1 0
1 комментарий
333 посетителя

Блог пользователя Твоя Мама

Твоя Мама

Просто о финансах и фондовом рынке
1 – 2 из 21
Твоя Мама 28.03.2016, 11:18

ЗАДАЧА О КОТИРОВКЕ, КОТОРАЯ НИКОГДА НЕ ВЕРНЕТСЯ

Парадоксы, которые работают при случайном блуждании пьяного человека и при игре в казино, работают и на биржевом рынке. И зачастую работают неожиданным образом, разоряя незадачливых, а подчас и опытных трейдеров.

Большинство трейдеров знают важное правило биржевой игры: если ты купил акцию, а она подешевела, то не спеши её продавать. Скорее всего, она рано или поздно вернётся на былую позицию, да ещё и пойдёт вверх. Вопрос лишь в том, когда это произойдёт. Очень часто трейдер ждёт месяц, год, десять лет — а цена акции “на место” не возвращается. Вроде бы и фирма не банкрот, и кризисов особых нет — но котировка как когда-то просела, так и “толчётся” недалеко от цены покупки. И скачет по всякому, а возвращаться не хочет. Как будто специально, чтобы тебе “насолить”. Но злого умысла тут нет, а есть очередной парадокс теории игр.

Беспроигрышная игра с нулевой выгодой

Поставим следующую задачу. На бирже есть множество акций с разными ценами. За день цена каждой акции может равновероятно увеличиться или уменьшиться на доллар. Инвестор заходит на биржу раз в день. В первый день он покупает первую попавшуюся акцию в количестве 1000 штук. Затем он ждёт, когда цена акции поднимется на доллар. После этого он продаёт весь пакет акций (получив прибыль $1000) и тут же покупает какую-то новую акцию в том же количестве 1000 штук. Затем он ждёт их подорожания на доллар, тоже продаёт (вновь с прибылью $1000), и так далее.

Предположим, что ни одна фирма разориться не может, даже если цена акций отрицательна. Поэтому игра для инвестора беспроигрышна: при каждой сделке он лишь приобретает выгоду.

Зададим два вопроса.

  • Каким будет среднее время ожидания подорожания акции на доллар?
  • Каким будет средний доход инвестора?

Это новая формулировка всё той же задачи о случайном блуждании точки и времени её возврата к начальному значению (точнее — о пересечении начального значения). И мы знаем, чего здесь следует ожидать. Вновь приведём знакомые графики.

С вероятностью ½ пакет удастся выгодно перепродать уже на следующий день, с вероятностью ⅛ — через три дня, и так далее. Примерно в каждом десятом случае ожидание затянется на 100 дней, в каждом сотом — на 10 тысяч дней, в каждом тысячном — на миллион дней (три тысячи лет). При неограниченном времени игры среднее время ожидания будет стремиться к бесконечности, а средний доход — к нулю.

Хотя эта задача идеализирована, она даже в такой простой формулировке объясняет, почему описанная тактика биржевой игры — не панацея для неограниченного обогащения. Трейдеры знают, что описанная ситуация — это игра на заявке типа Take Profit: продать акцию, как только её цена на указанную величину превысит цену покупки. Эта тактика, действительно, почти беспроигрышна (если не учитывать комиссий), но в чистом виде толку от неё немного. Поэтому попробуем усложнить задачу. Быть может, некоторые новые условия позволят сделать игру выгодной?

Бесконечность можно убрать, а ноль и ныне там

Оставим условия задачи теми же, но введём одно дополнительное ограничение: если акции не подорожали на доллар за X дней, инвестор всё равно продаёт их, пусть и с убытком.

  • Каким будет средний доход инвестора?
  • При каком X игра наиболее выгодна?

Ограничение на время цикла купли-продажи “разрубает гордиев узел” бесконечных решений, но грозит убытком. Чего будет больше — прибылей или убытков?

Предположим, что инвестор решил отсечь лишь самые длинные “полёты”, установив X=100. Если котировка не вернулась к нужному значению за100 дней (3 месяца), то акция продаётся. Как уже известно из задачи о пьяницах, убыток, скорее всего, составит порядка $10000 (котировки будут находиться ниже начального значения на $10, и таких акций — 1000 штук). Вероятность такого события — примерно 1/10. В остальных 9 случаях инвестор получит выгоду по $1000 за сделку. Получается, что прибыли примерно равны убыткам, и игра не стоит свеч. Те же проблемы будут при любых больших X, когда доля слишком длинных полётов (полётов Леви) пропорциональна квадрату X. Но может быть, игра будет выгодной при малом X, когда степенной закон не работает?

