高级微观经济学逐页精讲
第 1 讲 · 第 3 部分 · 第 8–13 页

显示偏好:从看到的选择反推偏好

反过来问:只看到一个人的选择,能不能判断他背后有一套理性偏好?答案是 HARP。

  1. 第 8 页选择与显示偏好:反过来,从看到的选择推偏好
  2. 第 9 页把选择规则当作出发点,以及 HARP
  3. 第 10 页命题 2:能被理性偏好解释,当且仅当满足 HARP
  4. 第 11 页命题 2 的证明(上):必要性,以及显示偏好的完备性
  5. 第 12 页命题 2 的证明(下):传递性,以及“按显示偏好选”正好还原选择
  6. 第 13 页延伸:数据不全怎么办?WARP 与预算集

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第 8 / 29 页Choice and Revealed Preferences
第 8 页 / 共 29 页

选择与显示偏好:反过来,从看到的选择推偏好

Choice and Revealed Preferences

一句话版

偏好藏在心里,选择却看得见:只看一个人每次选了什么,能不能判断他有一套稳定、不自相矛盾的口味?

这一页在讲什么

第 3–7 页走的方向是:先有偏好,再推出选择。给定 ,用 算出这个人会选什么。

可是在现实中,偏好藏在人的心里,谁也看不见;我们能看到的只有选择:他买了什么、存了多少钱、选了哪个专业。所以做实证研究时,方向要反过来:

先看到选择,再问它背后有没有一套理性偏好。

这一页提出这个问题,第 9–12 页给出完整的答案(HARP 和命题 2),第 13 页讨论现实数据的局限。

先补基础

逐句读懂

  • 意思:到目前为止,我们是从偏好推出(derive)选择:已知 ,算 。
  • 意思:做实证时反过来:观察(observe)选择,推断(infer)偏好。
  • 课程阅读材料举的例子是:看一个人存了多少钱、买了什么车,然后推断他的偏好。
  • 意思:问题:观察到的选择,能不能被某个完备、传递的偏好合理化?
  • 换句话说:是否存在一套理性偏好 ,使得对每一份观察到的菜单 ,这个人实际选的东西都恰好等于 ?

从选择“读出”偏好:显示偏好的想法

最基本的推断是这样的:

某次菜单上有 ,他却选了 ,那么在他看来, 至少和 一样好。

这叫 被 显示偏好(revealed preferred)于 :偏好本来看不见,但通过选择“显示”了出来。第 11 页会把它写成正式定义 。

研究这个问题有两个用处:

  1. 检验理论。如果一个人的选择无论如何都不能被理性偏好合理化,理性选择模型对这个人就不成立。能被数据否定,理论才有科学意义(第 10 页称之为“可检验的预测”)。
  2. 推断偏好。如果能合理化,显示出来的偏好就告诉我们这个人喜欢什么。第 2 页说的福利分析正是用这种从选择推出的偏好来评价政策。

例子

左右两个三角形图,节点是炸鸡、牛肉面、盖浇饭;左图蓝色箭头都从炸鸡出发、再从牛肉面指向盖浇饭;右图红色箭头首尾相接成环
图 1把三天的记录画成箭头:每条箭头从当天选中的菜指向当天没选的菜。小明的箭头能排成一条链,小刚的箭头绕成一个圈。

读图时,把箭头当作“这一天显示出的偏好”。左图三条箭头都顺着“炸鸡 牛肉面 盖浇饭”的方向,能排成一张榜;右图从任何一道菜出发顺着箭头走,最后都会回到自己,和第 3 页的循环一样,排不成榜。只看选择、不问心里怎么想,就已经能判断出小刚的选择不理性。

常见困惑

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第 9 / 29 页Choice Rule (as primitive)
第 9 页 / 共 29 页

把选择规则当作出发点,以及 HARP

Choice Rule (as primitive)

