненулевой цене. Для экономики существование излишек так же плохо, как и существование дефицита. Все это говорит в пользу целесообразности определения равновесия в виде (4.3.13) .

Модель рынка по Вальрасу построена. Как видно, центральное место в ней занимает понятие конкурентного равновесия. Привлекательность равновесия как состояния рынка (и экономики в целом), заключается в возможности реализации всех произведенных товаров и в удовлетворении спроса всех потребителей. Процесс формирования рыночных цен условно можно сравнить с работой некоторого алгоритма, состоящего из четырех блоков (Рис. 4.6).

Рис. 4.6 Схема формирования равновесных цен

В первом блоке формируется вектор цен. Информация о векторе p поступает в блоки и , в которых формируются соответственно множества и , содержание которых, в свою очередь, передается в блок . В блоке осуществляется попарное сравнение элементов . Если существует пара или пары , для которых выполняется условие (или условия (4.3.7) , (4.3.8)), то процесс заканчивается. В противном случае цены p отвергаются, о чем поступает сигнал в блок , где формируются новые цены. Процедура продолжается до тех пор, пока не будет найден равновесный вектор цен.

Утвердительный ответ на этот вопрос связан с разрешением двух важных проблем:

1. установление факта существования конкурентного равновесия в модели Вальраса;

2. разработка сходящейся к равновесной цене вычислительной процедуры (метода) формирования рыночных цен.

Существование равновесия в модели Вальраса не установлено. Причина заключается в уровне формализма этой модели - она является весьма абстрактной. Конкретизируя определения составляющих ее элементов и уточняя их функциональные свойства, можно получить разные модификации модели Вальраса. Наиболее известная из них носит название модели Эрроу-Дебре, по именам ее создателей.

Проблема разработки численных методов вычисления равновесных цен связана с установлением необходимых и достаточных признаков равновесия. Необходимо, чтобы они были конструктивными, т.е. порождали сходящуюся итеративную процедуру, какой является, например, паутинообразная модель (см. Рис. 4.2).