金融市場のコンピュータ・シミュレーション”人工市場”へかかる期待水田 孝信（ｽﾊﾟｰｸｽ・ｱｾｯﾄ・ﾏﾈｼﾞﾒﾝﾄ 上席研究員）

金融市場は複雑系

ンピュータ・シミュレーション)は、複雑系を複雑なまま取り扱い、きれいではな

ゲーム理論・オークション理論の大家である McMillan は市場の歴史を紐解き、いが、正しく理解できる可能性を持つものとして期待が高まった。

市場は高度に複雑系のシステムであると既存の経済学を批判し人工市場への期述べた[1]。複雑系はその文字通り複雑で待を述べた論考は、学術論文誌の最高峰あり、数式だけを用いてきれいに表されである Nature や Science にも登場し、当るような単純なシステムではない。同じ時の Trichet 欧州中央銀行総裁もスピーく複雑系である気象システムでは、バタチで取り上げ、Bookstaber による書籍[2]フライ効果という言葉が示すように、蝶も話題をよんだ。

が羽ばたくという極めて小さな動きがどのような影響を与えるかを正確に述べることは難しく、台風を生み出すことさえ完全には否定できない。

既存の経済学：複雑系をうまく取り扱えなかった
それにも関わらず、既存の経済学は金融市場の動きをきれいな数式だけで表現しようとした。その結果、2008 年の金融危機では何が起きているか表現できなかったと多くの批判を浴びた。そもそも金融市場は複雑系であり、きれいな数式だ

エージェント・ベースド・モデル：複雑系を複雑なまま扱える手法

けで表現できるシステムではないのだ。

複雑系を複雑なまま扱える手法である

既存の経済学は、きれいな数式で理路整

エージェント・ベースド・モデルは、比較然と”正しく間違った”と言えるだろう。

的単純なルールで行動するエージェント

そして、後述する人工市場(エージェン(人間や自動車などをモデル化したもの)

ト・ベースド・モデルによる金融市場のコをコンピュータ上に作成し、複数のエーFERI INFORMATION (23.9.25)
Copyright ©2023 SBI Financial and Economic Research Institute Co., Ltd. All rights reserved

1ジェント間の相互作用を通じて全体としては複雑な現象を出力するコンピュー
タ・シミュレーションである。個々のエージェントは単純なルールで動いていたとしても、全体としては複雑な現象を見せ

人工市場：金融市場をシミュレーションするエー
ジェント・ベースド・モ
デルる、まさに複雑系システムを表現できる手法なのだ。

人工市場とは、エージェント・ベースド・モデルを用いてコンピュータ上に金例えば鳥の集団は、一匹一匹は隣の鳥にぶつからないように間隔をあけて飛んでいるだけだが、全体としては複雑できれいな模様に見えることもある。この現象も以前は個々の鳥が高度な行動をして融市場をシミュレーションするものだ。
コンピュータ上で架空の投資家の行動をシンプルにモデル化し、エージェントと価格の相互作用により、複雑な価格変動を出力する。

いると考えられていたようだが、エージェント・ベースド・モデルを用いること先述の McMillan は、細部の規制やルーにより、単純な反応が高度な集団行動（マルが市場全体に大きな影響を及ぼすとしクロ現象）を産み出しうることが解明さて、市場においても”神は細部に宿る”とれた。このような鳥の集団が全体として述べた[1]。まさにバタフライ効果である。

見せる模様も複雑系による産物であり、1920 年代の世界恐慌は米国の個人投資家

きれいな数式だけでは決して説明できなが借金をして元手の 10 倍の額の株式を買い。

うという、いわいるレバレッジ 10 倍で投資していたことが恐慌を大きくした。もエージェント・ベースド・モデルは、自動車道の整備計画時や新築ビルの避難計画、混雑する場所の誘導方法、新型感染症流行時の行動要請計画など、多くの分野し、3 倍程度に規制していたら、世界恐慌はもっと緩やかなものであったかもしれ
ないし、これが原因で台頭した全体主義も台頭せず、悲惨な戦争が回避できた可で活躍している。ノーベル経済学賞を受賞した Schelling はエージェント・ベースド・モデルを用いて、人種ごとに住む地域が自然と分離する理由を説明した[3]。異なる人種同士が嫌いでなかったとしても、自身の家が他の人種の家に囲まれてしまうことをなんとなく避けようとするだけで居住地域が自然と分離することを示し、大きな衝撃を与えた。

FERI INFORMATION (23.9.25)
Copyright ©2023 SBI Financial and Economic Research Institute Co., Ltd. All rights reserved2能性もあったかもしれない。これは大げ

