Why markets fail — and how to fix them (ft. Nobel economist Alvin Roth)

Bienvenue à First Principles, une série d'A16Z Crypto. Je suis Tim Ruffgard, responsable de la recherche chez A16Z Crypto. Aujourd'hui, nous parlons de la conception de marchés, l'ingénierie soignée de marchés efficaces. De nombreux systèmes, de l'échange de reins au choix d'école, s'effondreraient sans une bonne conception de marché. Le défi est de construire des systèmes qui produisent de bons résultats même lorsque les participants ont des incitations concurrentes, un problème central pour les marchés, y compris ceux qui nous sont familiers dans la crypto. Notre invité est le Dr Alvin Roth, lauréat du prix Nobel d'économie et professeur à Stanford, l'un des pionniers de la conception de marchés. Je suis également rejoint par Scott Commoners, professeur à la Harvard Business School et partenaire de recherche chez A16Z Crypto, et ancien étudiant d'Alvin. Ensemble, nous explorons comment la théorie économique se transforme en conception de marchés pratique, des admissions au lycée de New York à l'échange de reins, et comment la technologie change les marchés, ainsi que l'idée de transactions répugnantes, un thème du livre d'Alvin à paraître, "Moral Economics". Scott a rencontré Alvin Roth alors qu'il était étudiant de premier cycle, avant de suivre son cours sur la conception de marchés. Il révisait des articles pour un programme de résumé de mathématiques à grande échelle et est tombé sur un article d'Alvin intitulé "Deferred Acceptance Algorithms: History, Theory, Practice, and Open Questions". Cet article portait sur l'utilisation de l'algorithme d'acceptation différée pour trouver des appariements stables, où personne n'a d'incitation à recontracter après coup. L'article montrait comment cette théorie mathématique était appliquée à l'affectation des médecins à leurs résidences médicales et au choix d'école, et comment elle était liée à l'allocation d'organes et à l'échange de reins. Scott a été tellement impressionné qu'il a décidé de se consacrer à la conception de marchés. Alvin Roth a cristallisé l'idée que si l'économie est une science descriptive qui examine comment le monde fonctionne, la conception de marchés, elle, se demande comment le monde devrait fonctionner. C'est une manière d'utiliser la théorie économique pour construire des solutions pratiques à des problèmes réels. Le terme "conception de marchés" et le concept de l'économiste en tant qu'ingénieur, attribués à Alvin Roth, ont ouvert la voie à la collaboration entre informaticiens et économistes, combinant les compétences pratiques de résolution de problèmes des ingénieurs avec les profondes connaissances des incitations que procure l'économie. L'algorithme d'acceptation différée, introduit par Gale et Shapley, permet de trouver un appariement stable. Bien que la théorie de l'appariement stable ne garantisse pas toujours un fonctionnement optimal lorsque des couples entrent sur le marché, comme l'a montré Alvin Roth dans ses travaux avec Elliot Peranson pour la refonte du programme national d'appariement des résidents. Ils ont dû adapter l'algorithme d'acceptation différée pour intégrer les couples, tout en respectant l'objectif d'un appariement stable. Cette approche de la théorie économique a été pionnière pour Alvin Roth, qui a développé une boîte à outils pour sa mise en œuvre pratique. Alvin Roth explique que la théorie et la pratique diffèrent souvent en raison des complexités du monde réel. Il a passé beaucoup de temps à étudier le marché du travail des médecins, un problème qui présentait un arrière-plan mathématique important et des complexités. Il a écrit un article théorique concluant que la gestion des couples était difficile. Des années plus tard, on lui a demandé de diriger la refonte de ce marché. Il a réalisé que son livre sur l'appariement ne s'appliquait directement qu'aux contre-exemples, car les théorèmes simples qu'il contenait ne pouvaient pas être invoqués en présence de complémentarités. Cependant, ces théorèmes se sont avérés être un guide étonnamment bon. Le problème des couples est un cas de complémentarité où les appariements stables n'existent souvent pas. Cependant, dans la pratique, pour le marché des nouveaux médecins américains, ces problèmes sont rares. Cela a permis de commencer par ignorer les couples, puis de résoudre leurs problèmes au fur et à mesure qu'ils se présentaient. Avec 45 000 candidats, 35 000 postes et 2 000 couples, il est rare que les appariements stables n'existent pas. L'utilisation de l'appariement stable pour les médecins remonte aux années 1950, avant même les travaux de Gale et Shapley. À l'époque, les mécanismes équivalents à l'algorithme d'acceptation différée avaient été redécouverts de nombreuses fois. Le marché médical des années 1950 était simple, car la plupart des diplômés en médecine étaient des hommes et n'étaient pas mariés à d'autres médecins. Mais dès 1970, il y avait 10% de femmes, et aujourd'hui plus de 50%, ce qui a créé le problème des couples, où les deux conjoints cherchent un emploi et se soucient du travail de leur partenaire. Avant la mise en place du système d'appariement médical, les médecins étaient embauchés trop tôt, dès l'été de leur deuxième année d'école de médecine, ce qui entraînait un manque d'informations et des problèmes d'offres explosives et de congestion. Ce phénomène de "dénouement" des marchés est courant et peut être observé dans d'autres secteurs comme les avocats ou le capital-investissement, où les dates d'entretien sont de plus en plus précoces. Alvin Roth préfère parler d'échecs de marché plutôt que d'échecs de marché au sens large des économistes. Pour les avocats, le problème est leur capacité à conclure des contrats verbaux contraignants, ce qui rend difficile la mise en place d'une chambre de compensation centralisée. Cela contraste avec l'idée que les inefficiences résultent