金融工程学

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金融工程学（Financial Engineering）

　　金融工程学是20世纪80年代末、90年代初, 随着公司财务、商业银行、投资银行与证券投资业务的迅速发展而诞生的一门工程型的新兴交叉学科。它作为现代金融学的最新发展, 标志着金融科学走向产品化和工程化。

　　近年来, 国际金融界相继发生了一系列重大事件：墨西哥金融危机、英国巴林银行的倒闭、日本东京三菱银行的合并、东南亚金融危机等, 各国政府、学术界及实务界的相关人士对金融变革中的问题产生了极大的警觉, 并对金融工程学的研究和应用投注了极大的关注。自20世纪80年代以来, 金融工程学在西方发达国家得到了迅速的发展。由于历史、体制、学科建设等方面的因素的影响制约, 金融工程学在我国的研究和应用几乎呈空白状态。

　　金融工程一词早在20世纪50年代就曾出现在文献中, 译自英文Financial Engineering, 有人译为财务工程, 目前, 译为金融工程的居多。所谓“工程”, 必须有一定量的科学理论, 并可以用来解决客观存在的实际问题。

　　金融工程最初的狭义定义是组合金融工具(主要包括形形色色的衍生工具) 和风险管理技术的研究。随着20世纪70、80 年代以来金融创新、金融自由化浪潮席卷西方, 人们对金融工程的认识迅速拓宽。但金融工程学科实质定义是由约翰·芬尼迪(John Finnerty, 1988) 提出的：金融工程是创造性地解决金融问题而进行的包括创新型金融工具与金融手段的设计、开发和应用。这个定义的关键在于“创造”和“创新”这两个词, 这里所指的“创造”和“创新”包括以下三种情况：

　　1、思维上的飞跃, 也就是一种革命性的新的金融产品问世时所具有的创造性。如互换协议、按揭货款支撑的金融产品的第一次出现等。

　　2、对旧有观念的重新理解和运用。如将期货交易扩展到一种期货交易所未曾交易过的商品或金融工具, 创立一种新的投资方向的共同基金等。

　　3、将现有产品和手段进行分解和组合, 以适应某种特定的情况。如采用现有的金融产品减少公司的财务风险, 降低企业的融资成本, 获取某些会计或税收上的好处, 或利用市场效率性不高套取利润等。

　　成立于1991年的“国际金融工程师学会”把准确地界定这一新兴学科作为自己的职责之一, 并推出广义的金融工程学的定义：金融工程是将工程思维引入金融领域, 综合地采用各种工程技术方法(主要有数学建模、数值计算、网络图解、仿真模拟等) 设计、开发和实施新型的金融产品, 创造性地解决各种金融问题。

　　这里的金融产品是广义的。它既包括金融商品(所有在金融市场交易的金融工具如股票、债券、期货、期权、互换等都看作是金融商品) ，也包括金融服务(结算、清算、发行、承销等都是金融服务)。而设计、开发和实施新型金融产品的目的是为了创造性地解决金融问题, 因此金融问题的解, 也就可以看作是金融产品。这就给金融产品以最广泛的定义。

　　广义的金融工程学的定义当然涵盖了狭义的定义。但就技术层面而言, 狭义的定义也已经扣住了金融工程学最核心的部分, 这就是风险管理的工具和技术。

　　约翰·芬尼迪从他对金融工程的定义出发, 将金融工程的研究范围分为三个方面：

　　1）新型金融产品和金融工具的开发, 包括面向大众的金融产品(如新型银行帐户、新型共同基金等) 和面向企业的金融工具(如期货、期权、新型可转换债券、新型优先股等) 。

　　2）新型金融手段的开发, 主要是降低交易成本, 如电子化证券交易等。

　　3）创造性地解决金融问题。例如现金管理策略的创新, 公司融资结构的创造等等。

　　现美国金融工程师协会执行主席、圣·约翰大学工商学院约翰·马歇尔(John F Marshall,1992) 博士从实务角度, 认为金融工程的研究范围应包括以下四个方面：

　　1）公司理财。当传统的金融工具难以满足公司特有融资需要(包括兼并与收购) 时, 金融工程师就要为其设计出适当的融资方案。

　　2）证券及衍生产品等金融工具的交易。主要是开发具有套利性质或准套得性质的交易策略, 这些套利策略可能涉及到不同的地点、时间、金融工具、风险、法律法规和税率等方面的套利。

