前言
道格拉斯·亞當(dāng)斯（Douglas Adams，19522001）是一位杰出的科幻小說(shuō)家、廣播劇作家和音樂家。他因在20世紀(jì)80年代初期創(chuàng)作了廣播劇《銀河系漫游指南》（我們也可以將其視為小說(shuō)）而大獲成功，其后他基于這個(gè)故事的框架，接連創(chuàng)作了《宇宙盡頭的餐館》《生命、宇宙及一切》《再見，謝謝魚》《基本無(wú)害》，這五部科幻小說(shuō)被后來(lái)的人們稱為科幻界的《圣經(jīng)》�；�本無(wú)害（mostly harmless）一詞就出自這里。受到格拉斯·亞當(dāng)斯的影響，麻省理工學(xué)院(MIT)的喬舒亞·安格里斯特（Joshua Angrist）教授于2009年創(chuàng)作了《基本無(wú)害的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)：實(shí)證研究者指南》一書。這本書主要是針對(duì)偏面板數(shù)據(jù)的微觀計(jì)量研究，沒有提及時(shí)間序列的實(shí)證分析研究，更沒有什么人工智能，也和量化金融八竿子打不著。但是，該書名非常有趣，因此筆者也借鑒了這樣的命名方式撰寫了本書，避免讀者覺得本書枯燥乏味。習(xí)近平總書記指出：世界正處在快速變化的歷史進(jìn)程之中，世界經(jīng)濟(jì)正在發(fā)生更深層次的變化。全球正經(jīng)歷著科技與產(chǎn)業(yè)高度融合、深度疊加的新變革，隨著前沿型變革技術(shù)的深入發(fā)展與綜合應(yīng)用，社會(huì)生產(chǎn)生活協(xié)作模式加速轉(zhuǎn)型，人類社會(huì)即將進(jìn)入新一輪的創(chuàng)新發(fā)展高峰期。不管是金融企業(yè)還是非金融企業(yè)，都在與數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)深度跨界耦合。這將深刻改變?nèi)�球服�?wù)業(yè)的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)組織和競(jìng)爭(zhēng)格局，并重塑全球經(jīng)濟(jì)的面貌。金融業(yè)作為服務(wù)業(yè)中最重要的組成部分之一，在受到新工業(yè)與科技革命沖擊時(shí)，涉及面廣、影響程度深。以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈以及移動(dòng)互聯(lián)為引領(lǐng)的新工業(yè)與科技革命，導(dǎo)致金融學(xué)科的邊界、研究范式甚至人類的認(rèn)知不斷被打破和被重構(gòu)。雖然金融的本質(zhì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的規(guī)律沒有改變，但科技在推動(dòng)金融行業(yè)發(fā)展、增加經(jīng)濟(jì)社會(huì)福祉的同時(shí)，也在不斷滲透金融的每個(gè)細(xì)胞，改變傳統(tǒng)金融業(yè)務(wù)的DNA，促使新金融生態(tài)圈的出現(xiàn)。因此，金融學(xué)本身也在發(fā)生著翻天覆地的變化，其中一個(gè)重要的結(jié)晶就是量化金融。量化金融，又叫數(shù)理金融，現(xiàn)在已發(fā)展成為覆蓋金融數(shù)學(xué)、金融工程學(xué)、金融統(tǒng)計(jì)學(xué)、金融計(jì)量學(xué)，甚至人工智能、大數(shù)據(jù)科學(xué)的綜合性知識(shí)體系。其覆蓋面之廣，跨學(xué)科跨領(lǐng)域之復(fù)雜，是以往任何一個(gè)金融學(xué)細(xì)分學(xué)科所無(wú)法比擬的，而國(guó)內(nèi)尚無(wú)一本系統(tǒng)地介紹量化金融學(xué)的導(dǎo)論級(jí)別的書籍。因此，本書做了這樣的嘗試。本書章節(jié)的編排既是一種創(chuàng)新，也是一種突破。本書共分為十章。第一章和第二章對(duì)量化金融學(xué)的發(fā)展進(jìn)行了介紹，并對(duì)若干當(dāng)下熱門的金融學(xué)概念的前世今生進(jìn)行了梳理。第三章重點(diǎn)介紹了Python與Matlab編程的基本操作。當(dāng)下，金融圈都在談?wù)摻鹑诳萍歼@一概念，學(xué)界、業(yè)界與政府都認(rèn)為這次科技浪潮來(lái)勢(shì)洶洶，變革也是實(shí)實(shí)在在地發(fā)生在每個(gè)人的身邊。最明顯的事例就是金融圈各個(gè)用人單位對(duì)新畢業(yè)生計(jì)算機(jī)編程能力要求的不斷提高。因此，有必要首先介紹Python和Matlab這兩個(gè)量化金融學(xué)的敲門磚型計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。有學(xué)者將當(dāng)下受到金融科技浪潮沖擊的金融稱為新金融。新金融被大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、金融工程學(xué)以及金融計(jì)量學(xué)不斷驅(qū)動(dòng)，和老金融有很大的差別。因此，在第四章中，我們梳理了衍生品的基礎(chǔ)知識(shí)、金融數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計(jì)特性、投資組合的基本原理、金融風(fēng)險(xiǎn)管理的基本原理以及固定收益證券（主要針對(duì)債券）的基本原理，并結(jié)合Python或Matlab計(jì)算編程語(yǔ)言對(duì)傳統(tǒng)金融學(xué)知識(shí)進(jìn)行了代碼建模。對(duì)傳統(tǒng)金融學(xué)知識(shí)的梳理，有助于讀者將傳統(tǒng)金融學(xué)知識(shí)與量化金融學(xué)知識(shí)相銜接。量化金融學(xué)的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段：第一階段是利用金融數(shù)學(xué)，尤其是隨機(jī)分析學(xué)（stochastic calculus）進(jìn)行金融產(chǎn)品定價(jià)或創(chuàng)新開發(fā)，在業(yè)界我們將此類量化從業(yè)人員稱為Q-type。