4 金融数学
相信大家已经注意到了,伴随着微观金融理论的发展,以随机分析为核心的数学理论 也在同步发展,并不断为金融学家们所吸收和运用,它们交织在一起,密不可分又相映生辉。但这给研究者带来了很多困难:由于微观金融学研究重点的特殊性和复杂性(不确定性和动态性),注定以随机分析作为其主要数学工具,这无形中提高了这一学科的门槛。 无须讳言,数学工具的缺乏是我们试图深入研究现代金融理论(如果不是所有现代经济学理论的话)遇到的最大障碍,对于大多数没有受过严格专业数学训练的研究者来说,试图去弥补这个缺陷通常会遇到两方面的问题,事情往往是这样的:金融学教授一开始总是会说:“啊,只要有一些高等数学知识就可以了。”
你回答说:“没问题,为此我们已经做好了充分的准备。”
教授:“是吗?那太好了。不过涉及到衍生产品问题的严肃研究者应当对随机运动过程
有一些明确的认识(Hull J. C.,1993)??”
“我们会补习这方面的课程??”
教授:“如果从测度论(measure theory)入手一定很有帮助??”
学生:“噢??”
“但这又不得不对集合论、积分论或者更一般的——实变函数论??在整体上有初步
的了解??”
“??”
当勤奋的学生下定决心开始攻克集合论时,他们很快地陷入了数学本身的抽象逻辑和 具体细节中。他们想知道的是,随机过程理论的测度论的集合论到底同我们感兴趣的衍生 金融产品定价问题有什么关系啊? 这就是一般研究者最经常遇到的困惑:
(1)如何按照数学本身的逻辑结构去掌握最重要的数学工具(在我们这里是随机过程 理论);
(2)它与实际问题的相关性。
我们希望能够通过某种适当的方法,帮助一般研究者克服这两个困难。不过在有所行 动之前,先要看清楚我们需要的究竟是什么。所以让我们先一同简要回顾一下金融数学的理论源泉和它们相互之间承前启后的关系,历数一下“巨人”们和他们的功勋,这将为我 们的学习提供另一条重要的线索。
(1)首先是由牛顿(Newton,1648—1729)和莱布尼兹(Leibniz,1646—1716)各
自独立创立的经典微积分理论,正如马克思(Marx K.)高度评价的那样,它是人类思想史
和科学史上的丰碑;随后泰勒(Taylor,1685—1731)、拉格朗日(Langrange,1736—1813)
和柯西(Cauchy,1789—1857)对它做了进一步的完善,时至今日它已经是几乎所有自然
科学(特别是物理学)研究者的必备工具;其次是由凯莱(Cayley,1828—1895)创立的
矩阵代数,它极大地方便了对于多个变量的处理。它们以及由它们引申出来的最优化方法
已经构成了现代经济学理论的一个有机部分。
(2)有人会问,概率论不也是经济数学的一个部分吗?是的。以随机现象数学规律为
研究对象的概率论有着悠久的历史。早在16、17 世纪就有数学家认真地研究掷骰子赌博游
戏中,出现各种概率的计算问题。伯努利和拉普拉斯(Laplace)提出了大数定理,并创建
了古典的概率理论。1933 年,柯尔莫格罗夫(Kolmogorov,1903—1987)继博雷尔(Borel,
1878—1956)之后认识到概率论不过是测度论的一个特例,通过公理化,为现代概率理论
奠定了坚实的数学基础。可以清楚地看到,我们慢慢地离开古典数学,来到了由勒贝格
(Lebesgue,1875—1941)开启的20 世纪数学分析的全新领域。
(3)有了以上准备,我们可以着手研究现代金融数学的核心部分和金融经济学的主要
数学工具——随机过程(stochastic process)理论。从对于布朗运动(Brown motion)的早
期研究到伊藤(Ito,1944)对于随机积分的新认识,一整套新的随机微积分原则确立起来;
由杜布(Doob)开创并已经被广泛应用的鞅(martingale)理论逐渐形成了现代随机过程一
般理论的基础;而由亨特(Hunt)和邓肯(Dynkin)正式化的停时(stopping time)理论在
20 世纪90 年代的微观金融学研究中占有日益重要的地位。 容易发现,金融学研究者们不断地向数学下一些新的订单。但正如人们所说的:黑格 尔只是在读了他的哲学著作的法文译本之后,才第一次真正理解自己的哲学(说了些什么) 一样,人们也只有在明白了隐藏在复杂数学形式背后的基本经济原理,才会真正领悟到微 观金融分析的真谛。这可能也是人们所知的,有关经济学和数学之间良性共生关系的最好 例证之一。
因此即便是明确了微观金融学的学科内容,要在教学上实现它,还需要一些其他的辅 助措施。简单地说,在微观金融学的学习过程中,有两个主要关系要理清:金融学和数学 的关系;金融学和经济学的关系。其中特别是数学问题,在国外实现相同的教育目标中,它也是一个一贯的难题。 很高兴看到一种新的教学方法/学习方法的最初尝试正在出现。例如纳夫特西(Neftci,S.N)的《金融衍生产品数学入门》,它对于数学技术的处理就如同《时间简史》、《苏菲的 世界》对天体物理和哲学所做的一样——理解准确、诠释简单。它们希望为那些对于复杂 金融问题有兴趣的人们,提供一个快速有效的入口。我们愿意相信正如赫尔(Hull,J.C.,1993)在他那本成功的书中所说的那样“??(数学)在很大程度上是一个表达方式的问 题??”。一本好的教材会给学生勇气、兴趣和智慧。这方面的努力应当加强,学生们对这
些所谓“阳春白雪”的尖端金融科技有很强烈的求知欲望,方法上的改进会收到事半功倍 的效果,如何逾越数学这一障碍将成为教学工作的重点。许多证据表明急需这样的中文作 品,我们的金融数学部分可以算是这种尝试之一。
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