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物理与金融（徐庆瑞学号：经济学院金融学）摘要：正在任何一个领域中,在追求科学规律的背后,目的又是什么呢?很明显,是为了预测未来并掌控未来。而把物理学中的诸多原理应用到金融市场的研究正是金融领域的新方向。关键词：物理、金融市场、量子系统、金融物理学引言：金融数据并非随机产生，金融并非与物理毫不相干，相反，金融学与物理具有很强的联系，物理方法与理论在金融市场得到运用。客观世界首先是由物质组成的，具有很强的物理性，此外，任何事物皆为时空的产物，因此，金融也不例外，同样具有很强的物理性。物理与金融拥有较多的共同之处而将物理学中的诸多原理应用到金融市场的研究正是金融领域的研究新方向。金融主要指的是金融资产和由金融资产组成的金融市场和体系。所有金融资产都应有与其对应的实物资产。所以金融同样具有很强的物理性质和规律我们可以从物理的角度研究探索金融的起源、和变化规律。虽然金融市场中的个别事件行为常被不可捉摸的人的意念所驱使，但是总有某种对称因素不变的量去规范市场活动。量子物理系统与之类似。因此，理论物理与金融这对尽管初看起来相异之极的两者也可以有共同的基点。从理论物理的角度来看，系统具有有限的大数目的自由度时，处理的理论是统计力学；当物理系统具有小数目自由度特征时，应用的理论是经典力学或量子力学系统；当系统具有可变的无穷多的自由度时，处理的理论是量子场论；具有连续性或无穷个自由度时，处理的理论是经典场论。而从社会经济活动角度来看，我们可以把社会活动的系统看成大数目、可变自由度的系统，这样就有可能移用统计力学和量子场论的方法。因此我们可以根据金融市场与量子规范场的共通之处研究金融市场。电磁现象的理论电动力学就是较简单的规范场理论，规范理论可以用能够应用到任何量子场论的方法的特殊化来量子化的一类物理理论。非交换对称群的规范场论有时也称为杨-米尔斯理论。物理系统往往用在某种变换下不变的拉格朗日量表述，当变换在每一时空点同时施行，它们有全局对称性。规范场论推广了这一思想，它要求拉格朗日量必须也有局部对称性应该可以在时空的特定区域施行这些对称变换而不影响到另外一个区域。融市场就可以采用这种规范场理论。Ilinski-Kalinin的金融学应用，就是将这种规范场理论同金融市场做类比，在金融市场中作“套利”运作（Arbitrage）。即：在两个不同的市场中，以有利的价格同时买进或卖出同种或本质相同的证券，但无论怎样互换，货 币的价值不会改变。这些观念和上述的规范变换，规范场的概念与之有着相似的对应。Ilinski-Kalinin把金融市场看成量子场论从而将研究处理量子电动力 学系统的一套理念和方法用于金融系统，为此可以列出简单化的对应 关系，从而将复杂多变的金融市场转化为简单的金融关系。Ilinski-Kalinin理论是以套利场代替电磁势，它同资金流作用导致股票期权和价格变化计及了股 市的波动因素，在金融领域推进了巨大的改变。除规范场理论外物理学中的格点规范理论也对现代金融学的发展和进步起到催生作用。格点规范理论是处理量子场论的非微扰方法之一。它是K.威耳孙在1974年建立的，其本质是用有限的格点（点阵）的量替代连续时空中的场。利用格点规范理论可以广泛运用数字计算，借助快速大型电子计算机来分析金融市场的演化和运作。这些也使经济、金融的数学工具越出了传统的范畴。物理方法在金融市场发展过程中起到不可或缺的作用。随着社会的发展，金融与物理的联系越发密切，不仅金融市场离不开多种物理方法和物理理论，而且逐渐衍生出一门新的学科金融物理学，一门用统计物理、理论物理、复杂系统理论、非线性科学、应用数学等的概念、方法和理论研究金融市场通过自组织而涌现的宏观规律及其复杂性的新兴交叉学科。早些时候，人们认为金融市场数据与人为相关，随机产生，然而金融物理学的研究恰恰表明金融数据并非完全随机，其间包含了各种相互作用。金融物理学家将金融市场看作一个复杂系统, 把其中的各种数据如个股价格、指数、房价等看作是物理实验数据，寻找和阐释其中的物理规律。进而利用这些物理规律获取收益减少损失。金融物理学的主要研究内容包括四个方面:第一, 金融市场变量(包括收益率、波动率、系综变量、价差等)的统计规律；第二, 证券的相关性、极端事件、金融风险管理和投资组合等，其中的多重分形理论和方法被广泛应用于金融市场时间序列的分析；第三, 宏观市场的建模和预测，包括用随机过程对收益率建模、对数周期性幂律模型等。第四, 金融市场的微观模型，通过建立与金融市场相关的微观模型，利用物理学解决金融市场数据变动。金融物理学强调在微观层次探讨问题，并在研究中大量应用物理学特别是统计物理学中的概念和方法，如多体相互作用、时空长短程关联、内部对称性、相和相变、多重分形、随机矩阵理论以及重整化群方法等。金融物理学家们已经开始对金融市场大量的分钟和秒为单位的高频数据进行系统的定量分析和研究，并应用统计平均的方法寻找动力学运动规律。并且以统计所得数据，运用数学和物理方法，构建金融市场模型。现在的金融市场模型，主流是微观多体模型，大多试图描述大数目的投资者和公司的多方博弈与相互作用及其诱导的集体行为。并且通过模型分析金融投资与公司多方博弈的行为，进而做出应对。传统金融学，包括金融数学，是将金融数据视为随机过程，而后建立各种微分方程；但金融物理学的研究恰恰表明金融数据并非完全随机，其间包含了各种相互作用。金融物理学的主旨就在于揭示这些相互作用形式，以及由此带来的宏观现象，比如板块效应、各种关联作用，以及金融危机等。在这些方面，物理学研究金融是超出传统的金融学的范畴的。物理学为金融市场的研究发展起到了推动作用。结语：，未来的物理学应用的领域将随着人类对物质结构和运动规律认识的深入以及掌握的有力探测工具的增加而不断扩大，物理学会以新的思维方法和新的仪器设备进一步