[書]Why Stock Markets Crash

目錄

1. financial crashes: what, how, why, and when?

2. fundamentals of financial markets

3. financial crashes are “outliers”

4. positive feedbacks

5. modeling financial bubbles and market crashes

6. hierarchies, complex fractal dimensions, and log-periodicity

7. autopsy of major crashes: universal exponents and log-periodicity

8. bubbles, crises, and crashes in emergent markets

9. prediction of bubbles, crashes, and antibubbles

10. 2050: the end of the growth era?

前言

像其他許多人一樣，我發現股票市場很吸引人。市場有可能獲得豐厚的收益，而且它的游戲特性，隨著最近互聯網的出現而變得更加有吸引力，這與我們心中的賭徒產生了共鳴。它的懲罰性力量和不可預測的脾氣使恐懼的投資者有時對它充滿敬畏，尤其是在崩潰的時候。這類事件後的恐慌和自殺的故事已經成為市場民間傳說的一部分。股票市場顯示的豐富模式可能會引誘投資者希望通過使用或提取一些資訊性的對沖來 "戰勝市場"。然而，股票市場並不是一個嬉戲的或愚蠢的賭徒的 "賭場"。它主要是流動交換的工具，允許資本主義、競爭性自由市場的有效運作。

如圖0.1和表0.1所示，世界市場總資本化從1983年的3.38兆美元上升到1998年的26.5兆美元，1999年的38.7兆美元。為了正確看待這些數字，1999年美國的預算是1.7兆美元，而其1983年的預算是8000億美元。2002年的美國預算預計為1.9兆美元。1990年代，市場資本化和交易量增加了兩倍。證券發行量增加了6倍。私有化在股市增長中起到了關鍵作用[51]。股市投資顯然是城中最大的游戲。

像1987年10月那樣，世界上大多數股票市場同時發生的市場崩潰將相當於數兆美元的瞬時蒸發。從2001年10月的價值來看，在經歷了幾乎兩年的股市慘淡之後，世界總市值已經縮減到僅有25.1兆美元。30%的股票市場崩潰仍將對應於大約7.5兆美元的絕對損失。因此，市場崩潰可以在瞬間吞噬多年的養老金和儲蓄。它們會不會像1929年10月大崩盤後的1929-33年那樣，成為重大經濟衰退的前兆或觸發因素而使我們遭受更大的痛苦？或者它們可能導致金融和銀行系統的全面崩潰，就像在不遠的過去似乎勉強避免了幾次那樣？

股市崩盤也很吸引人，因為它們是被稱為 "極端事件 "的一類現象的代表。極端事件是許多自然和社會系統的特徵，通常被科學家稱為 "複雜系統"。本書是一個故事，一個科學的故事，通過引用現代科學中最新和最復雜的概念，即複雜系統和關鍵現象的理論，可以理解金融崩潰。本書首先是為好奇和聰明的普通人以及想對自己的投資進行更多控制的感興趣的投資者而寫。本書也將對那些對複雜系統理論感興趣或正在研究複雜系統理論的科學家和研究人員產生激勵作用。這個任務是雄心勃勃的。我的目標是涵蓋一個領域，把我們從描述我們周圍的奇妙組織如何產生一直帶到預測崩潰的聖杯。這是令人生畏的，特別是當我試圖避免使用技術性的，即使是方便的數學語言。

