量化投資發(fā)展歷程

第一講量化投資的發(fā)展歷程

(QUANTS)

汪建坤

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注：第一講課件根據(jù)《寬客》（作者斯科特·帕特森）

一書制作2023/2/61量化投資的產(chǎn)生(60年代)：科學(xué)股票市場(chǎng)系統(tǒng)和可轉(zhuǎn)債套利策略量化投資的興起(70-80年代)：期權(quán)定價(jià)理論與統(tǒng)計(jì)套利策略量化投資的“黃金十年”（90年代）：標(biāo)準(zhǔn)金融理論的形成與量化投資基金的繁榮量化投資的危機(jī)（2000年后）：次貸危機(jī)和量化投資的災(zāi)難2023/2/62量化投資的產(chǎn)生(60年代)：科學(xué)股票市場(chǎng)系統(tǒng)和可轉(zhuǎn)債套利策略量化投資的鼻祖—愛德華·索普(EdwardThorp):加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)博士、MIT教授，加州大學(xué)歐文分校教授。善于用科學(xué)方法研究賭術(shù)，對(duì)象諸如百家樂(lè)、21點(diǎn)。利用21點(diǎn)原理發(fā)明了發(fā)明了科學(xué)股票市場(chǎng)系統(tǒng)，并用于可轉(zhuǎn)換債券套利，成立了普林斯頓-紐波特基金，是最早采用純數(shù)學(xué)技術(shù)賺錢的人之一，被稱為“寬客教父”。索普的21點(diǎn)策略：

--21點(diǎn)策略：在21點(diǎn)中，所有臉譜牌

K,Q,J都算作10。當(dāng)“10”牌占剩余牌數(shù)的比例上升時(shí)，此時(shí)莊家爆掉可能性增加，勝算開始倒向自身。--加大減小策略：發(fā)出2、3、4、5、6，算做“﹢1”，10、J、Q、K（10牌）、A（既可以當(dāng)1亦可以當(dāng)11）算做“－1”，每看到一張小牌就﹢1，每看到一張大牌就－1。數(shù)值越大，剩下的牌里大牌就越多

--大數(shù)定律：隨著隨機(jī)試驗(yàn)次數(shù)的增加（即隨機(jī)事件組成的樣本的規(guī)模擴(kuò)大），結(jié)果的平均值越接近某個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)就是樣本分布的均值。例如，擲10次硬幣，正反可能七三開，但是，擲上10000次硬幣，得到的結(jié)果必然接近于正反五五開。

--加倍加注策略：即加分別按1、2、4、8遞增。贏一次重新開始。

--凱利策略。在數(shù)學(xué)家凱利幫助下來(lái)優(yōu)化21點(diǎn)下賭方案。即勝算大時(shí)出重手，勝算小時(shí)就收手。

--1959年，采用電腦進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得了盈利模型和模式。--1961年，在香農(nóng)的幫助下，索普向美國(guó)數(shù)學(xué)會(huì)提交了論文《財(cái)富密碼：21點(diǎn)常勝策略》，成名。賭博實(shí)驗(yàn)。

--在獲得10000美元實(shí)驗(yàn)金后，他前往拉斯維加斯實(shí)戰(zhàn)，經(jīng)過(guò)數(shù)日便翻倍。1962年出版《戰(zhàn)勝莊家》《BeatTheDealer》一書，成為暢銷書。1964年在拉斯維加斯賭場(chǎng)被下毒，使其決定轉(zhuǎn)戰(zhàn)世界最大的賭場(chǎng)--華爾街。2023/2/66科學(xué)的股票市場(chǎng)系統(tǒng)理論形成--1965年，前往加州大學(xué)歐文分校，與金融學(xué)教授希恩·卡索夫合作，涉足股票權(quán)證定價(jià)研究。--1967年，合著《戰(zhàn)勝市場(chǎng)：一個(gè)科學(xué)的股票市場(chǎng)系統(tǒng)》(《BeatTheMarket:AScientificStockMarketSystem》)，該書是量化投資的開山之作，是第一個(gè)精確的純量化投資策略。這一系統(tǒng)可以正確地給可轉(zhuǎn)換債券定價(jià)（估值）。2023/2/67

