混沌中的數學

2011-09-09 09:06:36

馬克思曾經說過,一門學科,只有當它能夠成功運用數學的時候,才有可能成為一門真正的科學。的確,數學總是以其簡潔性,明確性走在所有科學的前列,任何學科都把能否能夠成功運用數學作為自身是否成熟的標志。

然而,混沌的世界卻不象以往的數學那麼單純。

在混沌的世界中,今天並不能預測明天,如果我們以簡單的線性模式去理解世界,最終一定會被碰得頭破血流。

股票市場充斥著無數的交易者,他們是各行各業的精英,整體上看,無論是處世能力,專業學歷,還是智商情商,都顯然要高於任何其他行業。但是,就是在這樣的一個市場,卻天天在上演著悲劇:每十個交易者當中,有九個處於虧損狀態。

我想,交易者中一定有虧損累累的數學博士。

作為職業的交易員,除了算數比較快以外,我並不精通數學,甚至不懂高等數學(當年在大學學的内容,已經基本上還給老師了),但是這些並不妨礙我交易獲利,保持良好的交易成績。

混沌理論告訴我們:思維的方式要遠比計算的方式重要。

本文主要闡述的是混沌理論中的數學部分,不需要高深的數學知識,或者說,我希望交易者能夠理解的並不是數學公式,而是公式本身帶給我們的啟發。

本文同時是《混沌的啟示》和《混沌理論在中國證券市場的應用》的姐妹篇。我試圖通過這三篇文章,系統地解釋混沌理論和混沌理論在中國證券市場的運用。

鑒於我對混沌理論的粗淺認識和理解,有不當之處,尚請讀者多加批評指正。希望能夠抛磚引玉,共同促進混沌理論在中國證券市場的推廣和應用。

一:叠代

在中學課本中我們學過,一個一元函數,通常可以表示為:

Y=f(x)

這裡X是自變量,Y是因變量。例如:

Y=3X+1,

如果X=1,那麼Y=4;如果X=4,那麼Y=13;總之,如果X被確定,那麼相應的Y也被確定。

我們用一個抽象的符號F,來表示Y遵循X變化的因果關系。廢話連篇的解釋是:數字Y隨數字X的變化而變化,Y由X來決定,決定的依據是“關系”F。

如果我們利用某個關系函數,比如Y=F(X),代入一個X算出一個Y,又將Y作為新的X再次計算下一個Y………如此不斷,這種方法在數學上稱為叠代,具體的表達式是:

Xn=F(Xn-1),n=1,2,3……..

通常,數學家們只研究[0,1]區間到[0,1]區間-------不僅Xn-1在[0,1]區間,而且Xn也在[0,1]區間-------的叠代,因為任何[a,b]區間到[a,b]區間的叠代,都可以通過“變量轉換”-------將X’=(x-a)/(b-a)看成是叠代變量------轉換成[0,1]區間到[0,1]區間的叠代。

[0,1]區間之所以受到非常重視,是因為[0,1]區間的每一個數字都具有“占

有多少的份額”的直觀意義,比如0.3,就是30%。

看一個具體的叠代例子:Xn=Axn-1(1-Xn-1),其中A是常數。這是一個生態學的有關公式,表達的是某個物種的規模變化規律。

如果我們假設A=1.5,X是一個小於1的數字,比如0.1,那末數次叠代的數據是:

叠代次數 Xn-1 Xn

1 0.1 0.135

2 0.135 0.175

3 0.175 0.217

4 0.217 0.225

5 0.225 0.285

6 0.285 0.305

7 0.305 0.318

8 0.318 0.325

…………………………….

……………………………..

20 0.333 0.333

可以看到,大約經過20次叠代以後,Xn穩定在1/3左右。

在證券市場,幾乎每個人都知道費波那齊數列(FibonacciSeries),其實這也是一個經過叠代而產生的數列,不過稍微有些複雜,其表達式是:

Xn+2=Xn+Xn+1,n=2,3;

整個數列是:2,3,5,8,13,21,34,55,89,144…………..即每一個數字為前面兩個數字的和。

費波那齊數列有一個特性,那就是:如果我們把費波那齊數列中的每一個數字和隨後的數字相比,就會得到一系列越來越接近無理數0.618………….的數字。比如:

2/3=0.66666…..

3/5=0.6

5/8=0.625

8/13=0.6154

…………….

55/89=0.61798

89/144=0.61805

……………….

因此,我們也可以稱費波那齊數列為一個等比數列,這個等比數列的公比q無限趨近於無理數0.618………….數學上稱公比q向0.618……收斂--------當費波那齊數列中相比的數字逐步增大的時候,公比q一大一小地,向0.618………無限接近。

0.618…..,又稱為黃金數字。據說,任何物體形狀如何符合這個數字比例,會給人以美感和舒適感。這個數字還有其他一些特點,比如:1/0.618=1.618;0.618*0.618=0.382=1-0.618等等;在《混沌理論在中國證券市場的應用》一文中,我們會再次提到它。

在數學上,一個叠代的公式被看做是一個動力系統,點由於叠代而產生的變化和發展情況是動力系統研究的對象。同樣,股票價格運動也是一個動力系統,其動力源泉是交易行為,或者說成交量,因此我們說,趨勢(價格運動)是由一系列的交易叠代而形成的------在不同價格上的不同的成交量,就是數學中叠代的點,而價格運動本身就是叠代的結果。

事實上,在股票市場中,並沒有嚴格意義上的數學叠代,或者說,沒有數學意義上那麼公式化的叠代,但是毫無疑問,今天所有的交易,都會被計算到以前所有的交易中,推動今後的價格的發展變化-------也就是說,被叠代了,只是在某一個週期,趨勢可能符合某一個叠代公式,而在其他週期時,則符合其他的叠代公式。

作為非理論研究者,或許我們沒有必要去尋找所謂的證券叠代通項公式,但是知道其數學原理卻是應該的。

在《混沌的啟示》中我們說過,證券市場是一個混沌的市場,想找出證券市場的叠代通項公式,絕非一件易事,如果有幸能夠找到其中一個、兩個,已經是非常難得了,何況,也許這個所謂的通項公式根本就不存在呢!

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