第一章金融工程学导论周洛华

金融工程学（第三版）

周洛华

上海财经出版社

《金融工程学》许承明，王玉宝，同金婵主编；中山大学出版社。《金融工程》；王光伟主编；东南大学出版社。《金融工程学（修订版）》；洛伦茨·格利茨著，唐旭等译；经济科学出版社。2参考书籍教学目标《金融工程学》主要论述衍生金融工具和风险规避技术，以及它们的研究、开发、设计与应用。通过本课程的学习，学生应掌握当前金融工程学方面的基础理论，熟悉目前国际金融市场上金融工具尤其是衍生金融工具、风险管理技术和工具组合技术的应用。34第一章金融工程学导论第二章金融市场第三章资产定价第四章金融工具第五章债券第六章期权第七章对冲交易第八章金融战略目录5第一章

金融工程学导论6金融学就是有关价值的正确决定什么是金融工程学？谁需要研究金融工程学？金融工程学解决什么问题？金融工程学和其他学科的关系如何？金融工程学导论

7第一节金融学解决什么问题

关于金融学定义：是以融通货币和货币资金的经济活动为研究对象，具体研究个人、机构、政府如何获取、支出以及管理资金以及其他金融资产的学科

。研究内容：货币的发行与回笼，存款的吸收与付出，贷款的发放与回收，金银、外汇的买卖，有价证券的发行与转让，保险、信托、国内、国际的货币结算等。金融机构：银行、信托投资公司、保险公司、证券公司，还有信用合作社、财务公司、投资信托公司、金融租赁公司以及证券、金银、外汇交易所等。8关于金融学两个方向：宏观层面的金融市场运行理论和微观层面的公司投资理论。微观金融学：主要研究金融资产定价和公司金融（理财）的问题。含公司金融、投资学和证券市场微观结构三个大的方向。宏观金融学：研究在一个以货币为媒介的交换经济中如何获得高就业，低通货膨胀，国际收支平衡和经济增长。涵盖有关货币、银行、国际收支、金融体系稳定性、金融危机等内容。9关于金融学研究分支：

金融市场学、公司金融学、金融工程学、

金融经济学、投资学、货币银行学、

国际金融学、

财政学、保险学、

数理金融学、

金融计量经济学。1011传统金融学

——宏观的金融市场运行理论在研究金融市场的宏观领域，主要从研究中央银行的利率政策和货币政策入手，了解各种金融机构在金融市场中的地位和作用。凯恩斯(JohnM.Keynes)有关利率，就业和通

货膨胀的开创性理论。弗里德曼(MiltonFriedman)的货币主义学说。米勒(MertonH.Miller)和莫迪里亚尼(FrancoModigliani)的有效金融市场理论。12传统金融学

——微观的公司投资理论赫尔(JohnHull)，豪根(RobertA.Haugen)，迪克西特(AvinashK.Dixit)以及平代克(RobertS.Pindyck)等学者关于金融工具定价的模型。布莱利(RichardA.Brealey)和麦尔斯(StewartC.Myers)的公司理财学。

13金融学的应用领域科学艺术主观客观对冲交易(热门职业)无风险套利（稀有机遇）投资银行（热门职业）价值投资（孤独寂寞）价值投资定义：基于详尽的分析，本金的安全和满意回报有保证的操作。理念：股票价格围绕“内在价值”上下波动，而内在价值可以用一定方法测定；股票价格长期来看有向“内在价值”回归的趋势；当股票价格低于内在价值时，就出现了投资机会。方法：财务报表和安全边际为核心的定量分析；重视企业业务类型和管理能力的定性分析。14无风险套利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的行为。或者在某种实物资产或金融资产（在同一市场或不同市场）拥有两个价格的情况下，以较低的价格买进，较高的价格卖出，从而获取无风险收益。15投资银行从事证券发行、承销、交易、企业重组、兼并与收购、投资分析、风险投资、项目融资等业务的非银行金融机构。如美国的高盛、摩根斯坦利。16对冲交易对冲交易即同时进行两笔行情相关、方向相反、数量相当、盈亏相抵的交易。1718第二节