--與有效市場(chǎng)理論(EMP理論)觀點(diǎn)相同但結(jié)論不同：芝加哥大學(xué)金融學(xué)教授尤金·法瑪在20世紀(jì)60年代首次提出。有效市場(chǎng)理論的基礎(chǔ)是市場(chǎng)運(yùn)動(dòng)遵循隨機(jī)游走，且當(dāng)前價(jià)格已經(jīng)反映了所有關(guān)于市場(chǎng)的已知信息，因此持續(xù)戰(zhàn)勝市場(chǎng)是不可能的。但索普從布朗運(yùn)動(dòng)和價(jià)格隨機(jī)游走及鐘型曲線圖的研究中，得出雖然不知道價(jià)格會(huì)如何變化，但是，可以知道變化的概率。因此，隨機(jī)價(jià)格的波動(dòng)性是可以量化的。2023/2/68投資實(shí)踐：--1969年11月，索普和里根開設(shè)“可轉(zhuǎn)換對(duì)沖合伙基金”，1975年改名為普林斯頓-紐波特合伙公司(Princeton-NewportPartners)

--可轉(zhuǎn)債套利策略：通過(guò)自行開發(fā)的權(quán)證定價(jià)模型計(jì)算權(quán)證價(jià)格，賣空價(jià)格過(guò)高的權(quán)證（借），同時(shí)買入等量股票作為對(duì)沖，或者進(jìn)行相反的操作。--1970年獲利3%，標(biāo)普下跌5%；1971年獲利13.5%，標(biāo)普漲9%；1972年獲利26%，標(biāo)普漲14.3%。1974年獲得9.7%，標(biāo)普跌26%。索普確實(shí)戰(zhàn)勝了市場(chǎng)。11年沒(méi)有出現(xiàn)年度和季度虧損。

--許多對(duì)沖基金模仿量化。例如肯·格利芬的大本營(yíng)投資集團(tuán)2023/2/610量化投資興起（70-80年代）：期權(quán)定價(jià)理論與統(tǒng)計(jì)套利期權(quán)定價(jià)理論：1973年，芝加哥大學(xué)教授費(fèi)希爾·布萊克(FischerBlack)和邁倫·斯科爾斯(MyronScholes)發(fā)表論文《ThePricingofOptionsandCorporateLiabilities》，提出著名的“布萊克-斯科爾斯”公式。其公式與索普的模型計(jì)算結(jié)果相差無(wú)幾。該理論假設(shè)價(jià)格隨機(jī)游走，價(jià)格的運(yùn)動(dòng)方向是鐘型曲線（正態(tài)分布）的正中央，價(jià)格不會(huì)大幅的跳動(dòng)。即不會(huì)出現(xiàn)黑天鵝。交易所成立：1973年，芝加哥期權(quán)交易所成立，期權(quán)定價(jià)理論被華爾街迅速接受，量化革命正式拉開了序幕。布萊克-斯科爾斯公式看漲期權(quán)價(jià)格：看跌期權(quán)價(jià)格：2023/2/612統(tǒng)計(jì)套利策略的發(fā)明。1983年，時(shí)任摩根士丹利大宗交易部門程序員的格里·班伯格（1980年獲得哥倫比亞大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)位）在為大宗商品交易部門編寫軟件的“配對(duì)策略”中，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)“統(tǒng)計(jì)套利策略”。這是有史以來(lái)最強(qiáng)大的交易策略，不管市場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方向如何都能夠盈利。原理：在一組對(duì)應(yīng)的股票中，價(jià)差會(huì)暫時(shí)出現(xiàn)異常，通過(guò)賣空價(jià)格高的股票，買入價(jià)格低的，在它們的價(jià)格恢復(fù)到歷史均衡水平時(shí)平倉(cāng)，即可獲利。多家基金開始統(tǒng)計(jì)套利--格里·班格伯加入普林斯頓-紐波特合伙公司，并成立了BOSS基金。--摩根斯坦利由農(nóng)西奧·塔爾塔利亞（耶魯大學(xué)物理學(xué)碩士）執(zhí)掌APT小組。后由彼得·穆勒接任。--大衛(wèi)·肖（斯坦福計(jì)算機(jī)專業(yè)）成立肖氏對(duì)沖基金。--肯·格里芬（哈佛經(jīng)濟(jì)學(xué)本科）的大本營(yíng)投資集團(tuán)2023/2/6141987年的“黑色星期一”：

