谁是靠算法挑战华尔街的赌神?

作者: 图灵君

来源: 图灵教育

发布日期: 2020-11-03 11:30:12

爱德华·索普是靠算法挑战华尔街的赌神,他通过数学和IT系统在股市中取得了显著的成功,成为了量化交易的鼻祖。他的成功不仅在于对数学模型的深刻理解,还在于其对风险管理的积极应用。索普的方法包括统计套利和配对交易,这些策略基于数学计算和IT系统,极大地提高了交易的效率和准确性。

爱德华·索普是一个另类的数学天才,他也是最像赌神的人物。赌场的「21点」游戏可以说在爱德华·索普的人生中占据了十分重要的地位。之所以说他是个另类天才,是因为索普年轻时发表的论文《21点的常胜策略》的论文,从数学角度分析了「21点」游戏,证明了玩家可以凭借自己的力量打败庄家,收到了全美赌徒的追捧。索普提出的这个方法是根据庄家的情况计算概率,常被称为「纸牌计数」。

依靠此方法,索普在拉斯维加斯「吊打」各个赌场,并把实战方法记录在《战胜庄家》这本书里。遗憾的是,拉斯维加斯的赌场庄家们像是耍赖一样,修改了游戏规则,并永久拉黑了索普,永远禁止他踏进赌场半步。离开拉斯维加斯的索普决定转战另一个「赌场」——股市,凭借数学知识,成为了「量化交易鼻祖」,之所以称他为「鼻祖级」人物,是因为他是第一个在华尔街利用数学和IT系统管理基金的人。

曾作为MIT数学系教授的索普,成立了Princeton Newport Partners投资公司。从1970年到1998年,连续28年,公司没有一年是亏损的,年回报率超过20%,而此时的巴菲特所管理的基金回报率则是21.6%,而同期明星级产品S&P的回报率仅为8.84%,由此可见,索普创造的回报率是多么惊人。

高回报率的背后,是索普不只是对「凯利公式」的深信不疑,更是积极地将其应用于风险管理之中的效果。在投资界,一次失误可能导致公司损失全部资金,所以风险管理是投资中绝对重要的部分,可谓是如履薄冰,如临深渊。如果说消除风险最好的方法是就是不投资,那么不投资的结果就是没有收益。所以想赚钱,必须承担风险,这是个常识性问题。而如何管理风险就是技术性问题了。

「凯利公式」提供了一个数学角度上的解决方案,虽然期初的回报率并不高,但随着时间流逝,利润则会极速增长。算法交易的出现就像赌马大神比尔·巴特一样,高手们除了利用「凯利公式」规避风险外,都拥有自己一套自建的交易系统。在交易过程中,索普主要使用以统计套利为基础的算法交易系统。统计套利通过选择相关关系较深的股票,从统计角度对其差价进行分析,选择合适的对冲策略进行股票买卖,其中具有代表性的就是「配对交易」。

「配对交易」的基本原理是,两个相似公司的股票,其股价走势虽然在中途会有所偏离,但是最终都会趋于一致。配对交易就是利用这种价格偏离获取收益:当差价高于均值时,卖空涨得多的股票,差价小于均值时,买入涨得少的股票。具有这种关系的两个股票,在数学上称作协整性,即它们之间的差价会围绕某一个均值来回摆动,这是配对交易策略可以盈利的基础。

算法交易基于数学计算和特有的IT系统进行金融产品的交易,也称为「黑箱」交易。在投资银行、养老基金、对冲基金、证券公司等被广泛应用。当我们还不太熟悉算法交易时,美国的金融市场早已被它所大大改变。大约从2007年开始,随着算法交易的普及,在交易所进行交易的不再是人,而是机器了。2012年,美国算法交易的成交量达到总成交量的85%。

2008年次贷危机后,市场恶化,创造收益越发艰难,面对各种新政策法规,华尔街力求突破现状。为了不断创造新的利润并节省成本,将繁杂的人力转变为IT系统,交易算法成立救命稻草。国际知名的咨询公司麦肯锡曾在报告中称,如果引进算法交易等IT技术,可以增加30%的利润。综合各种情况,算法交易和IT技术日后在金融市场上占据的位置更加坚固。

算法交易能够在华尔街站稳脚跟的原因有许多,但最重要的还是因为它能创造利润。它是从数学角度分析股价的波动,创建数学模型对股价展开说明并预测,再用IT技术实现,依据数据结果这一个客观标准进行交易。在创建数学模型中,最重要的核心是检验。利用过去的数据检验设计的数学模型时,只留存被认为具有统计学意义的模型,并用算法交易来实现,所以得到的结果必然优于人工计算。

在之前,人们基于某种信任进行的交易方式中,加入可以依赖的数据并以数学为基础的方式,最终证明了算法自身的有效性。事实上,普通人也可以自己做算法交易的,但自己搭建一个算法交易的系统,并实行高收益的交易策略并非易事。这涉及到一定的编程基础,也要涉及到对金融市场和交易工具的理解。因此需要长期针对某个自己感兴趣,较为了解的资产类别做深入学习以及研究。

目前主流的算法语言是,Python、Java、C++/C#和R语言。这些语言本身有提供回测框架,时间序列分析,统计分析的库。当然也可以使用Java、C++,不过但开发难度要更大一些。Python是目前应该是最普遍的个人量化技术,相关的开源框架相当丰富。比如Panda、Scipy、numpy、Zipline(Backtest framework)。R:高级算法比较方便,社区比较活跃。

Java、C++:没有的时间序列操作框架,自己写比较麻烦。MatLab:算法库比较成熟,但处理大量数据比较麻烦。算法交易系统可使用统一的结构。上图只表现了与算法交易有直接联系的模型,其实还应该包括验证性能的回测模块和数据存储模块。阿尔法模型:预测股价或股价走势,可以单独应用,也可以部署多个。风险模型:计算交易时预测错误导致的亏损、可能出现亏损的概率等风险度。

交易成本模型:计算实际交易时产生的手续费、税金、佣金等额外费用的管理。以上三个模型的结果输入到投资组合构建模型,模型在追逐利润、限制风险和成本之间做出平衡,然后给出一个最优的目标组合。完成这个过程以后,交易系统再将现有投资组合与新建的目标投资组合进行对比,通过交易来消除两者的差异,这个就交给执行模型来完成。算法交易的特别说明:算法交易速度是人类绝对无法比拟的。从开盘到停盘,时间有限。

人们无法短时间内快速判断是否交易、交易多少。算法交易可以快速判断加快交易频率,做高频交易。交易者要清楚一点,就算法的盈利能力而言,早期的成功率并不意味着能够持续创造同样的回报。需要时刻关注算法的盈利能力,当确定算法此时的盈利不足时,需要调整优化算法。

在对算法进行充分的测试之前,交易员不该使用真实资金进行交易,而是使用历史价格数据进行测试,如果从历史数据中证明算法能够盈利,交易员再用模拟账户在真实的市场数据实时检测,在一段时间内确保算法的盈利能力,最后再投入真实账户到真实的市场中运行。算法交易是为金融市场提供了一种具有盈利潜力的解决方案,它使交易员失误的可能性最小化,执行交易时算法能降低人为的错误,而用最优价格执行命令。

最后谨记算法不是万能的,投资有风险,交易必须谨慎。

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