金融工程学的发展

19金融工程学的发展脉络20世纪30年代，伯乐(AdolfA.Berle)和米恩斯(GardinerC.Means)指出股份制公司的实质是将风险

分解给每个投资人。1952年，马可维茨(HarryM.Markowitz)提出了证券组

合思想。1964年，夏普(WilliamF.Sharpe)、林特纳(JohnLintner)和特里纳(JackTreynor)等的开创性的论文为资

产定价模型奠定了基础。1958年，米勒(MertonH.Miller)和莫迪里亚尼(FrancoModigliani)建立了有效金融市场理论。1973年，布莱克(FischerBlack)和舒尔茨(MyronScholes)在政治经济学期刊上发表了有关期权定价理

论的文章。1976年，考科斯(JohnC.Cox)和罗思(S.A.Ross)进一步提出了“复制期权”的理论，从而将金融期权定推

广到企业的投资决策中。20来自实践的推动因素金融交易工具的创新。丰富的交易工具，过去是定制的交易工具，现在往往已经成为标准化的工具。金融市场的发育成熟。直接面向投资人的服务和规范。生产经营活动的发展需要。大规模的生产经营活动承受了更多的风险。来自投资人和企业界的需求仍然在推动金融工程学的发展。21农场主的困惑之一如何克服农产品的价格波动？究竟是从金融市场购买一份远期合同还是购买一份卖方期权，或者是投资银行家手中购买一个有利于其生产的天气指数？在秋冬季节购买小麦化肥可以获得比较大的折扣，但是他还没有决定明年春季播种什么品种的作物。他是否应该现在就购买小麦化肥？最近几年，该地区降雨量很不规律，他正在考虑是否要投资修建一个蓄水池还是改种其他耐旱作物。他现在需要一位

金融工程师来帮助他了

22第三节金融工程学的基本框架

金融工程学的学科定义之一金融工程学是关于金融创新工具以及程序的设计、开发和运用并对解决金融问题的创造性方法进行程序化的科学。综合运用金融学、工程方法、信息技术等的新兴交叉性学科。2324金融工程学的学科定义之二梅森(ScottMason)和莫顿(RobertMerton)认为：金融工程是实现金融创新的手段，是金融服务公司用以解决客户特殊金融问题的一种系统方法。他们将金融工程分为5个步骤：诊断(Diagnosis)：识别金融问题的实质和根源。分析(Analysis)：根据现有的金融市场体制，金融技术和金融理论找出解决这个问题的最佳方法。生产(Generate)：创造出一种新的金融工具，也可以建立一种新型的金融服务，或者是两者的结合。定价(Valuation)：通过各种方法决定这种新型金融工具或者服务的内在价值，并以高于这个的价值的价格销售给客户。修正(Customize):针对客户的特殊需求，对基本工具和产品进修正，使之更适合单个客户的需求。从上面的定义来看，梅森和莫顿认为：金融工程学主要是投资银行为其客户提供服务的方法。核心问题只有一个：创造价值25金融工程的要素：不确定性

在未来一段时间范围内，发生任何当前市场所不能预见事件的可能性。许多金融工程学的著作中，有关不确定性的描述都是围绕着时间序列的分析而展开的。这里特别要强调的是：市场所不能预期的事件。任何有关可以预见事件的信息都已经被充分表达在有效金融市场上了，以至于金融市场上仅剩下当前所有信息都不能预测的不确定性事件。26农场主的困惑之二每年的降雨量都不相同。明年该地区的降雨量仍是未知数。对他而言，明年的降雨量就是具有不确定性的事件。这种不确定性给农场主造成的直接麻烦是：他无法决定明年应该种植什么作物。因此，明年降雨量的不确定性越高，农场主就越难预测未来，他的问题就越麻烦，也就更愿意支付更高的代价来克服这种不确定性。