--1976年，加州大學(xué)伯克里分校金融學(xué)教授海恩·利蘭提出資產(chǎn)組合保險(xiǎn)理論，1981年，他們組建了LOR公司，通過(guò)賣空標(biāo)普股指期貨來(lái)復(fù)制他們的投資組合保險(xiǎn)。

--1982年，芝加哥商業(yè)交易所開始交易標(biāo)普500股指期貨。

--1987年10月19日，道瓊斯工業(yè)指數(shù)一日內(nèi)下跌508點(diǎn)（2246-1738），下跌23%，市場(chǎng)崩潰。多頭虧損20-30億美元，有4億美元客戶無(wú)法支付清算銀行大陸銀行。--原因。股市和期市中由計(jì)算機(jī)輔助交易所觸發(fā)的連環(huán)下跌，形成爭(zhēng)相賣出的反饋回路（在快速波動(dòng)的市場(chǎng)中使指令及時(shí)成交）。--周一晚，股災(zāi)蔓延到了全世界，席卷東京、香港、巴黎、倫敦、蘇黎世，最后又回到紐約。--結(jié)局。大陸銀行支付4億美元，周二下午，道瓊指數(shù)漲102點(diǎn)，周三漲187點(diǎn)。--“黑天鵝事件”.統(tǒng)計(jì)學(xué)上是“屬于27個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差事件”，發(fā)生的概率是1/10的160次方。屬于正態(tài)分布中的肥尾現(xiàn)象，有效市場(chǎng)理論和布萊克—斯科爾斯的斯權(quán)定價(jià)公式受到質(zhì)疑。量化投資的“黃金十年”（90年代）：標(biāo)準(zhǔn)金融理論的形成與量化投資基金的繁榮

標(biāo)準(zhǔn)金融理論（現(xiàn)代投資組合理論）的形成

--1990年馬科維茨、夏普和默頓三人獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)。

--馬可維茨提出了資產(chǎn)組合選擇理論。論文最早采用風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)的期望收益率（均值）和用方差（或標(biāo)準(zhǔn)差）代表的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)來(lái)研究資產(chǎn)組合和選擇問(wèn)題。被譽(yù)為“華爾街的第一次革命”!

--資本資產(chǎn)定價(jià)模型：提出系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)和非系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。用貝塔系數(shù)來(lái)衡量系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的大小。對(duì)非系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)則“不能把所有的雞蛋放在一只藍(lán)子里”。2023/2/617

--市場(chǎng)有效性理論證券價(jià)格能夠反映一切相關(guān)信息，市場(chǎng)總是有效率的。投資者是理性的，會(huì)根據(jù)市場(chǎng)的信息做出正確的決策；如果投資者是非理性的，但他們的行為具有隨機(jī)性，錯(cuò)誤的高估和低估可以使他們對(duì)價(jià)格的影響相互抵消。如果投資者的行為不是隨機(jī)的，那么理性的套利者也會(huì)糾正市場(chǎng)的錯(cuò)誤定價(jià)。所以，在有效市場(chǎng)上，價(jià)格是由未來(lái)的信息決定的，是隨機(jī)游走的。沒(méi)有人可以預(yù)測(cè)價(jià)格并獲得超常的回報(bào)--期權(quán)定價(jià)理論：股價(jià)在短時(shí)期內(nèi)的變動(dòng)來(lái)源于兩個(gè)方面：一是單位時(shí)間內(nèi)已知的一個(gè)收益率變化，被稱為漂移率，可以理解為總體的變化趨勢(shì)。二是隨機(jī)波動(dòng)項(xiàng)，即，是隨機(jī)波動(dòng)使得股票價(jià)格變動(dòng)偏離總體趨勢(shì)的部分。

--套利理論（APT）有些風(fēng)險(xiǎn)都是無(wú)法經(jīng)由多元化投資加以分散，例如通貨膨脹或國(guó)民所得的變動(dòng)等系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)。

