יום רביעי, 5 באוקטובר 2011

זבוב שווה מיליונים

לפני כמה שנים קראתי מאמר שדיבר על אבולוציה, וספציפית הדגים פיתוח שבבים בעזרת אבולוציה. בדוגמה, החוקרים ניסו לפתח שבב שיבדיל בין אות בן 5 הרץ ואות בן 10 הרץ. אם האות היה בן 5 הרץ, השבב היה אמור להשמיע קול. עבור מהנדס אנושי, פשוט למדי לפתח שבב כזה. אבל מה קורה כאשר מחשב, בצורה אקראית, אמור לפתח אותו?


החוקרים לקחו מאה שבבים שתוככנו אקראית על-ידי מחשב, והתחילו להפעיל עליהם רבייה סלקטיבית. בתחילה הם "הרבו" שבבים שהצליחו לזהות אותות חשמליים, כאשר מאפיינים של שבבים שהצליחו לזהות אותות עורבבו בצורה אקראית עם שבבים אחרים בעלי תכונות חיוביות. שבב שלא הראה יכולת לזהות אותות, נמוג מה"מאגר הגנטי". בכל דור, אלגוריתם אקראי הציג את ה"צאצאים" של השבבים שנבחרו, ובכל דור, הקשיחו החוקרים את הסלקציה: בהתחלה שבבים שהצליחו לזהות אותות עברו הלאה, אחר כך שבבים שהגיבו בצורה שונה לאותות בתדירות שונה, שבבים שהוציאו פלט מול אלו שלא, ולבסוף, שבבים שהפרידו בין האותות בצורה נכונה והוציאו פלט רק כאשר קיבלו את האות הנכון.

השבב "הזוכה", שבב שתוכנן נכון כך שהבחין בין האותות בצורה מדויקת והוציא פלט רק כאשר קיבל אות בן 5 הרץ, היה שבב שאף מהנדס אנושי לא היה מתכנן. עבודתו הייתה תלויה בהשראה מגנטית בין חוטים קטנים מאוד וקרובים מאוד זה לזה, שהמתמטיקה לתיאורה הייתה סבוכה מכדי שמהנדס אנושי היה מתעסק בה[1]. מחשב, כמובן, לא תכנן את השבב הזה בעצמו; מתכנתים כתבו את האלגוריתמים שאפשרו את התכנון האקראי מלכתחילה והיו אלו מהנדסים אנושיים שעשו את הסלקציה מדור לדור - אבל מרגע שהמערכת קיבלה את נתוני הפתיחה שלה, היא יכלה לרוץ קדימה בעצמה, והתוצאה שלה הייתה בלתי ניתנת לניבוי, והניבה תוצאה שמילאה את הדרישה הראשונית אבל הציבה בעיה אחרת. כמו שציין נביא האינטרנט, מדובר בפתרון שקל למחשבים להבין, וקשה מאוד לבני אדם לזכור.

בכתבה מבהילה ואולי צהובה מעט מתוארת מציאות חדשה[2] בבורסה של ארה"ב: עסקאות במיליארדי דולרים, בעלי השפעות מרחיקות לכת, שמתבצעות רק על-ידי אלגוריתמים ממוחשבים. משום שהם פועלים מהר יותר מסוחרים אנושיים, המחשבים יכולים לעשות מיליוני פעולות בשנייה (אגב, רק משום שפעולות המסחר עצמן נעשות באמצעות מחשבים שיכולים לעבד מיליוני פעולות בשנייה), ועלולים, כפי שהכתבה מתארת, למצוא עצמם סוחרים בעיקר אחד עם השני. עבור מחשב, לא מדובר ב"מסחר", בהצמדת שווי דולרי למנייה של חברה, מדובר בהליכה לפי המספרים - אם התוצאה חיובית, תמשיך, אם שלילית, תחליף מהלך. המחשב פועל בתוך הפרמטרים של האלגוריתם, וההגיון של אלו תלוי לגמרי במי שכתב אותם. בדוגמה אבסורדית במיוחד מהכתבה, ספר נדיר הוצע למכירה בשני אתרים מתחרים, כאשר התמחור האוטומטי תודרך לבחון את האתר השני ולהציע מחיר גבוה יותר ב-25%; כאשר שני האלגוריתמים הללו הוצבו זה מול זה, מחירו של הספר קפץ מכמה עשרות דולרים ל-20 מיליון דולר בתוך כמה ימים... אדם כמובן לא היה עושה את הטעות הזו. אבל בשום נקודה מחשב לא יכול "להבין" שמחירו של ספר גנטיקה לא אמור להיות שקול לציור של פיקאסו.