　　3）投资与货币管理。开发新的投资工具和“高收益”共同基金, 货币市场共同基金, 以及回购反向回购协议, 将高风险投工具转变成低风险的投资工具的系统。

　　4）风险管理。将各种风险管理方法组合而进行金融风险分析与管理工作。即对企业风险识别与风险度量之后, 根据企业的管理目标, 利用已有的金融工具构造出降低或避免风险的方案。

　　清华大学经济管理学院教授, 国家自然科学基金“九五”重大项目“金融工程”课题负责人宋逢明(Frederick(Fengm ing)Song, 1997) 博士将金融工程类比于机械工程中的零件设计、结构设计、整机设计和对机器运作环境的研究, 认为金融工程的研究范围可概括如下四个层次：

　　1）金融工具与金融手段的设计、开发与实施。

　　2）风险管理技术，即运用各种金融工具与手段以达到预期的收益/风险目标。

　　3）整体金融架构的创造, 例如设计企业的兼并与收购的方案, 资产证券化, 设立货币市场基金, 建立回购/反向回购市场等等。

　　4）对金融市场的研究， 例如对金融市场的完全性、有效率性及金融市场一般均衡的研究, 以及对金融市场在整个市场体系中的地位、作用的研究等等。

　　这四个层次从微观到宏观概括了金融工程的研究范围。

　　值得说明的是, 金融工程在实际运用方面, 甚至已超出了金融和财务的领域。一些工业企业已把金融工程的技术方法应用于企业管理、市场营销、商品定价、专利权价值估算、员工福利政策的制定、商务契约的谈判等等方面, 取得了意想不到的成功。而且经常是只用一项简单的金融工程技术就可以解决原本相当复杂的问题。实际上, 只要是牵涉到收益和风险权衡抉择和分配转移问题, 金融工程就有用武之地。也就是说, 金融工作的理论和实务, 可拓展到更为广泛的领域中去。

　　另外, 在某种意义上, 金融工程师们在扮演着三种角色: 交易方案制定者(市场参与者)、新观念创造者(创造者) 和经济法律打擦边球者。

　　从科学史的研究发展，每一门真正可以称之为科学的学科(原先主要指自然科学, 现在己延伸至社会科学学科)，其成长过程都要经历三个阶段：第一个阶段是描述性，第二个阶段是分析性的，最后一个阶段是工程化的。如现代生物工程和遗传工程的兴起，标志着生物学及遗传学的工程化。实际上, 一门科学学科只有在工程化后，才能大规模地创造出经济和社会效益。

　　金融科学正如这些科学一样，经历了描述性阶段和分析性阶段之后, 在20世纪80年代后期发展到了工程化的阶段——金融工程学。也就是说, 金融工程学是金融科学发展的第三个阶段——工程化阶段。金融工程的产生把金融科学推到一个新层次——现代金融领域的高新科技。

　　1、20世纪50年代初期前，金融科学的描述性阶段

　　在20世纪50年代初期前, 金融学的研究大多是依赖于经验分析而非理论上的、合乎规范的探讨, 没有精致的数量分析。

　　2、20世纪50年代初至70年代末期，金融科学的分析性阶段

　　一般认为, 现代金融理论起始于20世纪50年代初哈里·马柯维茨(Harry Markowitz,1952,1956,1959) 提出的投资组合理论, 这不但奠定了现代有价证券组合理论的基础, 而且也被看作是分析金融学的发端。

