【摘要】：近些年來,物理學家對復雜金融和社會系統(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行為成為可能。從某種程度上說,金融動力學中的集體行為具有一定普適性,即不同市場性質類似,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)濟和社會的轉型期。然而,與成熟市場相比,新興市場的動力學行為至今較少受關注。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行為。進一步而言,作為交叉學科的新方向之一,金融物理學不僅開啟物理學的一個子領域,也將新技術引入金融系統(tǒng)中而產(chǎn)生更深入的研究。 從統(tǒng)計物理學的角度看,我們可以計算時間和空間關聯(lián)函數(shù)以理解動力學系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性質。這些關聯(lián)函數(shù)可以由唯象方法和微觀相互作用導出。在實際應用中,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性質。對于金融物理學而言,經(jīng)濟和金融問題本身的重要性也同樣需要關注。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,金融物理學是以物理學,特別是統(tǒng)計物理學的手段來研究和描述金融系統(tǒng)的性質。本文主要研究方法包括隨機矩陣理論、復雜網(wǎng)絡、時間關聯(lián)函數(shù)和弛豫動力學等。最后我們給出本文的研究動機和研究內容。 第2章,我們綜述了金融動力學實證研究,包括其統(tǒng)計性質、時間關聯(lián)、價格動力學隨機模型等。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的進展,并對比了中西方金融市場間的普適與非普適性質。同時,我們還關注和展示了實驗經(jīng)濟學,尤其是行為金融學的進展,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)的空間結構。通過引入交叉關聯(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)中的子板塊結構。一個本征模式下的正與負子板塊之間互為反關聯(lián)。中國證券市場中的子板塊結構較強,對比而言,美國證券市場和國際指數(shù)系統(tǒng)的子板塊效應較弱。我們詳細討論了不同市場子板塊結構的特征：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構,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,通過復雜網(wǎng)絡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構。金融市場的行業(yè)板塊可以由復雜網(wǎng)絡中的社團結構表示。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,板塊中的平均關聯(lián)為正,而板塊之間的關聯(lián)為負。進一步地,我們深入研究了板塊相互作用結構的時間演化性質,觀察到局域相互作用結構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。在大波動發(fā)生前與后的弛豫動力學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動力所誘導,并且外部事件將驅動金融系統(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的不同特征。 第6章,我們對論文的主要結果進行總結,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)的局域結構。三、通過弛豫動力學研究極端波動的非平衡態(tài)動力學行為,找到時間反演對稱性破缺的機制。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O414.2

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