物理学概论论文 清华大学

金融物理学的简介与思考

一、概述：什么是金融物理学

根据百科词条的定义，所谓金融物理学，就是“用统计物理、理论物理、复杂系统理论、非线性科学、应用数学等学科的概念、理论和方法，去研究金融市场中通过自组织而涌现的宏观规律及其复杂性的一门新兴交叉学科”。这条定义十分拗口，简而言之，在金融物理学中，金融市场其实就是一个复杂的物理系统，其中的各种数据如股价、基金指数、房价等则都是物理的“实验数据”，金融物理学家们力图寻找和阐释其中的物理规律。在我看来，再简而言之，它就是力图“将金融市场纳入物理体系解释”的学科。

二、现状：金融物理学的发展历史与研究成果

查阅有关资料后发现，金融物理学的雏形，出现于1900年，法国数学家巴施里耶首次应用布朗运动来描述股票价格演化。20世纪前半叶，一些学者对布朗运动模型进行了理论和实证研究，但是由于计算能力的限制，所得结论的统计意义并不显著。1959年，经济学家Osborne（据我所知，他对博弈论也有很大贡献）发表论文指出，1955～1956年在纽约证交所交易的上千只股票的月度收益率和年度收益率以及道琼斯指数，在1916～1956年期间的月度收益率，都服从高斯分布，他还用更多的数据来验证布朗运动模型。Fama将之称为Bachelier-Osbome模型。

当然，我发现，早期的金融物理学，并没有得到经济学界的重视，甚至有著名经济学家对其嗤之以鼻。金融物理学第一次对经济学产生重大影响，是证券市场的“有效市场假说”和股价的“随机游走理论”。它们都是根据物理学理论提出，甫一面世，就在金融学中的证券领域，引起了一场大地震，至今仍然争论不休。从此，金融物理学开始从幕后走向台前。

金融物理学的辉煌，则出现在近二十年。1995年，索内特教授带领的研究小组，首次提出了股市的对数周期性幂律模型，用来预测泡沫湮没的时间等。它成功地预言了日本日经指数反泡沫、英国房地产泡沫、中国股市反泡沫，预言了08、09年原油和黄金泡沫的破裂，

甚至预言了美国的金融危机，引起了巨大轰动，也使金融物理学真正走进了大众视野。

近年来，金融物理学的发展的确很快，也取得了相当成就，但对其中一些细节，我仍然存有些许疑问。

三、初步思考：金融物理学该采用怎样的研究方式？

首先，是金融物理学的研究方式。在查阅了一些文献后，我发现，目前，金融物理学中，仍然有很多学者，在采用“事后拟合法”研究。也就是说，当股票市场的波动发生，学者们就试图用数学模型去拟合这一波动，并给出合理的物理学解释。

有些不客气地说，这种研究方式，和古代的“占卜”，并没有本质的区别。商朝时，人们用甲骨文进行占卜，出征前，把龟甲放在火上烤，记录下龟甲上裂纹的形状。如果打胜了，就把龟甲保存起来，作为“标准”。下次出征前，再烤一副龟甲，并将裂纹与“标准”进行比对，如果两者一样，说明这次也能获胜。但如果这次打败了呢？那么，就仔细分析前后两次裂纹的区别，直到找到合理的解释为止，比如，这次的裂纹比上次多了一小条缝。总之，“标准”是不能颠覆的。

现在金融物理学的研究方法，不也是如此吗？股市的波动，就是意料之外的“战败”，数学模型，就是用来参考的龟甲“标准”，而对此的物理解释，也就是古人在裂纹上寻找“区别”、寻求“合理化解释”的过程。

这样的方法，不仅效率低，而且也难言科学。甚至，即使模型完美地拟合了金融市场的波动，也不能说明其正确性，因为这个模型纯粹是“占卜”出来的，其推导的过程，并不令人信服。

我想，金融物理学的发展方向，或许可以做些调整。伟大的牛顿力学，难道一诞生就有了完美的体系吗？它也是靠伽利略、牛顿、开普勒等人的不断发展，依据牛顿三定律，逐步建立起来的。类似，在金融物理学中，我们不需要一上来就力图建立一个“完美的模型”，做到完美地拟合、预测股市的波动与变化；相反，我们应该先从一些基本的、基于物理学的假设出发。（随便举一例：既然股价的走势具有随机性与不确定性，那么，它应当符合布朗运动的规律。）然后，

用物理学的科学研究方法，提出假设，设计实验（当然，金融物理学，只能依靠金融市场上的“自然实验”），验证或否定假设。通过对一条条假设的验证与否定，我们最终能建立一个较为可靠的模型。

这一过程，看上去和“事后拟合法”有些相似，都是“试错”的过程，其实完全不同。“事后拟合法”，是“逆向”的试错，是先有模型，后有物理解释，好像先把楼建起来，然后这边加根柱子，那边补一堵墙，最后楼上打满了“补丁”；而上述研究方法，则是“正向”的试错，先有基于物理学的假设，后有模型，是逐步“堆砖块”的过程，最终建立起的“大厦”，自然比前者更加美观，也更加可靠。

当然，“事后拟合法”也有其积极意义，在提出假设的阶段，它也能给我们一些启发。但它仍然只能是配角，毕竟，金融物理学的重心是“物理学”三字，自然也需要依托物理学的研究方法，而不是“占卜”式的建模研究方法。

四、深入思考：金融物理学的缺陷

1.“因果关系”有待论证

在百度百科的“金融物理学”词条中，我看到了以下的描述：“同宇宙万物一样，作为时空的产物，金融看似属于人类意识范畴，但仍无法摆脱天地规律的制约，同样有着精美绝伦的规律。”“金融首先是物质的，或者说是实物的延伸，因此，在很大程度上，金融的来龙去脉和变化规律是物理的（当然不仅仅是物理的，还有系统的、生态的等等），必须符合一定的物理变化规律。”读起来，的确令人感到十分震撼，不禁为物理规律的普遍存在而拍案叫绝。但是，细细一想，又不免有些疑问——证据呢？

的确，是有那么些基于物理学提出的模型，也适用于金融市场；但这还并不足以说明，金融市场的确受到物理规律的支配。换句话说，这最多只能说明它们存在相关关系，但并不能揭示因果关系。目前金融物理学的研究，本质上，还是在建模、提出假设并拟合，仍然停留在“相关关系”的层面，并没有探究深层次的“因果关系”。恐怕，要说明金融市场和物理规律存在因果上的联系，还需要后人的深入研究和理论论证。

2.所使用的物理规律值得商榷