一句话版

把“每份菜单上选了什么”当成数据;HARP 是一条只看数据就能检查的“前后不打架”的规则。

这一页在讲什么

第 5 页的选择规则写作 ,它是从偏好算出来的。这一页换一个出发点:把选择规则本身当作已知的东西(primitive,“原始对象”),因为数据给我们的正是“每份菜单上选了什么”。写法上去掉偏好,只写 。

然后定义一个只看选择、不提偏好的条件:HARP(Houthakker 显示偏好公理)。第 10 页会证明:选择能被理性偏好解释,恰好等价于满足 HARP。

先补基础

分四层的图:最下层是空集,往上依次是三个单元素集合、三个两元素集合和最上面的 {x,y,z},相邻层之间用细线相连
图 2X = {x, y, z} 的全部 8 个子集,也就是 𝓑 的 8 个元素。连线表示“多加一个选项”。蓝色的 7 个是可能的菜单,灰色的空集不算菜单。

这张图从下往上读:每往上一层,菜单里就多一个选项。比如外卖平台上同一家店,有时只上架了 一样(第二层),有时上架了 、 两样(第三层),有时三样全有(最上层)。 就是这张图里所有的方框;选择规则 要对每个蓝色方框给出一个答案。

逐句读懂

  • 读法:定义 3:设 是 的子集组成的集合。选择规则是一个函数 ,满足对所有 ,。
  • 意思:选择规则给每份菜单 指定“被选中的那些选项” 。唯一的要求是 :只能从菜单上选,不能选菜单外的东西。
  • 可以有几个元素,表示这几个他都愿意要(一样好)。
  • 意思:实证上,我们通过观察选择来了解 。阅读材料补充说,原则上要看到他在 的所有子集上的选择,才能完全知道 。第 13 页会说明这在现实中做不到。
  • 意思:问题:什么时候 和“偏好最大化”一致?也就是第 8 页的问题:什么时候存在理性偏好 ,使得每份菜单都有 ?
  • 读法:定义 4:如果下面的条件成立,就说选择规则 满足 Houthakker 显示偏好公理(HARP):只要 、 都在 里,,,就有 ,。
  • 意思:和第 6 页命题 1 的结论 (2) 一字不差,只是把 换成了观察到的 。命题 1 说“理性偏好产生的选择一定满足它”;现在把它当作检验选择数据的标准。
  • Houthakker 是提出这个条件的经济学家。“公理”(axiom)在这里就是“一条要求”。

怎样用 HARP 检查数据

HARP 的条件有点长,可以换成一个好用的说法:

违反 HARP,就是存在这样的情况:某份菜单上 也在、他选了 ;另一份菜单上 也在、他选了 ,却没选 。

道理是:第一份菜单说明 至少和 一样好,第二份菜单说明 至少和 一样好,所以两者一样好;那么第二份菜单里选了 ,就应该也选 。

下面的组件里可以自己设定每份菜单选了什么(可以多选,表示一样好),它会检查 HARP,并列出从选择中“显示”出来的偏好。三个预设分别对应上面两个例子和“全部一样好”。

交互图加载中……

交互图 1HARP 检验器:为每份菜单设定 C(A),看 HARP 是否成立、显示偏好是什么

例子

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第 10 / 29 页Proposition 2
第 10 页 / 共 29 页

命题 2:能被理性偏好解释,当且仅当满足 HARP

Proposition 2

一句话版

选择数据满足 HARP,就一定能找到一套理性偏好来解释它;不满足,就一定找不到。判断“理性”只需查这一条。

这一页在讲什么

这一页给出第 8 页问题的完整答案:

观察到的选择能被理性偏好解释,当且仅当它满足 HARP。

“当且仅当”意味着两件事同时成立:理性偏好产生的选择一定满足 HARP;反过来,只要满足 HARP,就一定能找到一套理性偏好来解释它。所以要判断一组选择是否“理性”,只需检查 HARP 这一个条件,不用去猜无穷多种可能的偏好。

