第一章、导论

1、金融工程学金融工程学（Financial Engineering）主主 讲：张讲：张 培培武汉大学经济与管理学院金融系武汉大学经济与管理学院金融系E-mail：第一章第一章 导论导论内容提要内容提要2022-2-93CopyrightPei Zhang 2014第一节第一节 金融学发展的历史脉络金融学发展的历史脉络 金融学的描述性阶段金融学的描述性阶段（ 20世纪世纪50年代初期前）年代初期前） 金融学的分析性阶段金融学的分析性阶段（ 20世纪世纪50年代初至年代初至70年代末期）年代末期） 金融学的工程化阶段金融学的工程化阶段（ 20世纪世纪80年代初以来）年代初以来）2022-2-94Co

2、pyrightPei Zhang 2014一、金融学的描述性阶段一、金融学的描述性阶段 在在20世纪世纪50年代初期前，金融学的研究年代初期前，金融学的研究大多是大多是一些定性的理论学说，没有精致一些定性的理论学说，没有精致的数量分析。的数量分析。 依附于西方各学派的金融学说依附于西方各学派的金融学说 货币需求理论、货币供给理论、利率理论、货币需求理论、货币供给理论、利率理论、通货膨胀理论、金融发展理论通货膨胀理论、金融发展理论2022-2-95CopyrightPei Zhang 2014二、金融学的分析性阶段二、金融学的分析性阶段（一）现实背景（一）现实背景 进入进入20世纪世纪70年代，

3、世界经济动荡加剧，年代，世界经济动荡加剧，1973年，以美元为基础的固定汇率制度（布雷顿森年，以美元为基础的固定汇率制度（布雷顿森林体系）崩溃。林体系）崩溃。 20世纪世纪80年代西方各国纷纷放松金融管制年代西方各国纷纷放松金融管制 信息技术进步信息技术进步（二）理论背景（二）理论背景 金融理论和技术的发展金融理论和技术的发展2022-2-96CopyrightPei Zhang 20141 1、投资组合选择理论、投资组合选择理论 1952年，年，Markowitz提出提出的投资组合的投资组合选选择理论，其分择理论，其分析框架被认为析框架被认为是金融工程理是金融工程理论分析的基础。论分析的基础

4、。2022-2-97CopyrightPei Zhang 20142 2、MMMM定理定理 1958年，年，F.Modigliani和和M.H.Miller在在美国经济评论美国经济评论上上发表论文发表论文资本成本、公司财务与资本成本、公司财务与投资理论投资理论，提出了，提出了MM定理，构定理，构成了现代金融理论的一个重要支柱成了现代金融理论的一个重要支柱。2022-2-98CopyrightPei Zhang 20143 3、CAPMCAPM和和APTAPT 马柯维茨的学生马柯维茨的学生William Sharp和和John Lintner一起创造了资本资产定价模型一起创造了资本资产定价模型（

5、CAPM），这一理论与套利定价模），这一理论与套利定价模型（型（APT）标志着现代金融理论走向）标志着现代金融理论走向成熟。成熟。2022-2-99CopyrightPei Zhang 20144 4、期权定价模型、期权定价模型 1973年，年， Black和和Scholes建立了建立了期权定价期权定价模型，模型，成为现代金融研成为现代金融研究领域中最具有究领域中最具有革命性的里程碑革命性的里程碑式的结果。式的结果。2022-2-910CopyrightPei Zhang 20145 5、不完全资本市场一般均衡、不完全资本市场一般均衡 20世纪世纪80年代，年代，Darrell Duffie等

6、学者等学者在不完全资本市场一般均衡理论方面在不完全资本市场一般均衡理论方面的经济学研究为金融工程的发展提供的经济学研究为金融工程的发展提供了重要理论支持。了重要理论支持。 市场对更高的金融效率不断追求是金市场对更高的金融效率不断追求是金融学研究工程化的重要原因。融学研究工程化的重要原因。2022-2-911CopyrightPei Zhang 2014金融工程影响市场效率的体现金融工程影响市场效率的体现 西方商业银行的表外业务收入已占收入的西方商业银行的表外业务收入已占收入的40%60%。 金融工程正是丰富了投资者的选择，提高金融工程正是丰富了投资者的选择，提高了金融市场的效率。了金融市场的效