在一個層面上，股票市場的崩潰為探索自組織系統的奇妙世界提供了一個藉口。市場崩潰以一種戲劇性的方式體現了自組織系統中極端事件的自發出現。股票市場的崩潰確實是處理和應對我們的風險世界所需的重要想法的完美載體。這裡，"世界 "有幾種含義，因為它可以是物理世界、自然世界、生物世界，甚至是內在的智力和心理世界。不確定性和可變性是描述我們周圍不斷變化的環境的關鍵詞。靜止和平衡是幻覺，而動態和失衡是規則。對平衡和恆定的追求總是不成功的。這裡的資訊更進一步，宣佈了認識極端事件的組織/破壞作用的基本重要性，如重大金融風暴。除了明顯的社會影響外，本書所依據的准則認識到，從靜止狀態到危機或災難性事件的突然轉變提供了系統動態的最引人注目的指紋。我們生活在一個具有間歇性動態的星球和社會中，而不是處於靜止狀態（或科學家術語中的 "平衡"），因此，越來越迫切需要讓公民認識到多種形式的斷裂的重要性和影響。金融危機提供了一個特別好的例子，可以超越學者的學科群體來介紹這些概念。

在另一個層面，市場崩潰構成了我們都想預測的事件的美麗例子。時間之箭不可阻擋地將我們投向未定的未來。預測未來吸引了所有人的想像力，這也許是最大的挑戰。先知們在歷史上通過他們對未來的展望使大眾感到恐懼或受到鼓舞。科學界大多迴避這個問題，專注於另一種預測，即對新現象的預測（而不是對未來的預測），如愛因斯坦對太陽引力場造成的光的偏差的存在的預測。在這裡，我沒有迴避這個非同尋常的挑戰，目的是要說明對這個問題的科學方法是如何提供非凡的洞察力的。

本書共分10章。前六章為理解為什麼和如何發生大規模金融崩潰提供了背景。第1章介紹了一些基本問題。崩潰是什麼？它們是如何發生的？為什麼會發生？何時發生？

第1章概述了我提出的答案，並以一些著名的，或者說是臭名昭著的歷史性崩潰為例。

第2章介紹了股票市場的主要基本描述和屬性，以及價格從一個瞬間到另一個瞬間的變化方式。這就為我的故事中的主要人物--大崩潰--所處的環境提供了框架。

第3章首先討論了標准分析在描述崩潰如何特殊方面的侷限性。然後，它介紹了對縮減或連續損失的頻率分佈的研究，並表明大型金融崩潰是 "異常值"：它們形成了一個自己的類別，可以從它們的統計特徵中看出。這種相當學術性的討論因其結果而變得合理。如果大型金融風暴是 "異常值"，它們就是特殊的，因此需要一個特殊的解釋，一個特定的模型，一個屬於它們自己的理論。此外，它們的特殊屬性也許可以用於預測。

第4章揭露了導致正反饋的主要機制，也就是自我強化，如投資者之間的模仿行為和羊群效應。正反饋為投機性泡沫的發展提供了燃料，為重大崩潰的不穩定性做准備。

第5章介紹了兩個版本的投機泡沫和崩潰的理性模型。

• 第一個版本認為，崩潰的危險推動了市場價格。由於 "噪音交易者 "的集體行為，即那些根據很少的資訊採取行動的人，即使他們認為自己 "知道"，崩潰的危險有時也會暴漲。

• 第二個版本顛倒了邏輯，認為是價格驅動了崩潰的危險。價格有時可能會暴漲，同樣是由於投資者的投機或模仿行為。

根據理性預期模型，這種結果會自動帶來崩盤機率的相應增加。最重要的資訊是發現了接近崩潰的強大和普遍的特徵。這些前兆模式已被記錄在案，基本上適用於發達和新興的股票市場、貨幣市場、公司股票等的所有崩潰。

第6章退一步說，提出了分形、自相似性以及具有複雜維度的分形及其相關的離散自相似性的一般概念。第6章展示了這些非凡的幾何和數學對像是如何使人們能夠在大的崩潰之前將前兆模式中所包含的資訊編碼化的。