APT則套用風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)的預(yù)期收益率和各宏觀經(jīng)濟(jì)因素的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)。套利者使用APT模型，利用證券的錯(cuò)誤定價(jià)從中取利。當(dāng)證券出現(xiàn)錯(cuò)誤定價(jià)，其價(jià)格將異于從理論模式預(yù)測(cè)出來(lái)的價(jià)格大量寬客的培養(yǎng)芝加哥大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克里分校、哥倫比亞大學(xué)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、普林斯頓大學(xué)、紐約大學(xué)柯朗研究所法瑪?shù)氖橙唆~：市場(chǎng)是一架對(duì)價(jià)格進(jìn)行隨機(jī)攪拌的機(jī)器，法瑪假定蕓蕓眾生在不懈尋找市場(chǎng)的無(wú)效性，就好像饑餓的食人魚尋找鮮肉一樣。沒(méi)有這些饑餓的食人魚，就沒(méi)有市場(chǎng)的有效性。量化基金在成熟理論武裝下繁榮起來(lái)：每當(dāng)市場(chǎng)價(jià)格偏離真諦的時(shí)候，電腦武裝的寬客食人魚就會(huì)向錯(cuò)誤猛撲過(guò)去，風(fēng)卷殘?jiān)埔粯邮故袌?chǎng)重歸秩序。大功率計(jì)算機(jī)就像真諦雷達(dá)一樣掃描著全球市場(chǎng)，尋找賺錢的機(jī)會(huì)，寬客的模型可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)價(jià)格何時(shí)偏離均衡。西蒙斯的大獎(jiǎng)?wù)禄鸷透哳l交易--1988年，詹姆斯·西蒙斯和詹姆斯·?？怂乖O(shè)立大獎(jiǎng)?wù)禄?。初設(shè)立時(shí)，大獎(jiǎng)?wù)录s15%的資本用于短期信號(hào)，其余分配給傳統(tǒng)的趨勢(shì)跟蹤，翌年虧損四分之一，西蒙斯暫停了交易。1990年，大獎(jiǎng)?wù)轮匦聠?dòng)，將短期信號(hào)作為核心，第一年在扣除費(fèi)用后達(dá)到56%的回報(bào)率。詹姆斯·西蒙斯和文藝復(fù)興科技公司及大獎(jiǎng)?wù)禄?/p>

--西蒙斯其人：MIT數(shù)學(xué)系畢業(yè)，加州大學(xué)伯克利分校物理學(xué)博士。曾供職于美國(guó)防御分析研究所，做密碼破譯工作。后供職于石溪大學(xué)，任數(shù)學(xué)系主任。他與陳省身一起獲得了維布倫獎(jiǎng)。

--1988年成立大獎(jiǎng)?wù)禄穑挥诩~約郊區(qū)長(zhǎng)島，是美國(guó)獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)的諜報(bào)中心。

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--其雇員大都為物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、生物學(xué)家及計(jì)算機(jī)專家，幾乎不雇傭華爾街人士，因?yàn)槲髅伤故敲艽a破譯專家，因此許多骨干亦是密碼破譯專家。職員都擁有博士學(xué)位。

--擅長(zhǎng)高頻交易。是多策略基金。

--連續(xù)二十年收益達(dá)到70%左右，除去報(bào)酬后為40%左右。

--大獎(jiǎng)?wù)禄鸬臉I(yè)績(jī)*88年-08年：平均年收益35.6%，高出巴菲特的18%*88年-99年：總收益2478%，*收益中除去管理費(fèi)用5%、利潤(rùn)參與率36%。*1990年凈回報(bào)為55.9%；翌年39.4%；之后的兩年是34%和39.1%*1994年美聯(lián)儲(chǔ)連續(xù)6次加息，而其凈賺71%*2000年科技股股災(zāi)，標(biāo)普指數(shù)下跌10%，大獎(jiǎng)?wù)禄饍艋貓?bào)98.5%*2008年全球金融危機(jī)，而大獎(jiǎng)?wù)聝糍?0%2023/2/626然而大獎(jiǎng)?wù)禄鸬牟呗允冀K是個(gè)黑箱2023/2/627量化投資基金的蓬勃發(fā)展（兇殘的法瑪食人魚）

