物理与金融

物理与金融徐庆瑞学号经济学院金融学摘要正在任何一个领域中在追求科学规律的背后目的又是什么呢很明显是为了预测未来并掌控未来而把物理学中的诸多原理应用到金融市场的研究正是金融领域的新方向关键词物理金融市场量子系统金融物理学引言金融数据并非随机产生金融并非与物理毫不相干相反金融学与物理具有很强的联系物理方法与理论在金融市场得到运用客观世界首先是由物质组成的具有很强的物理性此外任何事物皆为时空的产物因此金融也不例外同样具有很强的物理性物理与金融拥有较多的共同之处而将物理学中的诸多原理应用到金融市场的研究正是金融领域的研究新方向金融主要指的是金融资产和由金融资产组成的金融市场和体系所有金融资产都应有与其对应的实物资产所以金融同样具有很强的物理性质和规律我们可以从物理的角度研究探索金融的起源和变化规律虽然金融市场中的个别事件行为常被不可捉摸的人的意念所驱使但是总有某种对称因素不变的量去规范市场活动量子物理系统与之类似因此理论物理与金融这对尽管初看起来相异之极的两者也可以有共同的基点从理论物理的角度来看系统具有有限的大数目的自由度时处理的理论是统计力学当物理系统具有小数目自由度特征时应用的理论是经典力学或量子力学系统当系统具有可变的无穷多的自由度时处理的理论是量子场论具有连续性或无穷个自由度时处理的理论是经典场论而从社会经济活动角度来看我们可以把社会活动的系统看成大数目可变自由度的系统这样就有可能移用统计力学和量子场论的方法因此我们可以根据金融市场与量子规范场的共通之处研究金融市场电磁现象的理论电动力学就是较简单的规范场理论规范理论可以用能够应用到httpbaikebaiducomsubview15366581536658htm任何量子场论的方法的特殊化来量子化的一类物理理论非交换对称群的规范场论有时也称为杨httpbaikebaiducomview1262955htmhttpbaikebaiducomsubview42173444217344htmhttpbaikebaiducomview7034569htm米尔斯理论物理系统往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述当变换在每一时空点同时施行它们有全局对称性规范场论推广了这一思想它要求拉格朗日量必须也有局部对称性httpbaikebaiducomsubview981216981216htm应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域融市场就可以采用这种规范场理论的金融学应用就是将这种规范场理论同金融市场做类比在金融市场中作套利运作即在两个不同的市场中以有利的价格同时买进或卖出同种或本质相同的证券但无论怎样互换货币的价值不会改变这些观念和上述的规范变换规范场的概念与之有着相似的对应把金融市场看成量子场论从而将研究处理量子电动力学系统的一套理念和方法用于金融系统为此可以列出简单化的对应关系从而将复杂多变的金融市场转化为简单的金融关系理论是以套利场代替电磁势它同资金流作用导致股票期权和价格变化计及了股市的波动因素在金融领域推进了巨大的改变除规范场理论外物理学中的格点规范理论也对现代金融学的发展和进步起到催生作httpbaikebaiducomview63595htmhttpbaikebaiducomsubview1698195086681htm用格点规范理论是处理量子场论的非微扰方法之一它是httpbaikebaiducomview331334htm威耳孙在httpbaikebaiducomview761371htm年建立的httpbaikebaiducomsubview3545648049977htmhttpbaikebaiducomview2707407htmhttpbaikebaiducomview545607htmhttpbaikebaiducomview150800htmhttpbaikebaiducomview39326htmhttpbaikebaiducomsubview7400410393885htm其本质是用有限的格点点阵的量替代连续时空中的场利用格点规范理论可以广泛运用数字计算借助快速大型电子计算机来分析金融市场的演化和运作这些也使经济金融的数学工具越出了传统的范畴物理方法在金融市场发展过程中起到不可或缺的作用随着社会的发展金融与物理的联系越发密切不仅金融市场离不开多种物理方法和物理理论而且逐渐衍生出一门新的学科金融物理学一门用统计物理理论物理复杂系统理论非线性科学应用数学等的概念方法和理论研究金融市场通过自组织而涌现的宏观规律及其复杂性的新兴交叉学科早些时候人们认为金融市场数据与人为相关随机产生然而金融物理学的研究恰恰表明金融数据并非完全随机其间包含了各种相互作用金融物理学家将金融市场看作一个复杂系统把其中的各种数据如个股价格指数房价等看作是物理实验数据寻找和阐释其中的物理规律进而利用这些物理规律获取收益减少损失金融物理学的主要研究内容包括四个方面第一金融市场变量包括收益率波动率系综变量价差等的统计规律第二证券的相关性极端事件金融风险管理和投资组合等其中的多重分形理论和方法被广泛应用于金融市场时间序列的分析第三宏观市场的建模和预测包括用随机过程对收益率建模对数周期性幂律模型等第四金融市场的微观模型通过建立与金融市场相关的微观模型利用物理学解决金融市场数据变动金融物理学强调在微观层次探讨问题并在研究中大量应用物理学特别是统计物理学中的概念和方法如多体相互作用时空长短程关联内部对称性相和相变多重分形随机矩阵理论以及重整化群方法等金融物理学家们已经开始对金融市场大量的分钟和秒为单位的高频数据进行系统的定量分析和研究并应用统计平均的方法寻找动力学运动规律并且以统计所得数据运用数学和物理方法构建金融市场模型现在的金融市场模型主流是微观多体模型大多试图描述大数目的投资者和公司的多方博弈与相互作用及其诱导的集体行为并且通过模型分析金融投资与公司多方博弈的行为进而做出应对传统金融学包括金融数学是将金融数据视为随机过程而后建立各种微分方程但金融物理学的研究恰恰表明金融数据并非完全随机其间包含了各种相互作用金融物理学的主旨就在于揭示这些相互作用形式以及由此带来的宏观现象比如板块效应各种关联作用以及金融危机等在这些方面物理学研究金融是超出传统的金融学的范畴的物理学为金融市场的研究发展起到了推动作用结语未来的物理学应用的领域将随着人类对物质结构和运动规律认识的深入以及掌握的有力探测工具的增加而不断扩大物理学会以新的思维方法和新的仪器设备进一步深经济军事等领域将会为科技和社会发展做出重大贡献参考文献约翰逊金融物理学徐一鸿简明量子场论学苑出版社金融市场学罗斯格点规范理论