第二階段是利用金融計(jì)量學(xué)、金融統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析金融大數(shù)據(jù)，并進(jìn)行量化投資或套利，我們把這類量化從業(yè)人員稱為P-type。因此，本書的第五章和第六章分別介紹了P-type和Q-type涉及的相關(guān)量化知識(shí)。第五章側(cè)重于介紹基于金融計(jì)量與金融統(tǒng)計(jì)視角的量化知識(shí)，重點(diǎn)介紹了GARCH（廣義自回歸條件異方差）理論，該理論是一個(gè)諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)級(jí)別的理論，該理論的主要貢獻(xiàn)者羅伯特·恩格爾教授獲得了2003年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)。在第五章中，我們還利用Python代碼演示了金融計(jì)量模型的實(shí)現(xiàn)。在第六章中，我們重點(diǎn)介紹了金融數(shù)學(xué)的相關(guān)知識(shí)，主要是基于另外一個(gè)諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)級(jí)別的理論歐式期權(quán)定價(jià)理論展開，在本章中我們重點(diǎn)介紹了布朗運(yùn)動(dòng)、鞅過(guò)程及鞅表示定理、伊藤定理、Doob-Meyer分解、Girsanov定理、Radon-Nikodym導(dǎo)數(shù)定理、熱力學(xué)方程、等價(jià)鞅定價(jià)理論、二叉樹模型、蒙特卡洛技術(shù)等在期權(quán)定價(jià)中的應(yīng)用。量化金融學(xué)的內(nèi)涵和外延一直都在發(fā)展，科技與金融產(chǎn)業(yè)高度融合，帶來(lái)了學(xué)科間的深度疊加，這種疊加又帶來(lái)了量化金融學(xué)的新變革。因此，我們?cè)诘谄哒录尤肓巳斯ぶ悄軐W(xué)的內(nèi)容，我們重點(diǎn)介紹了人工智能學(xué)中最重要的核心理論機(jī)器學(xué)習(xí)理論。過(guò)去幾年，計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)，尤其是實(shí)證微觀計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，我們?cè)诘诎苏聦?duì)前沿的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)思想和理論進(jìn)行了介紹。我們安排此章是基于兩個(gè)目的：第一，讓財(cái)經(jīng)類高校學(xué)生將其所學(xué)與量化金融視角下的人工智能知識(shí)相銜接，開闊視野。財(cái)經(jīng)類高校的學(xué)生一般都有較好的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)背景，但他們的量化金融知識(shí)、人工智能學(xué)知識(shí)、前沿計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)知識(shí)有所欠缺，因此，有必要專門撰寫一章以承上啟下并融會(huì)貫通這些學(xué)科和知識(shí)。第二，讓科學(xué)與工程系學(xué)生（尤其是計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程專業(yè)的學(xué)生）了解計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)。過(guò)去十幾年，大量的計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)的學(xué)生進(jìn)入金融行業(yè)，并成為量化金融圈的中流砥柱，這些學(xué)生有非常強(qiáng)的數(shù)理背景，非常熟悉人工智能學(xué)的相關(guān)知識(shí)，但是他們對(duì)經(jīng)濟(jì)學(xué)尤其是計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)一無(wú)所知，并且無(wú)法深刻地掌握計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的核心方法和研究實(shí)質(zhì)。而這是一個(gè)跨學(xué)科的時(shí)代，是一個(gè)思想激烈碰撞的時(shí)代，我們提倡創(chuàng)新、提倡跨學(xué)科思考問(wèn)題，本書就更該擔(dān)當(dāng)起傳播跨學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的歷史使命和時(shí)代責(zé)任，為科學(xué)與工程系學(xué)生介紹經(jīng)管類高校的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)知識(shí)，故本書專門設(shè)立了第八章。在第九章，我們提出了一種一體化的量化金融分析框架，這種框架綜合利用了量化金融學(xué)的知識(shí)，并結(jié)合了機(jī)器學(xué)習(xí)理論和經(jīng)濟(jì)學(xué)知識(shí)。這一章是對(duì)前面所有章節(jié)的一個(gè)系統(tǒng)性總結(jié)和升華。我們還收集了一些量化領(lǐng)域較為專的技術(shù)案例和知識(shí)點(diǎn)，這些案例和知識(shí)點(diǎn)來(lái)自我們長(zhǎng)期的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和科研經(jīng)驗(yàn)，我們將這些內(nèi)容放在了第十章。由于作者水平有限，書中難免存在不足與瑕疵，敬請(qǐng)廣大讀者不吝指正，歡迎各位將意見與建議發(fā)送到y(tǒng)uyingfeng@cueb.edu.cn，或者關(guān)注公眾號(hào)：empirical finance，本人將擇機(jī)予以改進(jìn)。