正文
在计量经济学中,(多元)Logit模型是非常常用的建模离散选择的计量工具。而传统上,Logit模型通常是在假设了extreme value distribution之后,通过消费者的效用最大化函数得到的。当然实际情况是,没有任何的经济理论支持为什么消费者的偏好噪声服从extreme value distribution。而Filip Matejka 和 Alisdair McKay 2014年AER上的文章《R ational inattention to discrete
choices: A new foundation for the multinomial logit model 》通过不完全信息下「理性疏忽」的角度,提出了多元Logit
模型的一个新的基础。
我们来考虑一下如下的问题:
消费者对出行工具的选择,是非常经典的离散选择模型问题。现在假设各种不同的交通工具:红色巴士、蓝色巴士和铁路。在这里,与之前的假设不同的是,不同的出行方式其收益是确定性的而非随机性的,只是由于不完全信息,消费者并不知道各种交通工具的确切收益。比如在本例中,铁路的收益为R,但是消费者并不知道红色和蓝色巴士的收益究竟是(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)中的哪一种。
由于不知道真实的收益,消费者对红色和蓝色巴士的收益究竟属于哪一个State有一个先验的认识,假设消费者的先验认为两种巴士的收益的相关系数为ρ。
与一般的不完全信息博弈问题一样,消费者可以获得一个信号s,但是在观察到这个信号之后,消费者必须付出一定成本才能更准确的理解这个信号,即得到真实状态的更为准确的信息。比如消费者可能可以通过询问朋友、上网查询等得到更多的知识来学习红色和蓝色巴士的收益究竟是state 1/2/3/4中的哪一种。但是无论是询问朋友、上网查询,都需要付出一定的时间和人力成本。
观察收益矩阵,我们可以看出,如果R>=1,那么消费者不会花任何成本搜集信息,因为选择铁路总是最好的选择;如果R=0.5,ρ=-1,那么总有一种巴士是优于铁路的,所以消费者可能会为搜集巴士的信息而付出一定成本;如果ρ=1,消费者知道两种巴士的收益都是一样的,同样也不会为信息付出成本。
以上的过程我们通常称之为「理性疏忽」(rational inattention),即消费者有不完全的信息,然而收集信息是需要付出成本的,因而理性的消费者可能会选择放弃收集这部分信息,或者说干脆忽略某些选择。注意在这种建模中,与之前不同的是,不同选择的收益是确定的,仅仅是由于消费者的不完全信息导致了选择的随机性。
再比如,公司招聘可能也是一个理性疏忽的过程。公司从筛简历开始就排除了一些他们认为不符合要求的,比如对学历等进行一定的筛选,然后通过面试等,选出那些公司认为符合要去的。这样的筛选工作即是理性疏忽:也许那些学历比较低的候选者有能力很强的,但是对这些候选者收集信息(面试)的成本小于预期收益,所以这些简历就被理性的公司忽略掉了。
正式的模型包含了一系列的行动集A={1,...,N},vi为行动i的payoff。问题分为两个阶段:在第一阶段,消费者首先选择一个信息策略来形成自己的belief;第二个阶段,根据消费者的belief,做出行为选择。
首先来看第二阶段,假设B为消费者的信念,那么消费者会最大化期望效用:
而其选择 。
在第一阶段,消费者首先有一个对于状态的先验G,然后收到一个信号s。消费者的学习过程或者信息策略可以描述为一个联合分布函数F(s,v),为了消费者的后验分布与先验分布相一致,必须要去F的边际分布等于先验分布G,因而消费者主要通过选择F(s|v)来形成后验F(v|s)。消费者的最大化问题为:
而获得消息的成本通过熵减来定义:
其中H为信息熵:
熵越大代表不确定性越强,而熵减越多,代表消费者收集了足够多的关于真实state的信息,同时消费者也必须付出足够多的成本。其中λ为信息的影子价格。
限于篇幅所限,求解过程略去不介绍,感兴趣的可以查看原文。作者通过计算得到,最终消费者选择的条件概率 为:
即给定状态v ,消费者选择i的概率为Logit 形式。但是注意这个Logit形式是加权的,权重为每种选择的非条件概率。作者指出,如果消费者的先验是可交换的,即对选择交换次序,先验分布G是一样的,那么最终的选择就完全满足Logit形式:
此外,作者还对多元Logit的一个极为特殊的性质:independence of irrelevant
alternatives (IIA) axiom 做了进一步讨论,限于篇幅所限不再赘述,感兴趣的读者可以参考原文。
也许以后进行离散选择建模的时候,除了之前的随机效用框架之外,我们又多了一个新的理论手段来建立自己的模型。不完全信息下的rational inattention还是非常符合直觉,而且很酷的一个模型。