7、率。 金融工程为政府金融监管部门提供了规范金融工程为政府金融监管部门提供了规范和监管金融市场和金融机构的技术支持。和监管金融市场和金融机构的技术支持。2022-2-9CopyrightPei Zhang 201412三、金融学的工程化阶段三、金融学的工程化阶段 吸收工程化方法吸收工程化方法（系统性、计划性、周密性、完整性）（系统性、计划性、周密性、完整性） 信息技术飞速进步信息技术飞速进步（海量信息处理和分析、计算机网络系统、（海量信息处理和分析、计算机网络系统、计算机应用系统）计算机应用系统） 以数学理论作为支撑以数学理论作为支撑2022-2-913CopyrightPei Zhang 20

8、14 海恩海恩利兰德（利兰德（Hayne Leland）和马）和马克克鲁宾斯坦（鲁宾斯坦（Mark Rubinstein）开始）开始谈论谈论“金融工程新科学金融工程新科学”。 国际国际金融工程师金融工程师学会的成立学会的成立（IAFE， /html/ ，1992），金融工），金融工程作为独立的学科迅速发展程作为独立的学科迅速发展 约翰约翰芬尼迪给出金融工程的正式定义芬尼迪给出金融工程的正式定义2022-2-9CopyrightPei Zhang 201414约翰约翰芬勒提芬勒提（John D. Finnerty）： 金融工程包括各种金融工程包括各种创新型创新型金融工

9、具金融工具和金融工序的设计、开发与实施，和金融工序的设计、开发与实施，以及对以及对解决金融问题解决金融问题的各种的各种创造性创造性方案的配制。方案的配制。2022-2-915CopyrightPei Zhang 2014金融工程师金融工程师 “金融工程师金融工程师”的称谓起始于的称谓起始于80年代初年代初的伦敦金融界，注重将最新的科技手段的伦敦金融界，注重将最新的科技手段、规模化处理方式（工程方法）应用到、规模化处理方式（工程方法）应用到金融市场上，创造出新的金融产品、交金融市场上，创造出新的金融产品、交易方式，从而为金融市场的参与者赢取易方式，从而为金融市场的参与者赢取利润、规避风险或完善服

10、务。利润、规避风险或完善服务。 金融工程师通过专业培训，通过考试，金融工程师通过专业培训，通过考试，获取权威行业协会或相应金融机构颁发获取权威行业协会或相应金融机构颁发的认证证书。的认证证书。2022-2-9CopyrightPei Zhang 201416金融工程学科在西方的发展金融工程学科在西方的发展 需求导向需求导向 麻省理工学院、康奈尔大学、斯坦福大麻省理工学院、康奈尔大学、斯坦福大学、卡内基学、卡内基梅隆大学、密西根大学和梅隆大学、密西根大学和纽约工业大学等著名学府都已经纽约工业大学等著名学府都已经设立了设立了金融工程的学位或专业证书教育金融工程的学位或专业证书教育。 哈佛商学院的金

11、融与财务学教授们专门哈佛商学院的金融与财务学教授们专门编著了编著了金融工程案例集出版金融工程案例集出版。2022-2-917CopyrightPei Zhang 2014金融工程学科在中国的发展金融工程学科在中国的发展 引入、学习并研究西方内容体系引入、学习并研究西方内容体系 国家自然科学基金委员会把金融工程的研究列入国家自然科学基金委员会把金融工程的研究列入 “九五九五”期间重大项目研究内容。期间重大项目研究内容。 人才培养人才培养 2002年国家教委首批批准的五所高校金融工程本科年国家教委首批批准的五所高校金融工程本科专业：武汉大学、西南财经大学、中央财经大学、专业：武汉大学、西南财经大学

12、、中央财经大学、中国人民大学，厦门大学，中国人民大学，厦门大学，2003年增加年增加5所，所，2004年增加年增加17所）。所）。 现实需要不断增加现实需要不断增加 金融市场化、金融风险管理水平、人才需求金融市场化、金融风险管理水平、人才需求2022-2-918CopyrightPei Zhang 2014课程设置比较课程设置比较国外和我国港台地区国外和我国港台地区我国大陆地区我国大陆地区金融工程金融工程宏、微观经济学宏、微观经济学投资组合理论投资组合理论统计学统计学高级数学方法高级数学方法金融工程学金融工程学固定收益证券固定收益证券会计学会计学衍生金融工具衍生金融工具投资学投资学公司金融公司

13、金融货币金融学货币金融学概率统计概率统计计量经济学计量经济学随机过程随机过程公司金融公司金融动态最优化动态最优化国际金融国际金融2022-2-919CopyrightPei Zhang 2014金融学的学科体系（国内）金融学的学科体系（国内）金金融融学学宏观金融宏观金融分析分析微观金融微观金融分析分析国际金融国际金融货币金融学货币金融学金融市场金融市场分析分析金融中介金融中介分析分析金融市场学金融市场学（证券）投资学（证券）投资学商业银行经营管理商业银行经营管理金融中介理论、保险学金融中介理论、保险学金融经济学金融经济学2022-2-920CopyrightPei Zhang 2014第二节第