נביא הזעם בכתבה מזהיר מפני עתיד שבו נחליף פוליטיקאים באלגוריתמים מתוחכמים, וננהל את חיינו לפי המלצות ממחשבים, ולא רק את רכישות הספרים שלנו. אני לא מאמין בעתיד הזה, אבל במקרה של הבורסה לניירות ערך, שווה לזכור שמחירן של מניות לא נקבע לפי "השוק" כפי שהוא נקבע לפי משחק של קנייה ומכירה מנותק לחלוטין מהמציאות. הרעיון המקורי, שבו משקיעים היו שמים כספים מאחורי חברה שהייתה מניבה להם דיבידנדים ואולי רווח נאה בעת מכירת חלקם למישהו אחר, ילך לאיבוד ברגע שאת הקניות והמכירות יבצעו מחשבים שעבורם אין שום דבר מאחורי קבוצת האותיות AAPL או GOOG. אם האלגוריתם מראה למכור, מוכרים, ואם לקנות, קונים. בתוך המשחק הזה, כאשר מחשב הוא זה שמעבד את העסקאות, לסוחר אנושי לא יהיה שום סיכוי, ושוק ההון עלול להיראות כמו השבב שתוכנן על-ידי מחשב: מבצע את משימתו בשלמות מכנית, אבל אי אפשר להבין אותו, ואי אפשר ללמוד ממנו כלום.


1 - טענת המוצא של הספר Kluge שסיקרתי בעבר מסתכלת על העובדה שאנחנו מוצאים "פתרונות" בזבזניים ולא טובים להתמודדות עם אתגרים בטבע. "פתרונות" שהיו מתפתחים בצורה טבעית דרך אבולוציה, ולא סביר שמהנדס תבוני היה בוחר בהם.
2 - לקוראי מד"ב, כמובן, לא לגמרי חדשה. קורדו'ינר סמית, בספרו "נורסטריליה" מתאר כיצד מחשב מלחמה עתיק וחסר מעצורים השתלט במהלך יום מסחר שלם בשווקים מסביב לעולם על כל כלכלת כדור הארץ, בגלל שביצע עסקאות בסכומי עתק מהר יותר מהסוחרים האנושיים שניסו להתמודד איתו. ספר מאוד מומלץ, אגב.

Grab This Widget

4 comments:

Reshef אמר/ה...

איתי, אני חושב שלא עלית על הנקודות המשמעותיות ביותר הנוגעות למסחר כזה (algotrading).

ראשית, זוהי הקצנה של מגמה קיימת בה אובד הקשר בין ערך המניות לערך הדבר שאותו הן מייצגות. נגזרות של אורז למשל נסחרות כיום בנפח גדול פי 20 מכל כמות האורז בעולם. המשמעות היא שאין קשר בין מחיר האורז לביקוש וצריכה שלו, אלא לביקוש וצריכה של המנייה שלו.

הבעיה המשמעותית אם כך היא לא שאלגוריתמית מקנים יתרון לא הוגן לשחקנים מסויימים על פני אחרים (לפעמים כן ולפעמים לא). אלא שהשימוש הנרחב בהם ממוטט את המסחר, מגדיל את אי היציבות בשווקים, ולא מאפשר לבורסה לממש את המטרה שלשמה היא נועדה (גיוס הון).

