【摘要】：近些年來(lái),物理學(xué)家對(duì)復(fù)雜金融和社會(huì)系統(tǒng)的研究興趣日益增加。金融市場(chǎng)是一個(gè)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(chǎng)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(jì)物理的概念和方法來(lái)分析金融市場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)行為成為可能。從某種程度上說(shuō),金融動(dòng)力學(xué)中的集體行為具有一定普適性,即不同市場(chǎng)性質(zhì)類(lèi)似,至少西方國(guó)家成熟市場(chǎng)是如此。但另一方面,我們也已知道新興市場(chǎng)的行為可能會(huì)有不同。特別對(duì)于中國(guó)證券市場(chǎng),建立于1990年,迄今才20多年歷史,仍處于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的轉(zhuǎn)型期。然而,與成熟市場(chǎng)相比,新興市場(chǎng)的動(dòng)力學(xué)行為至今較少受關(guān)注。因此,我們將注意中國(guó)和西方證券市場(chǎng)間的對(duì)比研究,探索證券市場(chǎng)的普適和非普適動(dòng)力學(xué)行為。進(jìn)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(kāi)啟物理學(xué)的一個(gè)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(jì)物理學(xué)的角度看,我們可以計(jì)算時(shí)間和空間關(guān)聯(lián)函數(shù)以理解動(dòng)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(shí)際應(yīng)用中,目前我們僅考慮時(shí)間平均或個(gè)股平均或多個(gè)事件平均的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。對(duì)于金融物理學(xué)而言,經(jīng)濟(jì)和金融問(wèn)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(kāi)。第3,4,5章為本文的主體原創(chuàng)內(nèi)容。 第1章,我們簡(jiǎn)單回顧了國(guó)際金融市場(chǎng)的發(fā)展歷史。作為最重要的新興市場(chǎng)之一的中國(guó)證券市場(chǎng),我們回顧了其創(chuàng)立和發(fā)展歷程。進(jìn)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(duì)象和研究手段。簡(jiǎn)言之,金融物理學(xué)是以物理學(xué),特別是統(tǒng)計(jì)物理學(xué)的手段來(lái)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(jī)矩陣?yán)碚�、�?fù)雜網(wǎng)絡(luò)、時(shí)間關(guān)聯(lián)函數(shù)和弛豫動(dòng)力學(xué)等。最后我們給出本文的研究動(dòng)機(jī)和研究?jī)?nèi)容。 第2章,我們綜述了金融動(dòng)力學(xué)實(shí)證研究,包括其統(tǒng)計(jì)性質(zhì)、時(shí)間關(guān)聯(lián)、價(jià)格動(dòng)力學(xué)隨機(jī)模型等。我們簡(jiǎn)要地展示了若干重要的金融市場(chǎng)特征和金融物理學(xué)的進(jìn)展,并對(duì)比了中西方金融市場(chǎng)間的普適與非普適性質(zhì)。同時(shí),我們還關(guān)注和展示了實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué),尤其是行為金融學(xué)的進(jìn)展,它可以在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬和產(chǎn)生具有特定參數(shù)的經(jīng)濟(jì)與金融系統(tǒng)。最后我們展望了金融物理學(xué)將來(lái)的發(fā)展。 第3章,我們運(yùn)用隨機(jī)矩陣?yán)碚?研究了中國(guó)證券市場(chǎng)、美國(guó)證券市場(chǎng)和全球指數(shù)系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)。通過(guò)引入交叉關(guān)聯(lián)矩陣對(duì)角化后的本征向量中分量的正負(fù)號(hào),我們得以找到證券系統(tǒng)中的子板塊結(jié)構(gòu)。一個(gè)本征模式下的正與負(fù)子板塊之間互為反關(guān)聯(lián)。中國(guó)證券市場(chǎng)中的子板塊結(jié)構(gòu)較強(qiáng),對(duì)比而言,美國(guó)證券市場(chǎng)和國(guó)際指數(shù)系統(tǒng)的子板塊效應(yīng)較弱。我們?cè)敿?xì)討論了不同市場(chǎng)子板塊結(jié)構(gòu)的特征：美國(guó)證券市場(chǎng)均為標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)板塊,中國(guó)證券市場(chǎng)存在一些非標(biāo)準(zhǔn)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(gè)國(guó)家指數(shù)的同步性主要體現(xiàn)其地域性。 第4章,通過(guò)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)方法和隨機(jī)矩陣?yán)碚?我們研究了金融市場(chǎng)中社團(tuán)間的相互作用結(jié)構(gòu)。金融市場(chǎng)的行業(yè)板塊可以由復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的社團(tuán)結(jié)構(gòu)表示。我們發(fā)展了一套隨機(jī)矩陣分解方法,通過(guò)該方法,我們厘清板塊間的局域相互作用主要蘊(yùn)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(fù)。進(jìn)一步地,我們深入研究了板塊相互作用結(jié)構(gòu)的時(shí)間演化性質(zhì),觀察到局域相互作用結(jié)構(gòu)在金融危機(jī)或泡沫期間會(huì)劇烈變化。 第5章,基于中國(guó)證券指數(shù)和德國(guó)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(dòng)動(dòng)力學(xué)。在大波動(dòng)發(fā)生前與后的弛豫動(dòng)力學(xué)均可以由冪律來(lái)刻畫(huà),一般而言,冪律指數(shù)p±隨著大波動(dòng)強(qiáng)度的變化而變化。在分鐘的時(shí)間尺度上,大波動(dòng)動(dòng)力學(xué)是時(shí)間反演對(duì)稱(chēng),而在天的時(shí)間尺度上,時(shí)間反演不對(duì)稱(chēng)性發(fā)生了破缺。進(jìn)一步的仔細(xì)分析揭示時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性的破缺主要由外部驅(qū)動(dòng)力所誘導(dǎo),并且外部事件將驅(qū)動(dòng)金融系統(tǒng)進(jìn)入非穩(wěn)態(tài)。最后,我們揭示了中國(guó)和德國(guó)證券市場(chǎng)大波動(dòng)動(dòng)力學(xué)的不同特征。 第6章,我們對(duì)論文的主要結(jié)果進(jìn)行總結(jié),對(duì)未來(lái)工作做了展望。 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)：一、我們利用隨機(jī)矩陣?yán)碚?通過(guò)引入本征向量的正負(fù)號(hào)可以將原來(lái)的一個(gè)板塊區(qū)分為兩個(gè)子板塊,子板塊之間存在反關(guān)聯(lián)。二、發(fā)展了隨機(jī)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(guò)弛豫動(dòng)力學(xué)研究極端波動(dòng)的非平衡態(tài)動(dòng)力學(xué)行為,找到時(shí)間反演對(duì)稱(chēng)性破缺的機(jī)制。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：O414.2

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本文編號(hào)：2283493