信息技術(shù)特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給我們帶來了極大的變化。當(dāng)然有些人可能會(huì)覺得有些經(jīng)典的學(xué)科可能沒有太多的變化。事實(shí)并非如此。過去，證明(推導(dǎo))與實(shí)驗(yàn)是科學(xué)發(fā)現(xiàn)中最重要的兩個(gè)方式，現(xiàn)在計(jì)算已經(jīng)越來越成為科學(xué)發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)重要途徑。計(jì)算機(jī)科學(xué)不僅作為工具為其他學(xué)科提供支持，而且它與其他學(xué)科的交叉在更深刻、更本質(zhì)的意義上影響著計(jì)算機(jī)學(xué)科與其他學(xué)科基本觀念的發(fā)展。計(jì)算機(jī)理論一般都處在這個(gè)交叉的前沿。比如有一個(gè)論斷是“NP完全理論是計(jì)算機(jī)科學(xué)對(duì)于其他學(xué)科最重要的智力輸出”。如果在物理、化學(xué)、生物、經(jīng)濟(jì)學(xué)等非計(jì)算機(jī)學(xué)科的文獻(xiàn)中搜索關(guān)鍵詞“NP完全”，我們就能搜到無數(shù)的論文。計(jì)算復(fù)雜性已經(jīng)成為科學(xué)家看待很多自然和社會(huì)問題的一個(gè)新的重要視角。以自然科學(xué)中物理學(xué)和社會(huì)科學(xué)中經(jīng)濟(jì)學(xué)為例看看它們與計(jì)算機(jī)科學(xué)是怎樣交叉的。

1. 物理學(xué)

量子信息與量子計(jì)算是物理學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)結(jié)合的一個(gè)很好的例子。量子力學(xué)的理論提供了一個(gè)新的計(jì)算模型，看起來比經(jīng)典的計(jì)算機(jī)更加強(qiáng)大。比較有名的例子是大數(shù)分解在量子計(jì)算機(jī)上可以多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)完成，但是在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上，我們不知道這樣的算法是否存在。反之，量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展也深刻影響著量子力學(xué)理論的發(fā)展。量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個(gè)最重要的動(dòng)機(jī)就是量子模擬，如果可以做量子模擬，科學(xué)家們就能更好地驗(yàn)證和發(fā)展量子力學(xué)的理論。

還有一個(gè)和計(jì)算機(jī)科學(xué)密切相關(guān)的領(lǐng)域是統(tǒng)計(jì)物理。統(tǒng)計(jì)物理研究的基本對(duì)象是微觀粒子間的相互作用與系統(tǒng)宏觀性質(zhì)(比如能量、熵等)之間的關(guān)系。這種結(jié)構(gòu)在數(shù)學(xué)上與前面說到的約東可滿足問題框架是一樣的。比如，統(tǒng)計(jì)物理中最重要的概念配分函數(shù)是一個(gè)加權(quán)計(jì)數(shù)問題。統(tǒng)計(jì)物理中最重要的相變現(xiàn)象也與相應(yīng)問題的計(jì)算復(fù)雜性有直接的聯(lián)系。統(tǒng)計(jì)物理學(xué)中有很多的數(shù)學(xué)說明是不嚴(yán)格的。最近一些理論計(jì)算機(jī)科學(xué)家的工作就是對(duì)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)家原來的猜想進(jìn)行了嚴(yán)格的證明。同時(shí)，統(tǒng)計(jì)物理的一些觀點(diǎn)也被應(yīng)用到計(jì)算問題的研究中，比如我們通過統(tǒng)計(jì)物理中相關(guān)性衰減的觀念來設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)問題的近似算法。惠普實(shí)驗(yàn)室研究員維奈·德奧拉利卡(Vinay Deolalika)在2010年曾經(jīng)聲稱給出了P不等于NP的證明，用的就是統(tǒng)計(jì)物理加邏輯的方法。雖然最后被大家確認(rèn)這不是一個(gè)合法的證明，但是，這也是曾經(jīng)在一個(gè)多星期內(nèi)引起學(xué)術(shù)界極大關(guān)注的事件，說明大家認(rèn)為這個(gè)途徑有成功的可能性。

2. 經(jīng)濟(jì)學(xué)

一方面，傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)形態(tài)和商業(yè)模式在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)生了許多變化，經(jīng)典的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論需要不斷被檢驗(yàn)和修正，從而產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)學(xué)理論；另一方面，隨著分布式系統(tǒng)、絡(luò)以及云計(jì)算等技術(shù)的發(fā)展，一個(gè)計(jì)算任務(wù)的完成往往需要多方合作，使得計(jì)算機(jī)協(xié)議或算法設(shè)計(jì)不僅要滿足有效性、容錯(cuò)性等傳統(tǒng)需要，還要考慮博弈論和經(jīng)濟(jì)學(xué)的約束。所以，無論從經(jīng)濟(jì)學(xué)還是從計(jì)算機(jī)學(xué)科的發(fā)展角度看，兩者的交叉和結(jié)合都呈現(xiàn)出不可阻擋的趨勢(shì)。近年來，學(xué)術(shù)界在這個(gè)交叉學(xué)科里取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，一些新的理論被發(fā)展并且越來越深刻地影響著這兩個(gè)學(xué)科。隨著新的應(yīng)用、現(xiàn)象和實(shí)踐的不斷出現(xiàn)以及理論的不斷深入，計(jì)算經(jīng)濟(jì)學(xué)所包含的內(nèi)容也在不斷擴(kuò)充。

最優(yōu)拍賣設(shè)計(jì)(Competitive Auctions)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)的拍賣理論一般有個(gè)先驗(yàn)概率的分布，但現(xiàn)實(shí)中這個(gè)分布是可獲得或者可估計(jì)的。理論計(jì)算機(jī)中的模型一般是分析一個(gè)算法在最壞情形下的性能。2002年，計(jì)算機(jī)科學(xué)家提出了一個(gè)基于最壞情況分析的最優(yōu)拍賣模型，并在論文中提出了一個(gè)常數(shù)近似的最優(yōu)拍賣機(jī)制。在隨后的十多年里，這個(gè)近似比被不斷改進(jìn)。

拍賣和定價(jià)問題中的外部性(Pricing and Auctions for Markets with Externalities)人與人之間通過朋友關(guān)系與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)相連，因此物品(如手機(jī))對(duì)于某人的價(jià)值會(huì)受到他周圍朋友是否使用該物品的影響。傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)比較關(guān)注不同貨物之間的外部性，而對(duì)人與人之間的外部性關(guān)注得比較少。這種人與人之間的外部性使得傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)中關(guān)于定價(jià)和拍賣的理論不再成立。我和我的合作者們?cè)谶@種新的語境下，重新構(gòu)建了關(guān)于定價(jià)和拍賣的理論，設(shè)計(jì)出最優(yōu)定價(jià)及拍賣算法。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的经济学与计算机科学结合,理论计算机在物理学和经济学领域的重要作用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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