14、二节 金融工程的内容体系（做什么？）金融工程的内容体系（做什么？）一、一、金融工程做什么？金融工程做什么？ 金融工程的根本目的是解决金融问题金融工程的根本目的是解决金融问题例如：例如：政府：金融手段推动地方经济发展政府：金融手段推动地方经济发展 金融机构：创新金融工具、量化投资（交金融机构：创新金融工具、量化投资（交易策略）、金融风险管理易策略）、金融风险管理企业：全方位金融支持、风险控制企业：全方位金融支持、风险控制个人：个人理财个人：个人理财2022-2-921CopyrightPei Zhang 2014二、核心内容二、核心内容2022-2-9CopyrightPei Zhang 201

15、422三、金融工程运用哪些工具？三、金融工程运用哪些工具？2022-2-923CopyrightPei Zhang 2014金融工程与衍生金融工具金融工程与衍生金融工具 在产品设计中，衍生金融工具是最常用在产品设计中，衍生金融工具是最常用和最基本的构件工具，但并不意味着脱和最基本的构件工具，但并不意味着脱离了这些构件工具，金融工程的基本思离了这些构件工具，金融工程的基本思想就无法体现。想就无法体现。 金融工程中关于金融资产定价的理论是金融工程中关于金融资产定价的理论是一般化的定价理论，并不仅仅局限于针一般化的定价理论，并不仅仅局限于针对某种衍生金融工具的定价。对某种衍生金融工具的定价。2022

16、-2-9CopyrightPei Zhang 201424第三节第三节 金融工程的主要技术手段金融工程的主要技术手段与基本分析方法与基本分析方法2022-2-925CopyrightPei Zhang 2014一、金融工程的主要技术手段一、金融工程的主要技术手段2022-2-926CopyrightPei Zhang 2014二、基本分析方法（几个例子）二、基本分析方法（几个例子） “零价值零价值”工具工具 货币市场融资问题货币市场融资问题 税收问题税收问题2022-2-927CopyrightPei Zhang 2014（一）（一）“零价值零价值”工具工具 这一工具在这一工具在t t0, t

17、1价值始终为价值始终为02022-2-928CopyrightPei Zhang 20141 1、购买一个债券（无违约风险）：、购买一个债券（无违约风险）：2022-2-929CopyrightPei Zhang 2014买卖这个一样债券往往是不方便的：买卖这个一样债券往往是不方便的： 需要支付现金需要支付现金 债券可能包含个人信息债券可能包含个人信息 资产负债表的改变会导致监管问题资产负债表的改变会导致监管问题 借钱（贷款）有信用风险借钱（贷款）有信用风险2022-2-930CopyrightPei Zhang 20142022-2-931CopyrightPei Zhang 2014组合后

18、的特点：组合后的特点： 当前无现金流，不涉及债券个人信息、当前无现金流，不涉及债券个人信息、资产负债表不产生变化，但与无违约债资产负债表不产生变化，但与无违约债券的实质是一样的。券的实质是一样的。 组合后的工具实质上是一个利率互换，组合后的工具实质上是一个利率互换，互换的一方支付固定利率的利息，收到互换的一方支付固定利率的利息，收到浮动利率的利息，其交易对手情况相反。浮动利率的利息，其交易对手情况相反。2022-2-932CopyrightPei Zhang 20142、购买股票、购买股票2022-2-933CopyrightPei Zhang 2014股权互换股权互换或商品互换或商品互换20

19、22-2-934CopyrightPei Zhang 20143、购买违约债券、购买违约债券2022-2-935CopyrightPei Zhang 2014不方便之处：不方便之处： 前面提到的所有的不方便的地方前面提到的所有的不方便的地方 违约债券的流动性非常低违约债券的流动性非常低 监管部门会对违约债券提出更高的资监管部门会对违约债券提出更高的资本充足率的要求本充足率的要求2022-2-936CopyrightPei Zhang 20142022-2-937CopyrightPei Zhang 2014合成后的工具合成后的工具信用违约互换信用违约互换2022-2-938CopyrightP