--1990年，哈佛大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)本科生肯尼斯·格里芬索普的幫助下，設(shè)立大本營(yíng)投資集團(tuán)，利用數(shù)學(xué)模型的進(jìn)行可轉(zhuǎn)債套利交易。后發(fā)展高頻交易策略等，成為多元化多策略基金。第一年回報(bào)率達(dá)到70%。2004年基金資產(chǎn)150億美元，2003年個(gè)人資產(chǎn)7.5億美元。--1991年，普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)系畢業(yè)生彼得·穆勒在由伯克利經(jīng)濟(jì)學(xué)教授巴爾·羅森堡創(chuàng)立的BaRRa量化基金中發(fā)明了阿爾法系統(tǒng)策略。后到摩根士丹利成立過(guò)程驅(qū)動(dòng)小組，由數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)與計(jì)算機(jī)頂尖高手組成，建立了“大富翁”程序化交易系統(tǒng)，專注于特定行業(yè)的統(tǒng)計(jì)套利。1996年-2006年利潤(rùn)約50億美元，團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)金10億美元。

--1992年，獲得沃頓商學(xué)院本科金融與計(jì)算機(jī)雙學(xué)士學(xué)位，獲得芝加哥大學(xué)金融博士學(xué)位的克里夫·阿斯內(nèi)斯，發(fā)明了價(jià)值和動(dòng)量策略（OAS）。他進(jìn)入了高盛資產(chǎn)管理公司從事寬客業(yè)務(wù)。建立了內(nèi)部的全球阿爾法基金，第一年收益95%，第二年35%。

--1994年，約翰·梅里威瑟從所羅門兄弟辭職，成立長(zhǎng)期資本管理公司，斯科爾斯和默頓加入。該基金的專長(zhǎng)是相對(duì)價(jià)值交易，搜尋價(jià)格行為反常的證券。擅長(zhǎng)用大杠桿買老債券賣新債券。

1998年，長(zhǎng)期資本管理公司破產(chǎn)。--1995年，魏因斯坦從密歇根大學(xué)哲學(xué)系本科畢業(yè)進(jìn)入美林公司全球債券交易部，1998年進(jìn)入當(dāng)時(shí)世界最大銀行德意志銀行從事衍生品（CDS即信用違約互換）交易，專長(zhǎng)于浮動(dòng)利率債券和資本結(jié)構(gòu)套利。2005年內(nèi)部基金規(guī)模200億美元。量化投資的危機(jī)（2000年后）：次貸危機(jī)和量化投資的災(zāi)難

對(duì)沖基金和量化基金規(guī)模暴漲

--利差交易興起。從日本借入，2007年利差交易達(dá)10000億美元。使金融市場(chǎng)的資金充足，流動(dòng)性泛濫，商品、房地產(chǎn)、次級(jí)抵押貸款一片繁榮。

--2000年互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅，許多資金進(jìn)入對(duì)沖基金。

--投資銀行競(jìng)相模仿高盛的全球阿爾法和摩根斯坦利的過(guò)程驅(qū)動(dòng)交易紛紛成立自營(yíng)部門。銀行轉(zhuǎn)型為巨型對(duì)沖基金。

--對(duì)沖基金開始紛紛通過(guò)證券市場(chǎng)上市募資。--1997年1000億美元-2007年2萬(wàn)億美元。

--盈利率下降導(dǎo)致杠桿越來(lái)越大。2023/2/630市場(chǎng)方面

--發(fā)達(dá)國(guó)家金融監(jiān)管放松，金融衍生品不斷被開發(fā)出來(lái)。許多銀行在離岸避稅天堂開曼群島注冊(cè)，并發(fā)明了一種“表外帳目”逃避監(jiān)管。

--高頻交易等各種策略被開發(fā)，計(jì)算機(jī)參與交易，使交易速度大大加快。“速度為王”

--互聯(lián)網(wǎng)興起，通過(guò)計(jì)算機(jī)將金融系統(tǒng)緊密地聯(lián)系在了一起。理論方面：李祥林的高斯聯(lián)結(jié)，是信用衍生品方面的布萊克-斯科爾斯模型，幾乎所有的CDO經(jīng)理和交易員都用這一模型來(lái)確定價(jià)格。全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)

--2007年中國(guó)股市和房地