　　事实上，马柯维茨证明了投资者的一个最优资产组合——在既定方差水平上有最大收益率或在既定收益水平上有最小的方差, 将是一个均方差有效率的资产组合, 并将投资者的资产选择问题转变成一个给定目标函数和约束条件的线性规划问题。正是这个贡献引发了大量的对现代证券组合理论的分析研究。20世纪60年代早期, 得兰德·约翰逊(Leland Johnson,1960) 和杰罗斯·斯特因(Jerose Stein,1961) 把证卷组合理论扩展到套期保值, 从而形成现代套期保值理论；以威廉·夏普(William Sharpe, 1961)、约翰·特纳(John Lintner, 1965) 和简·莫辛(Jan Mossin,1966) 为代表的一批学者, 把注意力从马柯维茨的对单个投资者的微观主体研究转向整个市场的研究, 考虑所有遵循马柯维茨假设下的投资者的共同行动将导致怎样的市场状态, 并先后在1964 年和1965 年得出了有关资本市场的均衡的相同结论, 创造地提出了著名的资本资产定阶理论。但资本资产定阶理论严格的假定条件却给经验验证造成了很大障碍, 使得学者们不得不致力于对假定条件进行修改，以使其更符合实际。以迈耶斯(Mayers, 1972)、罗伯特·莫顿(Robert Merton, 1973)、艾尔顿和格鲁伯(Elton and Gruber, 1978)为代表的学者, 通过放松其中的某个假定条件，而保留其它假定条件不变的情况下研究资产定价模型；以费歇·布莱克和梅隆·斯科尔斯(Fisher Black and Myron Scholes, 1971)、罗斯(Ross, 1976) 为代表的学者, 基本放弃资本资产定阶理论假定, 以新假定条件为出发点重新建立模型, 从而分别提出了第一个完整的期权定价模型(1971年还没有期权市场, 布莱克- 斯科尔斯期权定价模型可以说是自经济学产生以来唯一的一次领先于经济事实的理论发现)和套利定价理论。标志着分析型的现代金融理论开始走向成熟。也可以说, 完成了现代金融理论从描述性科学向分析性科学的飞跃。尤其是在罗伯特·莫顿(Robert Merton)的著作中, 新的方法得到了最清晰的体现, 他为分析金融学奠定了大量的数学基础, 取得了一系列突破性的成果。

　　3、20世纪80年代初以来，金融科学的工程化阶段

　　20世纪80年代在金融理论上也是多产的。工作主要集中于扩展早期理论、检验新的金融工具和新金融市场的运作, 对风险管理工具和技术进行非常细致而必要的观察分析等方面。实际上, 进入80年代, 在努力寻求一个性状良好的均衡定价模型进展甚微时, 一部分学者不再象当初马柯维茨那样对投资者效用函数之类作规范性研究, 而是通过实证分析方法考察信息与股价变动的关系。具有代表性的有恩格尔(Engle,1982) 提出的P阶条件异方差自回归(ARCH(p))模型。

　　在此之后, 新一代金融经济学家突破传统的方法论和思维方式。如摒弃风险与收益呈线性关系的假定, 采用非线性的动态定价模型, 如EGARCH (Exponential GARCH)、A GARCH (Asymmetric GARCH)等, 甚至尝试放弃风险与收益存在正相关关系的基本假设条件, 提出了具有黑盒子性质的定价核(p rice kernel) 概念。实现现代金融理论从分析性科学向工程化科学过渡的主要贡献者则是达莱尔·达菲(Darrell Duffie) 等人, 他们在不完全市场一般均衡理论方面的经济学研究为金融创新和金融工程的发展提供了重要的理论支持。他们从理论上证明了金融创新和金融工程的合理性和对提高社会资本资源配置效率的重大意义。以金融工程作为技术支持的多种创新活动不仅转移价值, 而且通过增加金融市场的完全性和提高市场效率而实际地创造价值。

　　20世纪80年代末期, 一些学者意识到金融作为一门科学正在经历第二次根本性的变革, 即由分析性科学向工程化科学转变。如海恩·利兰德(Hayne Leland) 和马克·鲁宾斯坦(Mark Rubinstein) 开始谈论“金融工程新科学”。1988年约翰·芬尼迪给出金融工程的正式定义。

　　但金融工程作为一门独立的学科直到20世纪90年代才得以确立并获得迅猛发展。宋逢明(1998) 认为其确立的重要标志是1991年“国际金融工程师学会”的成立。该学会的宗旨是“界定和培育金融工程这一新兴专业”。

　　1、各国政府、金融学术界及实务界越来越高度重视金融工程的研究和发展趋势

　　1990年以来, 国际金融界发生的一系列重大事件：墨西哥金融危机、英国巴林银行的倒闭、法国里昂信贷银行巨额亏损、日本东京三菱银行的合并、泰国货币贬值(1997) 导致的东南亚金融危机(1998) 、日元持续大幅度贬值。1998年底, 一系列美国对冲基金的投机失误, 使人们对于金融变革中的问题产生了极大的警觉, 对金融工程的研究和应用产生了极大的兴趣。

