New paradigms and mathematical methods for complex systems in behavioral economies

• Auteur / Autrice : Giulia Ajmone Marsan
• Direction : Jean-Pierre Nadal, Nicola Bellomo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques et applications aux sciences de l'homme (option : logique-linguistique)
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris, EHESS en cotutelle avec Institute for Advanced Studies Lucca (Lucca, Italie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École des hautes études en sciences sociales

Mots clés

Mots clés contrôlés

Temps et comportement économique

Analyse stochastique

Théorie du transport

Modèles mathématiques

Sociologie économique

Aspect économique

Individu et société

Mots clés libres

Théorie cinétique

Jeux stohastiques

évolution

Dynamique

Résumé

Cette thèse se consacre à l'investigation mathématique de propriétés de systèmes socio-économiques complexes, où le comportement des individus et leurs interactions exercent une influence cruciale sur la dynamique globale du système. Pour comprendre l'importance de cette investigation, il est nécessaire d'analyser des aspects conceptuels concernant l'interaction entre les mathématiques appliquées et les sciences socio-économiques. Le problème principal de ce terrain consiste en la connexion entre l'interprétation qualitative habituelle des phénomènes socio-économiques et une description quantitative innovatrice au moyen d'équations mathématiques. Ce dialogue, cependant difficile, est nécessaire pour arriver à une compréhension des phénomènes socio-économiques, dans lesquels règles déterministes peuvent être stochastiquement perturbées par le comportement individuel. La difficulté est originée surtout par le fait que le comportement des systèmes socio-économiques, où la dynamique collective est différente de la somme des comportements individuels, est un exemple paradigmatique de système complexe. Le cadre mathématique présenté dans cette thèse est établi grâce à développements opportuns de la théorie cinétique pour particules actives, qui est un instrument utile dans plusieurs applications dans les terrains des sciences de l'homme. La description d'un système à travers les méthodes de la théorie cinétique implique la définition de l'espace des status microscopiques des entités interagissantes et de la fonction de distribution sur cet espace des status

This dissertation is devoted to the mathematical investigation of properties of complex socio-economic systems, where individual behaviors, and their interactions, exert a crucial influence on the overall dynamics of the whole system. In order to understand the importance of such an investigation, it is necessary to briefly analyze some conceptual aspects relating to the interaction between applied mathematics and socio-economic sciences. The main issue in this field consists in coupling the usual qualitative interpretation of socio-economic phenomena with an innovative quantitative description by means of mathematical equations. This dialogue, however difficult, is necessary to reach a deeper understanding of socio-economic phenomena, where deterministic rules may be stochastically perturbed by individual behaviors. The difficulty mostly stems from the fact that the behavior of socio-economic systems, where the collective dynamics differ from the sum of the individual behaviors, is aparadigmatic example of a complex system. The mathematical framework presented in this dissertation is built by suitable developments of the so-called mathematical kinetic theory for active particles, which proved to be a useful reference for applications in many fields of life sciences. The description of a system by the methods of the mathematical kinetic theory essentially implies the definition of the microscopic state space of the in¬teracting entities and of the distribution function over this state space