最後四章詳細記錄了這一發現，並演示了如何使用這一見解和為這些模型獲得的詳細預測來預測崩潰。

第7章分析了世界主要股票市場上發生的重大崩盤。它描述了關於崩潰的關鍵對數週期性前兆的普遍性的經驗證據。

第8章將這種分析推廣到新興市場，包括六個拉丁美洲股市指數（阿根廷、巴西、智利、墨西哥、秘魯和委內瑞拉）和六個亞洲股市指數（香港、印度尼西亞、韓國、馬來西亞、菲律賓和泰國）。它還討論了在重大國際事件發生後，市場之間存在的間歇性強關聯性。

第9章解釋了如何預測崩潰以及其他大型市場事件，並詳細研究了預測技能及其侷限性，特別是在可視范圍和預期精度方面。詳細介紹了幾個案例研究，並對成功和失敗進行了仔細統計。第九章還提出了 "反泡沫 "的概念，並將1990年初至今的日本經濟崩潰作為一個突出例子。1999年1月發布和宣傳的一個預測，直到現在還被證明是非常精確的，正確地預測了幾個趨勢的變化，這是一個使用標准經濟預測技術眾所周知的困難。

最後，第10章進行了一次重大的飛躍，將分析擴展到幾個世紀到幾千年的時間尺度上。它分析了整個美國金融史以及過去兩千年的世界經濟和人口動態，以證明存在強大的正反饋，這表明在2050年左右存在一個潛在的有限時間奇點，預示著2050年左右世界經濟和人口的制度將發生根本變化（超級崩潰？） 我們可能已經開始看到這種制度變化的跡象。我提供了三種主要的情景：崩潰、向可持續發展過渡和超級人類。文字由技術插頁補充，這些插頁有時會用到一些數學知識，在第一次或快速閱讀時可以跳過。它們是作為深入論證的補充，或作為有用的補充資訊提供的。許多數字伴隨著文字，以符合 "一圖勝千言 "的諺語。

本書所講述的故事有一個不尋常的起源。它的根源可以一直追溯到六十年代，追溯到那些探索和建立自然科學臨界現象理論的先驅科學家，如Ben Widom（康奈爾大學教授）、Leo Kadanoff（現為芝加哥大學教授）、Michael Fisher（現為馬裡蘭大學教授）、Kenneth Wilson（現為俄亥俄州立大學教授，1982年諾貝爾物理學獎得主），以及其他許多人。我感謝Pierre-Gilles de Gennes（法蘭西學院，1991年諾貝爾物理學獎得主）和Bernard Souillard（當時是法國國家科學研究中心（CNRS）帕萊索綜合理工學院的研究主任），作為他們的博士後研究員，我在巴黎度過了最刺激的一年（1985-86），在那裡我開始學習打磨思考臨界現象的藝術，並將這個領域應用到最複雜的情況。我也很珍惜與Thomson-Sintra公司（現在的Thomson-Marconi-Sonars公司）的Michel Lagier合作的機會，這種合作從1983年我服兵役期間開始，一直持續到今天，拓寬了我對科學應用的視野。在過去的二十年裡，他不離不棄的友誼和親切的支援對我意義重大。

1991年，當我在預測由凱夫拉纖維基質和碳基質復合材料製成的壓力罐（構成歐洲阿麗亞娜4號和5號火箭的基本元素，也用於衛星推進）的失效這一令人興奮的挑戰時，我意識到複雜材料結構的破裂可以被理解為一種合作現象，導致特定的可檢測的臨界行為（這些概念在金融風暴中的應用見第4章和第5章）。我將在本書中討論的冪律和相關的複雜指數和對數週期模式，特別是在第6章中，就是在這種情況下發現的，並發現其效能非常好。一個預測演算法已經獲得了專利，現在在歐洲作為一個標准的鑑定程式，在這些進入太空的壓力罐上常規地成功使用。我感謝Jean-Charles Anifrani（現在是歐洲直升機公司）和法國波爾多Aerospatial-Matra公司（現在是EADS）的Christian Le Floc'h（歐洲阿麗亞娜火箭的主要承包商），感謝他們的合作和提供的這個絕好的機會。