　　事实上, 金融工程学科的西方发达国家的发展非常迅猛。美国芝加哥大学、麻省理工学院、斯坦福大学、纽约工业大学都已设立金融工程的学位或专业证书教育。以案例教学著称于世的哈佛商学院的金融与财务学教授们专们编著了金融工程案例集出版。金融工程的学术研究非常迅速地应用化, 如纽约工业大学和华尔街的重要金融机构建立了密切的业务合作联系。1997年7月以来, 面对泰国货币贬值的冲击, 中国科学院紧急成立了国家级“金融避险对策研究小组”, 就是集中力量把数理分析与经济问题结合起来, 从理论上研究对新兴金融工具的风险控制和风险管理。国务院和中国人民银行总行的有关官员也多次指示要加快金融工程学科的设立。国家自然科学基金会对金融数学、金融工程领域内的研究项目支持力度也较大。《金融数学、金融工程与金融管理若干重大问题研究》早在1996年就被国家自然科学基金会批准为“九五”重大科研课题。

　　1997年, 北京大学相继成立了金融数学与金融工程研究中心和金融数学系, 中国科技术大学、南开大学、山东大学也推出了诸如统计金融系。同年7月北京大学金融数学系与联合证券公司合作筹建了“北大联证金融数学实验室”, 年底, 陕西财经学院“金融工程研究中心”成立。相信它们将会对中国的金融改革, 特别是金融数学、金融工程的发展做出有益的尝试和贡献。另外, 清华大学、华中理工大学、西安交通大学、上海交通大学、东北大学、华东师范大学的一些学者纷纷活跃在金融数学、金融工程研究领域, 并开始招收本科生、硕士生、博士生, 如西安交通大学从1996 年起招收金融最优化方法方向博士研究生。1999 年7月北大金融数学系将有第一批金融数学的本科毕业生。

　　2、伴随着高新技术的发展, 金融创新节奏和金融工程发展有加速的趋势

　　金融工程学是伴随并推动着金融创新的变革而发展起来的, 它是金融创新最核心的部份, 是西方国家金融领域最前沿最尖端的科学。一方面, 随着计算机和通讯等高新技术的不断发展, 金融基础设施的改善, 为金融创新和金融工程提供了强大的技术支持。另一方面, 全球化的激烈竞争刺激企业和金融机构为规避风险而对金融创新和金融工程成果和产品的需求, 必然导致金融创新和金融工程加速发展的趋势。

　　3、金融工程研究方法多样化的趋势

　　在金融工程的研究方面, 所适用的最基本的方法是数学方法, 但也出现了各种自然科学的前沿理论和最新工程技术广泛引入到金融工程中进行研究的势头, 使金领域展现了全新的面貌和广阔的前景。我们知道, 数学方法所涉及的内容十分广泛, 从基本的代数知识、微积分、线性代数到微分方程、运筹学和优化技术, 乃至模糊数学、博弈论(包括微分对策)、统计学中的概率论、随机过程和其它随机分析方面的理论和方法(包括倒向随机微分方程) , 但随着金融工程学的迅速发展和各学科的相互渗透的结果, 各种自然科学的前沿理论和最新工程技术, 如混沌理论、小波理论、遗传算法、复杂系统理论、人工智能技术(包括知识工程、专家系统和人工神经网络等)、模拟退火方法、面向对象方法等都已经或正在成为金融工程的重要理论与实践工具。

　　4、金融工程的研究与技术开发手段方面, 出现了金融产品和金融工具设计软件化、标准化的趋势

　　在诸多工程学科中得到广泛应用的CAD 技术在金融工程中也开始显示威力,已出现了商业化的Financia-CAD for Excel, Financial CAD for Visual Basic and C等软件。这类软件的开发成功和商业化, 丰富了金融工程师的实践工具, 甚至在一定程度上改变了金融技术开发的概念, 使得金融技术开发的成本大大降低, 从而必将使金融工程技术更迅速的发展和更广泛的应用。