混沌中的数学

2011-09-09 09:06:36

马克思曾经说过,一门学科,只有当它能够成功运用数学的时候,才有可能成为一门真正的科学。的确,数学总是以其简洁性,明确性走在所有科学的前列,任何学科都把能否能够成功运用数学作为自身是否成熟的标志。

然而,混沌的世界却不象以往的数学那么单纯。

在混沌的世界中,今天并不能预测明天,如果我们以简单的线性模式去理解世界,最终一定会被碰得头破血流。

股票市场充斥着无数的交易者,他们是各行各业的精英,整体上看,无论是处世能力,专业学历,还是智商情商,都显然要高于任何其他行业。但是,就是在这样的一个市场,却天天在上演着悲剧:每十个交易者当中,有九个处于亏损状态。

我想,交易者中一定有亏损累累的数学博士。

作为职业的交易员,除了算数比较快以外,我并不精通数学,甚至不懂高等数学(当年在大学学的内容,已经基本上还给老师了),但是这些并不妨碍我交易获利,保持良好的交易成绩。

混沌理论告诉我们:思维的方式要远比计算的方式重要。

本文主要阐述的是混沌理论中的数学部分,不需要高深的数学知识,或者说,我希望交易者能够理解的并不是数学公式,而是公式本身带给我们的启发。

本文同时是《混沌的启示》和《混沌理论在中国证券市场的应用》的姐妹篇。我试图通过这三篇文章,系统地解释混沌理论和混沌理论在中国证券市场的运用。

鉴于我对混沌理论的粗浅认识和理解,有不当之处,尚请读者多加批评指正。希望能够抛砖引玉,共同促进混沌理论在中国证券市场的推广和应用。

一:迭代

在中学课本中我们学过,一个一元函数,通常可以表示为:

Y=f(x)

这里X是自变量,Y是因变量。例如:

Y=3X+1,

如果X=1,那么Y=4;如果X=4,那么Y=13;总之,如果X被确定,那么相应的Y也被确定。

我们用一个抽象的符号F,来表示Y遵循X变化的因果关系。废话连篇的解释是:数字Y随数字X的变化而变化,Y由X来决定,决定的依据是“关系”F。

如果我们利用某个关系函数,比如Y=F(X),代入一个X算出一个Y,又将Y作为新的X再次计算下一个Y………如此不断,这种方法在数学上称为迭代,具体的表达式是:

Xn=F(Xn-1),n=1,2,3……..

通常,数学家们只研究[0,1]区间到[0,1]区间-------不仅Xn-1在[0,1]区间,而且Xn也在[0,1]区间-------的迭代,因为任何[a,b]区间到[a,b]区间的迭代,都可以通过“变量转换”-------将X’=(x-a)/(b-a)看成是迭代变量------转换成[0,1]区间到[0,1]区间的迭代。

[0,1]区间之所以受到非常重视,是因为[0,1]区间的每一个数字都具有“占

有多少的份额”的直观意义,比如0.3,就是30%。

看一个具体的迭代例子:Xn=Axn-1(1-Xn-1),其中A是常数。这是一个生态学的有关公式,表达的是某个物种的规模变化规律。

如果我们假设A=1.5,X是一个小于1的数字,比如0.1,那末数次迭代的数据是:

迭代次数 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,大约经过20次迭代以后,Xn稳定在1/3左右。

在证券市场,几乎每个人都知道费波那齐数列(FibonacciSeries),其实这也是一个经过迭代而产生的数列,不过稍微有些复杂,其表达式是:

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

整个数列是:2,3,5,8,13,21,34,55,89,144…………..即每一个数字为前面两个数字的和。

费波那齐数列有一个特性,那就是:如果我们把费波那齐数列中的每一个数字和随后的数字相比,就会得到一系列越来越接近无理数0.618………….的数字。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,我们也可以称费波那齐数列为一个等比数列,这个等比数列的公比q无限趋近于无理数0.618………….数学上称公比q向0.618……收敛--------当费波那齐数列中相比的数字逐步增大的时候,公比q一大一小地,向0.618………无限接近。

0.618…..,又称为黄金数字。据说,任何物体形状如何符合这个数字比例,会给人以美感和舒适感。这个数字还有其他一些特点,比如:1/0.618=1.618;0.618*0.618=0.382=1-0.618等等;在《混沌理论在中国证券市场的应用》一文中,我们会再次提到它。

在数学上,一个迭代的公式被看做是一个动力系统,点由于迭代而产生的变化和发展情况是动力系统研究的对象。同样,股票价格运动也是一个动力系统,其动力源泉是交易行为,或者说成交量,因此我们说,趋势(价格运动)是由一系列的交易迭代而形成的------在不同价格上的不同的成交量,就是数学中迭代的点,而价格运动本身就是迭代的结果。

事实上,在股票市场中,并没有严格意义上的数学迭代,或者说,没有数学意义上那么公式化的迭代,但是毫无疑问,今天所有的交易,都会被计算到以前所有的交易中,推动今后的价格的发展变化-------也就是说,被迭代了,只是在某一个周期,趋势可能符合某一个迭代公式,而在其他周期时,则符合其他的迭代公式。

作为非理论研究者,或许我们没有必要去寻找所谓的证券迭代通项公式,但是知道其数学原理却是应该的。

在《混沌的启示》中我们说过,证券市场是一个混沌的市场,想找出证券市场的迭代通项公式,绝非一件易事,如果有幸能够找到其中一个、两个,已经是非常难得了,何况,也许这个所谓的通项公式根本就不存在呢!

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