幾年後，Anders Johansen、Jean-Philippe Bouchaud和我意識到，金融風暴可以被視為類似於市場的 "斷裂"。安德斯-約翰森和我開始系統地探索這些想法和方法在這方面的應用。接下來的內容將在本書中描述。在這次冒險中，現在在哥本哈根尼爾斯-玻爾研究所的Johansen發揮了非常特殊的作用，因為他先是作為我在法國尼斯的學生陪伴我兩年，然後作為我在加州大學洛杉磯分校的博士後陪伴我兩年。這項工作的很大一部分要歸功於他，因為他實現了我們共同工作的很大一部分數據分析。我非常高興能與他分享這些激動人心的時刻，當時我們似乎是獨自一人對抗所有，試圖記錄和證明這一發現。現在的情況已經發生了變化，因為這個主題吸引了越來越多的學者，甚至更多的專業人員和從業人員，並且出現了一個生動的主題所特有的健康的辯論，特別是與撞車的可預測性這個微妙而敏感的問題有關（在第9章和第10章有更多的內容）。我希望這本書能在這方面有所幫助。

我還要感謝與Jorgen V. Andersen的討論和合作，他現在是巴黎南特大學和法國尼斯大學的合作者，他現在正與我一起研究第五章中描述的泡沫和崩潰的模型的擴展。我還應該提到當時在加州大學洛杉磯分校安德森管理學院的Olivier Ledoit。第五章中描述的第一個理性泡沫和崩潰的模型在很大程度上得益於我們的討論和合作。其他親密的合作者，如加州大學洛杉磯分校的Simon Gluzman、Kayo Ide和Wei-Xing Zhou，正與我一起加入到金融市場和崩潰的建模研究中。我還必須特別提到德國科隆大學的Dietrich Stauffer，他作為幾個國際學術期刊的編輯，在幫助我們的標志性論文被審查和出版方面發揮了關鍵作用。Stauffer詼諧、簡明到極致、直截了當，並具有強烈的幽默感，他一直給予我們很大的支援和幫助。他也是第九章中描述的對日本日經股市的預測的獨立證人。

我還要感謝南加州大學的黃越強、加州大學洛杉磯分校的Per Jögi和Matt W. Lee、巴黎-Meudon天文台的Laurent Nottale、尼斯大學的Guy Ouillon，以及南加州大學的Hubert Saleur和Charlie Sammis，他們在對數週期性的理論和實踐方面進行了刺激性的交流和討論。我感謝莫斯科國際地震預測理論和數學地球物理研究所的Vladilen Pisarenko，他在統計測試的科學和藝術方面提供了很多建議和許多見解。我感謝俄克拉荷馬大學的Bill Megginson幫助我獲得了世界市場資本化的數據。阿姆斯特丹大學經濟和金融非線性動力學中心的Cars Hommes和英國牛津大學的Neil Johnson擔任了本書初版的裁判。我熱烈感謝他們的善意和建設性意見。我感謝Jorgen Andersen和Paul O'Brien對書稿的嚴格閱讀。2000年12月在舊金山舉行的美國地質學會會議上，我認識了普林斯頓大學出版社的執行編輯Joseph Wisnovsky。從一開始，他的熱情和支援就對這個項目的具體化起到了至關重要的幫助。周偉星在准備封面上的分形螺旋圖時提供了很多幫助，Beth Gallagher在修改手稿時進行了非常細致的工作，非常值得贊賞。

我感謝James S. McDonnell基金會2000年頒發的題為 "研究複雜系統 "的計劃。最後但同樣重要的是，我感謝法國國家科學研究中心（CNRS）自1981年以來的支援，它確保了我在法國和國外研究的完全自由。自1996年以來，加州大學洛杉磯分校的地球物理學和行星物理研究所以及地球和空間科學系提供了新的科學機會和合作以及支援。我希望我在研究過程中所享受到的快樂、興奮和驚奇，至少有一部分會被讀者分享。