27金融工程的要素：信息信息(Information)是指在金融市场上，人们具有关于某一事件的发生、影响和后果的知识。即：某一事件的发生及其结果是人们预

先可以部分或者全部了解的。金融工程学的两个要素是相互对立的，信息越多的地方，不确定性就越少，这个事件就

越接近于我们所认识的“必然事件”。克服不确定性有两个办法，第一种就是：更

多信息。

28农场主的困惑之三农场主找来了过去几十年时间里面的降雨量的历史数据和最新的气象卫星资料，并因此分析出该地区降雨的规律，那么，他就有可能预测出该地区明年的降雨量。尽管这种预测本身仍然寄托于一定的程度的假设。无论是历史数据还是卫星云图，只要农场主掌握的有关天气的信息越多，他就越能够预测出明年该地区的降雨量，从而有效地克服不确定性的事件。

29金融工程的要素：能力能力(Resource)是指获得某种能够克服不确定性的资源，或者是获得更多信息并加以准确

分析的能力。这其中包括两个因素：一是要在现有的金融市场的条件下，获得更多的

信息或者克服更多的不确定性。二是比现有的市场更廉价地获得相同的信息或者

承担相同的不确定性。克服不确定性的第二种方法：更多能力。30农场主的困惑之四对于面临明年不确定的降雨量的农场主来说，他可以现在就从保险公司那里购买一份明年最低降雨量的保险合同。这样农场主的问题似乎解决了，但是，对于保险公司来说：怎么才能确定该农场主应该支付的投保价格呢？或者该农场主可以采用大棚种植技术，这样无论降雨量多少，他的作物收成都不会受影响，他可以在大棚里面种植任何品种的作物。这是农场主发展出来克服天气不确定性的一种能力。这个大棚保护了他的作物不受天气变化的影响，其效果也就类似我们讲的保险合同。31金融三要素全部有关金融的问题，都是围绕着不确定性信息和能力这三个要素而展开。这样一来，我们就把金融工程学的外延拓展到了所有那些需要解决有关于“时间”、“信息”、“不确定性”、“能力”和“代价”问题的领域。我们得以用金融工程学的方法和手段来帮助他们解决

问题。无论是修建蔬菜大棚还是发射气象卫星，这些问题全都统一到金融工程学的平台上，只要是具备着三个基本要素的问题，都可以在

金融工程的框架内，用金融手段加以解决。32金融工程的手段

——发现价值利用金融市场上的信息的不充分的问题，在金融市场上简单地寻找套利(Arbitrage)机会。套利是指人们利用在金融市场上暂时存在的不合理的价格关系，通过同时买进或者卖出相同的或者是相关的金融工具，而赚取其中的价格差异的交易行为。不合理的价格关系包括多种不同情况，其主要有以下三种：(1)同种金融工具在不同金融市场之间存在不合理的价格差异。(2)同一金融工具在不同时间段内的不合理价格差异。(3)相关的金融工具在同一时间段内存在不合理的价格差异。33农场主参加套利再来关心一下我们的农场主：假设他从大连商品交易所的报价中看到3个月后交割的远期大豆价格上涨了，而郑州商品交易所上的玉米价格没有变化；并且他从其他消息来源判断出大豆价格上涨是因为国内食用油需求增加，他就此预测同样可以被用作食用油原料的玉米价格必然也会上涨一定的幅度。因此，他就可以卖出自家种植的大豆，并用这些钱从其他农场主那里买入现货的玉米，等到玉米价格上涨时，抛出获利。完成一次典型的

套利投资。

34金融工程的手段

——为其他人创造价值提供保障另外一种金融工程学的手段表现为：向客户提供克服不确定性的保障。不确定性事件并非都对我们不利，未来有可能出现对我们非常有利的情况，也有可能是我们无法预见的灾难。我们所需要做的就是尽可能地克服对我们不利的不确定性，同时充分利用那些对我们有利的不确定性。35农场主的困惑之五对于农场主来说，他最不愿意看到的情况是一旦他决定种植玉米之后，玉米价格一路下跌，从而造成他的损失。如果向农场主提供一项权利：按照一个预先确定的保护价从农场主手中收购玉米。如果在收获玉米时，市场价格低于这个保护价，那么，农场主可以按照保护价出售。如果到时候，市场价高于保护价，农场主可以去市场高价出售。这项权利的产生，给农场主创造出新的价值：他可以享用玉米市场上对他有利的不确定性而不必担心其负面的影响了。我们所要做的就是确定这项权利的价格。