先补基础

逐句读懂

  • 读法:命题:如果选择规则 非空,那么“存在一个完备、传递的 ,使得 ”当且仅当“ 满足 HARP”。
  • 结构:前提是“ 非空”。在这个前提下,两句话等价:
    • P:存在理性偏好 ,按它选正好得到 ( 能被合理化);
    • Q: 满足 HARP。
  • 阅读材料的说法是: 可能是某人最大化完备、传递偏好的结果,当且仅当 满足 HARP。

两个方向分别在说什么

方向说的是证明靠什么用处
理性偏好产生的选择一定满足 HARP命题 1 的结论 (2)(第 11 页)违反 HARP,就否定理性模型
满足 HARP,就能找到一套理性偏好解释它构造显示偏好 (第 11–12 页)满足 HARP,数据就否定不了理性模型

两个方向合起来说明:HARP 正好是理性选择理论对选择数据的全部限制,不多也不少。理论对数据提出的这种限制叫作 可检验的预测:数据违反它,理论就被否定;数据满足它,这份数据就否定不了理论。

流程图:顶部方框是观察到的选择,向下到菱形“满足 HARP 吗?”,左边“是”通向绿色方框“能被理性偏好解释”,右边“否”通向红色方框“任何完备、传递的偏好都解释不了”
图 3命题 2 的用法:拿到选择数据后只需检查 HARP 这一个条件。满足就走左边,不满足就走右边,不会出现第三种情况。

这张流程图就像医院的化验单:化验一项指标(HARP),结果只有“阳性”和“阴性”两种,各自对应一个确定的结论。命题 2 的价值在于,这一项指标就足以下结论,不需要把所有可能的偏好一个个试过去。

为什么要求 非空

如果允许 ,HARP 可能成立,选择却解释不了。

例子

常见困惑

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第 11 / 29 页Proof of Proposition 2 (Sketch, Part I)
第 11 页 / 共 29 页

命题 2 的证明(上):必要性,以及显示偏好的完备性

Proof of Proposition 2 (Sketch, Part I)

一句话版

要证明“满足 HARP 就能解释”,办法是直接从数据里读出偏好:只要 y 在场时选过 x,就记作 x 不比 y 差。

这一页在讲什么

命题 2 是“当且仅当”,要证两个方向(第 10 页):

  • () 能被理性偏好解释 满足 HARP。这个方向很短,命题 1 已经做完了。
  • () 满足 HARP 能被理性偏好解释。要证明“存在”一套偏好,最直接的办法是把它造出来。造法是从选择数据里“读”出偏好,叫 显示偏好关系 。

造出来以后要验证三件事:

  1. 是完备的(这一页);
  2. 是传递的(第 12 页);
  3. 按 来选,正好得到观察到的选择:(第 12 页)。

先补基础

逐句读懂

  • 意思:假设存在某个完备、传递的 ,使得 。那么由命题 1, 满足 HARP。
  • 下面会说明为什么命题 1 可以直接用。
  • 读法:假设 满足 HARP。定义显示偏好关系:如果存在某个菜单 , 且 ,就记 。
  • 意思:只要有过一次“ 摆在面前, 被选中”,就说 被显示偏好于 。下标 提醒我们:这个关系是从选择 里读出来的,不是事先给定的。
  • 意思:证明 完备。任取 、,看两元素菜单 上的选择,只有三种可能,每一种都让 和 之间至少有一个方向的 成立。

方向():为什么一句话就够

显示偏好 :一个具体例子

定义只是“查表”。用第 9 页满足 HARP 的那组选择():

菜单

逐对查“有没有一份菜单, 在里面而 被选中”:

?
是,证据 是,证据 是,证据
否是,证据 是,证据
否否是,证据

比如 为“否”: 只在 和 中被选中,这两份菜单里都没有 。读出来的偏好是 ,正是第 9 页说的那套偏好。

左边四张菜单卡片:{x,y} 中 x 被绿圈标出,{x,z} 中 x 被标出,{y,z} 中 y 被标出,{x,y,z} 中 x 被标出。右边三个圆圈 x、y、z 排成三角形,箭头从 x 指向 y(证据 {x,y})、从 x 指向 z(证据 {x,z})、从 y 指向 z(证据 {y,z})
图 4从选择读出显示偏好。(a)观察到的选择,绿圈是被选中的选项(只有一个选项的菜单省略);(b)每找到一份“b 在里面、a 被选中”的菜单,就画一条箭头 a→b,表示 a⪰_c b,箭头旁写着作为证据的菜单。三条箭头排出 x≻_c y≻_c z。

读图(b): 发出两条箭头、没有箭头指向它,排第一; 收到一条、发出一条,排第二; 只收不发,排最后。反方向的箭头一条都没有,所以每一对都是“严格”的:、、。

完备性的证明,补全细节

的情况也包含在内:菜单 只能选 ,所以 。

例子

常见困惑

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第 12 / 29 页Proof of Proposition 2 (Sketch, Part II)
第 12 页 / 共 29 页

命题 2 的证明(下):传递性,以及“按显示偏好选”正好还原选择

Proof of Proposition 2 (Sketch, Part II)

一句话版

从数据里读出来的偏好不会绕圈(靠 HARP 保证),而且按它来选,正好选出数据里记录的东西。

这一页在讲什么

第 11 页从选择数据造出了显示偏好 ,并证明它完备。这一页完成剩下两件事:

  1. 是传递的。这里第一次用到 HARP。
  2. :对每份菜单 ,按 挑出的“最好的那些”,正好就是观察到的 。

两件事做完, 就是一套完备、传递、并且能解释全部选择的偏好,命题 2 的()方向得证。

先补基础

逐句读懂

  • 意思:证传递性。设 、,看三元素菜单 上的选择。由 HARP:如果 被选中,那么 也被选中;如果 被选中,那么 也被选中,从而 也被选中。所以 一定被选中,而 在这份菜单里,于是 。
  • 意思:证两种选择相同。如果 ,那么 对 中所有 都有 ,所以 。反过来,如果 ,由 HARP 得 。
  • 课件第二句省略了关键的一步:要先从 里拿出一个被选中的 ,才能凑齐 HARP 的前提。下面补上。

传递性:每一步都点名 HARP 的前提

两种选择相同:双向包含

要证:对每份非空菜单 ,。回忆 (第 5 页的定义,偏好换成 )。

两个方向都成立,所以 。加上第 11 页的完备性和上面的传递性, 就是命题 2 要找的那套理性偏好。

例子

三个圆圈 x、y、z。橙色箭头从 y 指向 z,标“y⪰_c z(菜单 {y,z})”;橙色箭头从 z 指向 x,标“z⪰_c x(菜单 {x,z})”;灰色箭头从 x 指向 y、从 x 指向 z;一条红色虚线箭头从 y 指向 x,旁边写“缺:y⪰_c x?没有哪份菜单既有 x 又选了 y”
图 5上面这组数据读出的显示偏好(箭头 a→b 表示 a⪰_c b)。橙色链条 y→z→x 都有证据菜单,可红色虚线 y→x 找不到任何证据:没有哪份菜单既含 x、又选中了 y。传递性在这里断了。

和第 11 页满足 HARP 的那张图比一比:那里的箭头从上往下排成一条线,没有绕回去的;这里 这条箭头“往回走”,绕出了一个圈,传递性要求的捷径 却不存在。

常见困惑

这一页的要点

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第 13 / 29 页Extensions
第 13 页 / 共 29 页

