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一个差点令金融世界崩塌的数学公式……|金融的宠儿有时也是黑洞!

经管之家  · 公众号  · 财经  · 2017-01-01 08:09

正文

作者:Lan Stewart 译者:  李季

原文链接:

http://www.guardian.co.uk/science/2012/feb/12/black-scholes-equation-credit-crunch

在Black-Scholes公式中,符号表示这些变量:

σ=标的资产的回报波动/期货, S =其现货价格(当前);

δ=变动率,V =金融衍生品的价格;

r =无风险利率;

t =时间。


这是投资者的必杀技(holy grail)。Black-Scholes方程 ,这一经济学家Fischer Black 和Myron Scholes的心血结晶,提供一个合理的给未履行完的财务契约定价的方式。就像在比赛中途买进或卖出一匹马的赌注。它开辟了一个新的越来越复杂的投资环境,绽放成一个巨大的全球性行业。但是当次级抵押贷款(sub-prime mortgage)市场变坏,金融市场的宠儿变成永无止境地吸吮金钱的‘黑洞’。


任何关注危机的人就会明白企业和商品实体经济,被称为衍生产品的复杂的金融工具的抢占风头。这些不是金钱或货物。而是投资中的投资,投注中的投注。衍生工具创建了一个繁荣的全球经济,但同时也导致市场动荡,信贷紧缩,银行体系濒临崩溃和经济衰退。正是Black-Scholes方程开辟了衍生工具的市场。


方程本身不是真正的问题。 它是实用的,精确的,其局限性也明确指出。它提供了一个行业标准的方法来评估金融衍生品的可能价值。因而衍生品可以在它们成熟之前买卖。如果明智地使用它和市场条件不适用时放弃它,该公式是好的。 麻烦的是其潜在的滥用。它允许衍生工具成为以它们自己的方式交易的商品。金融部门把它叫做Midas公式,视它为可使一切都变为黄金配方。 但市场忘了Midas国王的故事是如何结束。


布莱克 - 斯科尔斯支撑大规模的经济增长。到2007年,国际金融体系交易衍生品的价值为每年一万亿美元。这是世界制造业在过去一个世纪所有产品创造价值总值的10倍(调整通货膨胀后)。更加复杂的金融工具的发明的缺点是,其价值和风险越来越不透明。因此,公司聘请了有数学才能的分析师,制定类似的公式,来告诉他们这些新工具的价值和它们的风险。不好的是,他们忘了问当市场条件改变时结果的可信度。


Black和Scholes在1973年发明的方程;Robert Merton不久后提供了额外的评论。 它适用于简单,古老的衍生工具:期权。 主要有两种:认沽期权赋予买方有权在指定的时间以商定的价格出售商品。看涨期权是相似的,但它赋予的权利,是买,而非卖。方程提供了一个系统化的方法来计算到期前期权的价值。期权可以在任何时间出售。因方程的高效,Merton和Scholes赢得了1997年的诺贝尔经济学奖。(当时Black已去世,他无资格参选。)


1997年诺贝尔经济奖得主Merton与Scholes


任何人都会同意,如果每个人都知道衍生工具的精确的价值,人们怎么赚钱?该公式需要用户估计数值的数量。但用衍生产品赚钱的主要方式,赢得您的赌注 - 买以后可以以更高的价格出售的,或比预期具有较高的价值的成熟的衍生工具。赢家从失败者获得他们的利益。在任何一年,介于75%和90%之间的期货贸易商都赔了钱。当次贷泡沫破灭时,全球的银行失去了数百十亿美元。在随后的恐慌中,纳税人被迫依据法案,但法案是政治,而不是数理经济学。


布莱克 - 斯科尔斯公式涉及四个量。 三个可以直接测量:时间,安全期货资产的价格,无风险利率。 这是理论的利率,指投资人可以零风险赚取利润,如政府债券。第四个量是该资产的波动性。这是描述市场价值变化的不稳定的量。该公式假定资产的波动性保持不变,这是需要修正的。波动可以通过价格变动的统计分析来测定,但它不能精确测量,不能保证万无一失,测量与现实不相符合。


许多金融模型背后的想法可以追溯到1900年的Louis Bachelier,他认为股市波动可以用被称为布朗运动的随机过程来建模。 在每一个瞬间,股票价格或者增加或减少,该模型假定这些事件有固定的概率。它们可能是等可能的,或某个比其它的可能性大。这就像人站在街道上,反复掷硬币来决定是否向前移动一小步或向后,他向前向后反复无常。他的位置对应股票价格,随机上涨或下跌。 布朗运动的最重要的统计特征是它的均值和标准差。均值是短期的平均价格,通常在一个特定的方向漂移,上升或下降取决于股市。标准差可以认为是价格偏离均值的平均量,它有标准的统计公式来计算。 对于股票价格,这被称为波动,它衡量价格波动的稳定性。在时间价格图上,波动对应锯齿状的曲折走势。


布朗运动


莱克 - 斯科尔斯实现巴舍利耶的想法。它不直接给出期货的(它应该被出售或购买的)价格。这是数学家称为的偏微分方程,表达了就其它变量变化时价格的变化率。方程提供了具体的认沽期权的价值公式,看涨期权公式,幸运的是方程可以求解。


布莱克 - 斯科尔斯的早期成功,鼓励金融部门发展一系列针对不同的金融工具的相关方程。传统银行可以利用这些方程,评估贷款和交易,预测潜在的麻烦。但是,多的传统银行,没那么谨慎。很快,银行也随之进入越来越多的投机企业。


任何现实的数学模型依赖于简化和假设。建立在套利定价理论基础上的Black-Scholes方程,其中浮动和波动是不变的常数。这个假设在金融理论中很普遍,但对真正的市场往往是不对的。方程式还假定没有交易成本,卖空没有任何限制,钱总是可以以一个已知的,固定的,无风险利率借出和借入。但现实往往是非常不同的。


次贷危机相关金融产品链示意图


因为股市大波动应该是极为罕见的,这些假设是有效的,风险通常也很低。 但1987年10月19日,黑色星期一,全球股市在几个小时内失去超过20%价值,。根据模型的假设,这种极端事件几乎是不可能的。金融数学方面的专家,Nassim Nicholas Taleb,在他的畅销书《黑天鹅》中,称之为这种黑天鹅般的极端事件。但在1697年,荷兰探险家Willem de Vlamingh在后来被称为‘澳大利亚天鹅河’发现了大量黑天鹅 。因此,现在这句话是指一个假设,在事实上会出现,但随时可能被广泛讹传。







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