20、ei Zhang 2014（二）货币市场融资问题（二）货币市场融资问题 一家日本银行希望在欧洲美元市场上借入一家日本银行希望在欧洲美元市场上借入100美元，期限为美元，期限为3个月，这一操作的现金个月，这一操作的现金流可以表示如下：流可以表示如下：)1 (1000tLt0借入美元借入美元t1归还本金及利息归还本金及利息+100USD2022-2-939CopyrightPei Zhang 2014问题：问题： 由于这家银行信用等级不够，其交易对手由于这家银行信用等级不够，其交易对手不愿意向其进行融资，这家银行有其他的不愿意向其进行融资，这家银行有其他的办法获得这笔美元资金吗？办法获得这笔美元资

21、金吗？2022-2-940CopyrightPei Zhang 2014 解决方案：解决方案：Step1：该银行在本国货币市场上借入日：该银行在本国货币市场上借入日元元Step2：银行在即期外汇市场上卖掉日元：银行在即期外汇市场上卖掉日元获得获得100美元美元Step3：银行在远期外汇市场上买入日元：银行在远期外汇市场上买入日元 这三步操作最终是怎样的结果？这三步操作最终是怎样的结果？Step1+Step2+Step3=美元借款美元借款2022-2-941CopyrightPei Zhang 2014t0t1借日元归还本金及利息卖出日元买入美元t0t1t1t0买入日元远期100美元借入日元的本

22、金及利息100美元-USDt02022-2-942CopyrightPei Zhang 2014几点说明：几点说明： 欧洲美元贷款与合成（欧洲美元贷款与合成（Synthetic）美）美元贷款的风险差异元贷款的风险差异 风险管理机制上风险管理机制上 合成可以用来对原始工具进行定价合成可以用来对原始工具进行定价 合成贷款可以对欧洲美元贷款进行套期合成贷款可以对欧洲美元贷款进行套期保值保值 法律和监管差异法律和监管差异2022-2-943CopyrightPei Zhang 2014（三）税收策略问题（三）税收策略问题问题：问题： 2007年年9月，一个投资者以月，一个投资者以100美元的美元的价格

23、买入一笔资产，价格买入一笔资产，2007年年12月，他以月，他以150美元的价格卖出这笔资产，这位投美元的价格卖出这笔资产，这位投资者实现了资者实现了50美元的资本利得，按照法美元的资本利得，按照法律规定，他必须缴纳资本利得税，他有律规定，他必须缴纳资本利得税，他有没有办法采取一定的策略推迟纳税呢？没有办法采取一定的策略推迟纳税呢？2022-2-944CopyrightPei Zhang 20142022-2-945CopyrightPei Zhang 2014解决方案解决方案1（Wash-sale） 该投资者应该持有一个分散化的投资组合，该投资者应该持有一个分散化的投资组合，在组合中，应该存

24、在账面上发生亏损的资在组合中，应该存在账面上发生亏损的资产，将发生亏损的资产卖出，冲销前一笔产，将发生亏损的资产卖出，冲销前一笔资产的盈利，待计税期过后立即买入该资资产的盈利，待计税期过后立即买入该资产以保持原有的投资组合。产以保持原有的投资组合。2022-2-946CopyrightPei Zhang 2014解决方案解决方案2： 思想：构造一个资产组合复制目标资产，运思想：构造一个资产组合复制目标资产，运用资产组合实现隐含资本损失。用资产组合实现隐含资本损失。具体操作：具体操作： 假设投资者最初以假设投资者最初以100美元的价格购买了另一美元的价格购买了另一种资产（种资产（Z），而该资产的

25、当前价格为），而该资产的当前价格为50美元美元（1）2007年年11月月26日，以日，以50美元的价格买入美元的价格买入另外一份另外一份Z资产资产（2）卖出）卖出2007年年12月月30日到期的以日到期的以Z为标的资为标的资产的产的平价看涨期权平价看涨期权（3）买入）买入2007年年12月月30日到期的以日到期的以Z为标的资为标的资产的产的平价看跌期权平价看跌期权2022-2-947CopyrightPei Zhang 20142022-2-948CopyrightPei Zhang 2014几点说明：几点说明： 这种策略是无风险和零成本的这种策略是无风险和零成本的 （除佣金和费用）（除佣金和费用） 合成的思想合成的思想 法律和监管框架对于金融策略设计的影响法律和监管框架对于金融策略设计的影响2022-2-949CopyrightPei Zhang 2014基本分析方法：复制（基本分析方法：复制（Replicate）复制的要点：复制的要点： 价值复制价值复制 现金流复制现金流复制 几种金融工具组合所产生的现金流与目标金融工几种金融工具组合所产生的现金流与目标金融工具所产生的现金流具所产生的现金