de l'incapacité à conclure des contrats. Dans les marchés crypto, la possibilité de rédiger des contrats intelligents peut conduire les participants à s'engager à l'avance, renonçant parfois à des droits qu'ils pourraient souhaiter plus tard. Alvin Roth a été impliqué dans la conception du processus d'admission au lycée de New York. Sous le maire Bloomberg, la ville a décidé de centraliser l'autorité du système scolaire. Trente mille étudiants devaient être affectés administrativement à des écoles pour lesquelles ils n'avaient pas exprimé de préférence, faute de temps pour les apparier. Alvin Roth, avec son étudiant Parag Pathak et Attila Abdulkadiroglu, a développé un algorithme d'acceptation différée pour répondre à leurs besoins. Le système précédent était basé sur l'envoi de lettres. Les candidats listaient cinq écoles par ordre de préférence. Les écoles recevaient les candidatures et pouvaient voir l'ordre de préférence. Les écoles prenaient leurs décisions, les transmettaient au département de l'éducation, qui envoyait des lettres aux étudiants admis, parfois à plusieurs écoles. Les étudiants devaient choisir, ce qui prenait du temps. Après trois cycles, 30 000 étudiants étaient encore sans affectation en août et étaient assignés à l'école la plus proche ayant une place. Ce système a été remplacé par l'algorithme d'acceptation différée. Le maire De Blasio a par la suite modifié l'algorithme, réduisant le nombre d'étudiants non appariés de 30 000 à 3 000. Le processus initial prévoyait un deuxième cycle pour les étudiants non appariés, mais cette étape a été supprimée et remplacée par des listes d'attente mal définies. La conception de marchés implique de penser à l'avance à ce que l'on va faire. Le blog d'Alvin Roth, marketdesigner.blogspot.com, est une ressource pour les problèmes de conception de marchés. Il a été créé pour sa classe afin de montrer que ces problèmes peuvent être trouvés dans les journaux, pas seulement dans les articles académiques. Le blog est devenu une source d'idées et de mémoire, et a servi de base à son livre "Moral Economics", qui traite des transactions répugnantes et des marchés controversés. Dans la conception de marchés, il est crucial de se plonger dans les détails spécifiques de l'application. Pour le choix d'école, l'une des questions était de savoir si les multiples offres reçues par certains étudiants leur étaient importantes. Il s'est avéré que la plupart des étudiants choisissaient l'école qu'ils avaient classée en premier. L'algorithme d'acceptation différée, bien que nécessitant des ordinateurs, accélère le processus en demandant aux étudiants de soumettre leurs préférences à l'avance, ce qui élimine le temps de décision lié aux multiples offres. La congestion est un problème majeur dans les marchés. Elle survient lorsque le temps est insuffisant pour évaluer, effectuer des transactions ou accomplir toutes les tâches nécessaires. Un système de compensation centralisé, comme l'appariement des résidents médicaux, permet de prendre des décisions initiales, puis tout est géré par algorithme. Cependant, tenter de reproduire cela par téléphone, comme l'a étudié Alvin Roth pour les psychologues professionnels, est inefficace. Les chaînes de rejet, où les candidats refusent des offres pour attendre de meilleures options, prennent du temps. Même si chaque transaction est rapide, un marché national ne peut pas fonctionner par téléphone. La congestion se manifeste de diverses manières. Sur Amazon, la fonction de recherche permet de décongestionner le marché en aidant les utilisateurs à trouver rapidement ce qu'ils cherchent parmi un vaste inventaire. Airbnb a également évolué pour réduire la congestion. Initialement, les utilisateurs devaient attendre la confirmation manuelle des hôtes, ce qui entraînait des délais et des déceptions. Aujourd'hui, grâce à des systèmes de réputation et de réservation instantanée, et en ne montrant que les annonces disponibles, Airbnb peut rivaliser avec les hôtels. Dans les deux cas, la résolution des problèmes de séquençage et l'accord sur un ordre fixe de ce qui est disponible ont été essentiels pour atténuer la congestion. Cela est également pertinent dans l'allocation d'organes de donneurs décédés, où le temps est critique. Les offres "hors séquence" sont parfois faites lorsque les organisations de prélèvement d'organes craignent que l'organe ne trouve pas preneur à temps, ce qui soulève des controverses. L'échange de reins est un exemple de marché conçu par Alvin Roth. Les personnes en bonne santé peuvent donner un rein, et la vente d'organes est illégale dans la plupart des pays (sauf en Iran). Par conséquent, les reins sont rares. Aux États-Unis, 130 000 personnes souffrent d'insuffisance rénale chaque année, mais moins de 30 000 transplantations sont effectuées. La plupart des personnes qui ont besoin d'une transplantation meurent sans en recevoir. L'échange de reins permet à des donneurs qui ne sont pas compatibles avec leur proche de donner un rein à une autre personne, tandis que le proche du donneur reçoit un rein d'un autre donneur compatible. Cela augmente la disponibilité des transplantations de donneurs vivants. Aujourd'hui, environ un tiers des transplantations de donneurs vivants se font par échange, souvent par des chaînes plus complexes que de simples échanges entre deux paires. Ce problème d'appariement est résolu par la programmation en nombres entiers pour trouver des cycles et des chaînes. La légalité de l'échange de reins a été un défi. La loi américaine interdit de donner une "considération de valeur" à un donneur d'organe. Le ministère de la Justice n'a pas voulu clarifier si l'échange de reins était couvert par cette loi. Un amendement à la National Organ Transplant Act de 1984, proposé par Charlie Norwood, a finalement été adopté à l'unanimité, rendant l'échange de reins (appelé "don de rein apparié") légal aux États-Unis. Ce qui a