そして最近、人工市場に注文生成 AI エ

さな話ではなく、金融市場の細部のルーージェントを導入し、アルゴリズム取引ルが人類に甚大な影響を与えうる、まさの事前試験を行おうとする研究も現れ始に複雑系なのだ。そして、既存の経済学でめた。まだ実用化には至ってないが、研究は複雑系を議論できない。人工市場だけの進展は速く、実用化される日も近いかが複雑系を議論できるのだ。

もしれない。一方で、人工市場で訓練された AI トレーダーが真っ先に学習した投資活躍し始めた人工市場戦略が相場操縦であったという研究もあり、懸念も浮上している[5]。

これまで人工市場を用いた研究により、金融市場の基本的な性質を巡る議論、規制やルールのデザイン、適切な財政・金融政策の在り方、注文生成 AI によるアルゴリズム取引の試験などが行われてきた[4]。
金融市場の基本的な性質の議論としては、リターンの分布がランダムウォークで予想される正規分布からずれている理由や、バブルや金融危機が起きる条件などが研究された。
規制やルールの議論としては、レバレッジ規制や空売り規制など、さまざまなものが研究された。2014 年に東京証券取引所で行われた 10 銭刻みへの呼び値変更においては、あらかじめ人工市場による調査が行われ、実際の変更に際して参考にされた。

人工市場へかかる期待
人工市場は、複雑系を複雑なまま取り扱い、きれいではないが正しく理解しようとする。泥臭いが、きれいに正しく間違ったりはしない。
2008 年の金融危機以降、期待が高まっている人工市場であるが、研究者がまだまだ少ないこともあり発展財政・金融政策の重要性は言うまでも途上にある。人工市場の研究者が増え発ない。しかし、人工市場による事前の検証展し、細かい部分の議論を積み重ねて、バはほぼ行われておらず、思わぬ副作用にタフライ効果となって、社会に大きな恩見舞われたり、目標とはまったく異なる恵をもたらすことに期待したい。

結果を招いたりしている。人工市場が最も使われなければならない分野であり、多くの研究者が参入することが期待され本稿は著者の所属組織の公式見解を表すものではありません。すべては個人的見解であります。

る。

FERI INFORMATION (23.9.25)
Copyright ©2023 SBI Financial and Economic Research Institute Co., Ltd. All rights reserved3[1] JOHN MCMILLAN, “REINVENTING THE BAZAAR”,
A NATURAL HISTORY OF MARKETS, WW NORTON& COMPANY, 2002, (邦訳：瀧澤弘和、木村友二、“新版 市場を創る-バザールからネット取引まで”、 慶応義塾大学出版会、2021)
https://www.keio-up.co.jp/np/isbn/9784766427837/[2] RICHARD BOOKSTABER, “THE END OF THEORY:FINANCIAL CRISES, THE FAILURE OF ECONOMICS,
AND THE SWEEP OF HUMAN INTERACTION”,
PRINCETON UNIVERSITY PRESS, 2017 (邦訳：長尾慎太郎、井田京子、”経済理論の終焉 金融危機はこうして起こる”、PAN ROLLING、2019)https://www.tradersshop.com/bin/showprod?c=9784775972373

・高安美佐子、和泉潔、山田健太、水田孝信、”マルチエージェントによる金融市場のシミュレーション”、コロナ社、2020 (第 5 章が市場制度設計に関する章)
https://www.coronasha.co.jp/np/isbn/978433902822
5/・水田孝信、八木勲、“人工市場による金融市場の設計と広がる活用分野”、人工知能、36 巻 3 号、人工知能学会、2021
https://doi.org/10.11517/jjsai.36.3_262

・水田孝信、“金融市場の制度設計に使われ始めた人工市場”、 スパークス・アセット・マネジメン
ト スペシャルレポート、 2021
https://www.sparx.co.jp/report/detail/305.html[3] THOMAS C. SCHELLING: “MICROMOTIVES AND
MACROBEHAVIOR”, W. W. NORTON & COMPANY,
2006 (邦訳: 村井章子、”ミクロ動機とマクロ行動”、勁草書房、2016)
https://www.keisoshobo.co.jp/book/b251669.html[5] 水田孝信、”人工知能は相場操縦という不正な取引を勝手に行うか？ -遺伝的アルゴリズムが人工市場シミュレーションで学習する場合-“、
第 34 回人工知能学会全国大会論文集、 2020
https://doi.org/10.11517/pjsai.JSAI2020.0_2L5GS130[4] 参考になる主な文献として以下の３つをあげておく

5FERI INFORMATION (23.9.25)
Copyright ©2023 SBI Financial and Economic Research Institute Co., Ltd. All rights reserved4