延伸:数据不全怎么办?WARP 与预算集

Extensions

一句话版

现实中只看得到人们在“买得起的范围”里怎么选,检查不了所有菜单,只能退而求其次,改用较弱的条件 WARP。

这一页在讲什么

命题 2 很漂亮,但它有一个很强的前提: 定义在所有菜单上,也就是说,我们看到了这个人在 的每一个子集上会怎么选。这一页指出:

  1. 现实数据做不到这一点。例如研究消费者时,我们只能看到他在各种“买得起的范围”(预算集)里的选择。
  2. 数据不全时,经济学家改用一个较弱的条件 WARP。
  3. 更多结果见教科书 MWG(Mas-Colell、Whinston、Green 三人合写的研究生教材,简称取三人姓氏的首字母)。第 2 讲的消费者理论会用到 WARP。

先补基础

逐句读懂

  • 意思:要检查 HARP,需要观察到 的每个子集 上的选择 。第 11–12 页的证明确实用到了两元素菜单 和三元素菜单 上的选择。
  • 意思:现实数据是有限的。例如消费数据里,我们只能看到人们在预算集上的选择:给定价格和收入,他买了哪个组合。我们从来看不到他在“只有两个组合可选”这种菜单上会怎么选。
  • 意思:较弱的条件:WARP(弱显示偏好公理)。下面给出它的表述。
  • 意思:更多结果见教科书,例如 MWG。MWG 指 Mas-Colell、Whinston、Green 三位作者合写的研究生教材 Microeconomic Theory(1995),取三人姓氏首字母。这门课的作业也提到参考 MWG。

现实中的菜单长什么样

左图是一个蓝色三角形预算集;右图是蓝、红两个三角形预算集相交,蓝线上有点 x,红线上有点 y,两点都位于对方的三角形内
图 6(a)价格为 (2,1)、收入为 10 时的预算集:三角形里的组合都买得起。(b)两个不同价格下的预算集,消费者分别买了 x 和 y;每个组合都在另一次的预算集里。

消费数据里的“菜单”都是图(a)这样的三角形,价格和收入一变,三角形就换个形状。能观察到的菜单只是所有子集中非常特殊的一小部分,所以 HARP 和命题 2 无法直接使用。

WARP:只在观察到的菜单上检查

设观察到的菜单组成的集合是 (不一定包含所有子集)。

意思: 在场时选过 ,那么以后在 也在场的菜单上选 时,必须也选 。这和 HARP 的形式一模一样,区别只在于能检查的菜单范围:

HARPWARP
在哪些菜单上检查 的全部子集实际观察到的菜单
满足它能否保证可以合理化能(命题 2)一般不能;观察到的菜单足够多时能

所以 WARP “更弱”:它要求的东西少,更容易满足,但满足它推出的结论也少。MWG 证明了,只要 包含所有两元素和三元素菜单,WARP 就足以保证选择能被理性偏好合理化,这和第 11–12 页的证明只用到两元素、三元素菜单是一致的。

动手试试

下面就是上面 MWG 的例子:三份两元素菜单,每份选一个。箭头从被选中的指向落选的,绕成一圈就说明不能被合理化。再勾选“也观察到三元素菜单”,看看 WARP 这时能不能发现问题。

交互图加载中……

交互图 2满足 WARP 却不能被合理化:只有两元素菜单时,循环藏得住;加上三元素菜单,WARP 就能发现它。

试着改掉其中一份菜单的选择,让箭头不再绕圈。这时数据能被合理化吗?排序是什么?

预算集上的 WARP(第 2 讲预告)

图(b)是两次观察:

  • 价格 时买了 ,花 。这时 只要 ,买得起却没买,显示 比 好。
  • 价格 时买了 ,花 。这时 只要 ,买得起却没买,显示 比 好。

两次选择互相矛盾,违反 WARP。第 2 讲会把 WARP 写成需求函数的形式:如果价格 下买 时 也买得起(且 ),那么在买 的价格下, 必须买不起。

例子

常见困惑

这一页的要点

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