36金融工程的手段

——创造价值在上述两种手段的基础上，金融工程学还发展了新的直接创造价值的方法。这就是，利用一些创造性的手段(“金融”和“非金融”的手段)来更有效地提供市

场所不能提供的金融价值。如果是金融性的手段，则属于“套利范

畴，此处主要是指一些非金融性的投资。37农场主的困惑之六对于承担农场主的风险的一方来说，他最简单的办法是去金融市场买下一个远期合同，允许他在未来一段时间内，按照他和农场主签订的协议价格向市场出售玉米。但是这样的做法，本身并不创造价值。假设农场主拥有一套装置，能够将玉米加工转化成酒精和饲料，而酒精和饲料价格波动的风险低于玉米价格波动的风险。那么你就成功地把玉米的价格风险分解到了酒精价格和饲料价格上去了。因为对你来说，玉米价格的风险并没有那么大。

38不确定性(Uncertainty)能力(Resource)信息(Information)金融工程(FinancialEngineering)价值(Value)金融工具的选择和组合(FinancialVehicles)金融工程学的基本框架39金融工程学的基本框架金融工程的适用范畴。创造性金融工程的来源。创造价值的三种基本途径。更多信息更少不确定性更多能力要素的组合。40第四节

金融工程学的应用范畴

41投资人的应用金融工程对一些交易比较成熟的金融资产进行理论定价，如果市场上出现了某金融资产的市场价格低于或高于理论价格时，投资人就可以买入或卖出这项资产，从而实现直接从市场上套利的机会。特别需要指出的是，这种金融工程的套利行为，其本身也在帮助金融市场逐步完善。如果一个市场本身充满了套利机会，那么，这个市场是不完善的。而随着套利活动的增加，原有的套利机会的代价必然升高，导致套利机会的消失。这样，金融工程师们就需要在金融市场上重新寻找新的套利机会。案例阿里巴巴股票：一是在阿里巴巴完成IPO以后再从二级市场购买，二是“合成”阿里巴巴的股票早获取盈利。

首先，软银和雅虎是阿里巴巴的两大股东，分别持股34.4%和22.6%。软银和雅虎的估值中，本身应当暗含了其持有的阿里巴巴股权。因此，买入软银与雅虎的股票，实际上也是买入了阿里巴巴的股票。但问题是，软银与雅虎不仅持有阿里巴巴股权，同时也持有各类其它权益资产，因此，需要通过剥离这些资产的估值来对软银和雅虎的股票进行“提纯”。“提纯”的方法是，做空一定比例的，由软银所持有的其他公司股票，如KDDI等，由此形成的组合，即持有软银与雅虎的股票而做空其持有非阿里巴巴部分权益，可以视作是人工“合成”的阿里巴巴股票。4243企业界的应用金融工程在企业界的应用就更加广泛，而随着金融工程学本身的发展，这种“取自于金融市场，用之于企业”的金融工程实践也就越来越活跃。究其原因，主要是因为普通投资人和企业之间有一个重大的差异：能力。对于一个普通投资人和企业来说，他们面对的“不确定性”和“信息”是一样的，但们

的“能力”则完全不同。阿里巴巴上市2014年9月19日，阿里巴巴在纽交所上市，股票代码为BABA。IPO发行价为68美元，此次上市将募集资金217.6亿美元，最高募集资金250.2亿美元。开盘价92.7美元，较发行价大涨36.3%，市值2383.3亿美元。超越Facebook成为仅次于谷歌的第二大互联网公司。44阿里巴巴上市B2B私有化：2007年，阿里巴巴的B2B业务在香港上市，116亿港元的IPO。2012年初，阿里巴巴集团已向其董事会提出私有化要约，每股的收购价格为