אלא שהשתלטות של אלגוריתמים על הכלכלה לא אפשרית מאותה סיבה שהשתלטות חרדית על הכלכלה היא לא אפשרית. הם לא מייצרים רווח אלא לוקחים אותו מאחרים. הרווח שלהם תלוי בהנחה שמרבית השוק מתנהג בצורה "סטנדרטית" (עם מגמות ניתנות לחיזוי וכו').
כפי שממחישה הדוגמא שנתת עם הספר לגנטיקה, האלגוריתם מתפקד בצורה גרועה בסביבה המורכבת כולה משחקנים כמותו. מכל מקום הוא מתפקד כשחקן (מוצלח יותר או פחות) בקזינו ולא בבורסה.

ברגע שיהיה ברור שהבורסה היא למעשה קזינו (מה שלא רחוק מן האמת גם היום), היא תפסיק לתקיים כי הציבור ימשוך את כספו.

אגב, בנוגע למסחר המתבסס על מהירות תגובה הפתרון הוא פשוט: להגביל את רזולוציית הזמן של המסחר. ברגע שמחיר מניה יתעדכן רק פעם בשנייה (למשל), יהיה אפשר לזרוק את כל האלגוריתמים האלה לפח.

Itai Greif אמר/ה...

ראשית, אתה צודק שאלו נקודות חשובות שלא עלו בפוסט, ולכן טוב שהעלית אותן.

אני לא רואה את שוק ההון כקזינו כמו שאני רואה אותו כמכשיר פיננסי חשוב; אני חושב שקריטי שהוא יישאר כמכשיר פיננסי ולא ייעלם, כי בתור מכשיר פיננסי הוא משמש למימון חדשנות והתרחבות, וזה קריטי במבנה של הכלכלה שלנו (שזו כלכלה שמבוססת על התרחבות; יכול להיות שצריך כלכלה שמבוססת על משהו אחר, אבל זו נקודה אחרת).

הנקודה האחרונה שלך היא הפתרון האידיאלי שאני מקווה שנגיע אליו: ההבנה שמסחר כזה עלול לפגום במכשיר הפיננסי ולהרוס אותו, ויצירת הגבלות חיצוניות שימנעו ממנו לעבוד. כמו שאמרתי, רק זה שיש מחשב מהצד השני שמעבד עסקאות בנאנו-שנייה מאפשרת למחשבים הללו לפעול מלכתחילה. אם יאטו אותו כמו שאתה מציע, זה יפתור את הבעיה.

zipdrive אמר/ה...

א- ערך מנייה של חברה כבר מזמן מנותק מרווחי החברה, עם קשר אולי מסדר שני או שלישי. הבעייה הנוספת היא שסוחרים בהרבה דברים שאינם מניות - אופציות, אגרות חוב, ואפילו חובות נסחרים מיד ליד.
הבעיה השנייה היא שהרבה מהמסחר הזה נעשה על ידי חבהרות השקעות שמשחקות עם כספים של אחרים. קופות, קרנות וספקולנטים עושים דברים עם הכסף שלך שלא היית חושב בחיים (לטוב ולרע).
ב- אני לא בטוח עד כמה הגבלת תדירות המסחר תשנה משהו. זה שערך מתעדכן פעם בשנייה לא מנונע תחרות של "מי ראשון" בביצוע עסקה באותו מחיר.
ג- פתרון חלקי לבעיה המתוארת בכתבה הוא מניעת האפשרות שחברה תפצל את מהלכיה להיראות כמו עסקאות של 10,000 סוחרים נפרדים ש"במקרה" מנסים לעשות אותו דבר, שזו הטעייה מכוונת.

Reshef אמר/ה...

כמו הרבה דברים אחרים, זו לא בעיה טכנולוגית אלא פוליטית.

הוסף רשומת תגובה