【摘要】：近些年來,物理學(xué)家對復(fù)雜金融和社會系統(tǒng)的研究興趣日益增加。金融市場是一個典型的多體相互作用復(fù)雜系統(tǒng),與傳統(tǒng)物理系統(tǒng)有一定的相似性。隨著金融市場大量歷史數(shù)據(jù)的積累,尤其是高頻交易數(shù)據(jù)的可獲取性,使得我們引入統(tǒng)計物理的概念和方法來分析金融市場的動力學(xué)行為成為可能。從某種程度上說,金融動力學(xué)中的集體行為具有一定普適性,即不同市場性質(zhì)類似,至少西方國家成熟市場是如此。但另一方面,我們也已知道新興市場的行為可能會有不同。特別對于中國證券市場,建立于1990年,迄今才20多年歷史,仍處于經(jīng)濟和社會的轉(zhuǎn)型期。然而,與成熟市場相比,新興市場的動力學(xué)行為至今較少受關(guān)注。因此,我們將注意中國和西方證券市場間的對比研究,探索證券市場的普適和非普適動力學(xué)行為。進一步而言,作為交叉學(xué)科的新方向之一,金融物理學(xué)不僅開啟物理學(xué)的一個子領(lǐng)域,也將新技術(shù)引入金融系統(tǒng)中而產(chǎn)生更深入的研究。 從統(tǒng)計物理學(xué)的角度看,我們可以計算時間和空間關(guān)聯(lián)函數(shù)以理解動力學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性質(zhì)。這些關(guān)聯(lián)函數(shù)可以由唯象方法和微觀相互作用導(dǎo)出。在實際應(yīng)用中,目前我們僅考慮時間平均或個股平均或多個事件平均的動力學(xué)性質(zhì)。對于金融物理學(xué)而言,經(jīng)濟和金融問題本身的重要性也同樣需要關(guān)注。本文將沿著這一思路展開。第3,4,5章為本文的主體原創(chuàng)內(nèi)容。 第1章,我們簡單回顧了國際金融市場的發(fā)展歷史。作為最重要的新興市場之一的中國證券市場,我們回顧了其創(chuàng)立和發(fā)展歷程。進一步地,我們綜述了金融物理學(xué)的起源和發(fā)展,系統(tǒng)地回顧其研究對象和研究手段。簡言之,金融物理學(xué)是以物理學(xué),特別是統(tǒng)計物理學(xué)的手段來研究和描述金融系統(tǒng)的性質(zhì)。本文主要研究方法包括隨機矩陣理論、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、時間關(guān)聯(lián)函數(shù)和弛豫動力學(xué)等。最后我們給出本文的研究動機和研究內(nèi)容。 第2章,我們綜述了金融動力學(xué)實證研究,包括其統(tǒng)計性質(zhì)、時間關(guān)聯(lián)、價格動力學(xué)隨機模型等。我們簡要地展示了若干重要的金融市場特征和金融物理學(xué)的進展,并對比了中西方金融市場間的普適與非普適性質(zhì)。同時,我們還關(guān)注和展示了實驗經(jīng)濟學(xué),尤其是行為金融學(xué)的進展,它可以在實驗室條件下模擬和產(chǎn)生具有特定參數(shù)的經(jīng)濟與金融系統(tǒng)。最后我們展望了金融物理學(xué)將來的發(fā)展。 第3章,我們運用隨機矩陣理論,研究了中國證券市場、美國證券市場和全球指數(shù)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)。通過引入交叉關(guān)聯(lián)矩陣對角化后的本征向量中分量的正負號,我們得以找到證券系統(tǒng)中的子板塊結(jié)構(gòu)。一個本征模式下的正與負子板塊之間互為反關(guān)聯(lián)。中國證券市場中的子板塊結(jié)構(gòu)較強,對比而言,美國證券市場和國際指數(shù)系統(tǒng)的子板塊效應(yīng)較弱。我們詳細討論了不同市場子板塊結(jié)構(gòu)的特征：美國證券市場均為標準行業(yè)板塊,中國證券市場存在一些非標準的板塊結(jié)構(gòu),例如上海房地產(chǎn)板塊和ST板塊；而在全球指數(shù)系統(tǒng)中,地域性的板塊取代了行業(yè)板塊,換言之,各個國家指數(shù)的同步性主要體現(xiàn)其地域性。 第4章,通過復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法和隨機矩陣理論,我們研究了金融市場中社團間的相互作用結(jié)構(gòu)。金融市場的行業(yè)板塊可以由復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團結(jié)構(gòu)表示。我們發(fā)展了一套隨機矩陣分解方法,通過該方法,我們厘清板塊間的局域相互作用主要蘊含于板塊模式。在板塊模式中,板塊中的平均關(guān)聯(lián)為正,而板塊之間的關(guān)聯(lián)為負。進一步地,我們深入研究了板塊相互作用結(jié)構(gòu)的時間演化性質(zhì),觀察到局域相互作用結(jié)構(gòu)在金融危機或泡沫期間會劇烈變化。 第5章,基于中國證券指數(shù)和德國DAX指數(shù)的分鐘和天數(shù)據(jù),我們研究了金融系統(tǒng)中的大波動動力學(xué)。在大波動發(fā)生前與后的弛豫動力學(xué)均可以由冪律來刻畫,一般而言,冪律指數(shù)p±隨著大波動強度的變化而變化。在分鐘的時間尺度上,大波動動力學(xué)是時間反演對稱,而在天的時間尺度上,時間反演不對稱性發(fā)生了破缺。進一步的仔細分析揭示時間反演對稱性的破缺主要由外部驅(qū)動力所誘導(dǎo),并且外部事件將驅(qū)動金融系統(tǒng)進入非穩(wěn)態(tài)。最后,我們揭示了中國和德國證券市場大波動動力學(xué)的不同特征。 第6章,我們對論文的主要結(jié)果進行總結(jié),對未來工作做了展望。 本論文的創(chuàng)新點：一、我們利用隨機矩陣理論,通過引入本征向量的正負號可以將原來的一個板塊區(qū)分為兩個子板塊,子板塊之間存在反關(guān)聯(lián)。二、發(fā)展了隨機矩陣分解方法,可提取出金融系統(tǒng)的局域相互作用,利用板塊模式可以更好地描述金融系統(tǒng)的局域結(jié)構(gòu)。三、通過弛豫動力學(xué)研究極端波動的非平衡態(tài)動力學(xué)行為,找到時間反演對稱性破缺的機制。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：O414.2

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本文編號：2283493