Очевидно, что ставить X=1 нельзя, ибо тогда в одной половине случаев акции будут продаваться с выгодой $1000, а в другой половине — с таким же убытком. При X=3 выгодными будут ⅝ от всех сделок, а невыгодными — ⅜. Прибыль во всех выгодных сделках будет равна $1000. Две трети невыгодных сделок дадут убыток $1000, а одна треть — $3000. Средний выигрыш равен $(5*1000-2*1000-1*3000)/8=$0. И то же получается вообще при любом X.

Ограничить не время, а убытки?

Прочитав предыдущий раздел, практикующий трейдер скажет: наверное, неправильно ограничивать время блуждания котировки, когда можно напрямую ограничить убытки. То есть поставить заявку Stop Loss, которая продаёт акции, цена которых спустилась от начального значения на M долларов. Но степенные законы распределений коварны, и таким ограничением в нашей задаче всё равно нельзя добиться выгоды.

Если M=-1, то невыгодно будет продаваться каждый второй пакет акций — это нас не устраивает. При M=-2 ситуация сложнее. С вероятностью ½ инвестор получит выгоду $1000 уже в первый день, но с вероятностью ¼ он получит убыток $2000 во второй день. С вероятностью ⅛ он получит $1000 в третий день, но с вероятностью 1/16 получит убыток $2000 в четвёртый день. Сколько бы мы ни продолжали этот ряд, средний опять выигрыш равен 0. И то же будет при других значениях M. Убыток всегда пропорционален M, а вероятность этого убытка — обратно пропорциональна M. В сухом остатке, средний убыток равен средней прибыли.

Вовремя выйти из игры?

Предпримем последнюю попытку найти выгодную тактику в этой странной игре. Можно поверить, что при бесконечной игре средний выигрыш равен нулю. Ещё понятнее, почему невыгодна игра при “обрубании” полётов с явным убытком. Но почему бы не совершить, например, строго ограниченное число сделок за явно достаточный период времени? Например, 10 сделок за 10 лет. Не “обрубать” полёты котировок, а ждать, сколько потребуется.

На первый взгляд, на интервале в 10 лет должны почти гарантированно поместиться все сделки. Но оказывается, что даже при скромной цифре в 10 сделок это не совсем так. Вероятность, что хотя бы одна сделка продлится дольше 10 лет, составляет порядка десяти корней из 1/3650, то есть 0.1676. А это немало. Впрочем, едва ли затянувшаяся сделка будет в этой череде первой. Есть ненулевая (и весьма большая) вероятность, что инвестор всё же успеет совершить несколько сделок. И все они будут с положительной выгодой.

Значит, средний ожидаемый доход всё же положителен? Увы, в наши рассуждения вкралась ошибка. Мы не разобрались, что будет, если одна из позиций всё-таки осталась незакрытой. А это, фактически, означает долг. И если всё аккуратно вычислить, то вероятный размер этого долга составит ровно столько, сколько инвестор успел заработать. Точно как в случае, когда мы “обрубаем” затянувшийся возврат.

Итак, наши попытки найти заведомо выигрышную тактику в данной игре напоминают поиск “вечного двигателя” — попытку обмануть тот простой факт, что скачки котировок полностью случайны и движение вверх и вниз равновероятно. Это типичная игра с нулевой суммой.

Ближе к реальности

Теперь необходимо всерьёз поставить вопрос: какое отношение все эти рассуждения имеют к реальности? Задача о пьяницах была шуточной и содержала грубые упрощения. Задача о казино была уже более серьёзной, так как казино может строго задать даже самые вычурные правила. Но всё-таки она касалась игры. А когда мы рассуждаем о котировках, стоит вопрос о работе реального финансового мира, работе производств, распределении богатств и т. д. И если бы рынок действительно работал как описанный генератор случайных чисел, то играть на колебаниях цен было бы бессмысленно. Успешных профессиональных трейдеров не могло бы существовать. Все трейдеры были бы не более, чем игроками в казино.

Но реальная жизнь — это не идеальная математика и не казино. Вот лишь несколько отличий.

  • На реальном рынке не бывает бесконечных денег.
  • Реальные фирмы могут разоряться.
  • При реальной торговле брокер берёт за сделку комиссию
  • Реальные акции могут давать дивиденды.
  • Реальная статистика скачков цен не полностью случайна, ибо есть политика и многое другое.
  • На реальных котировках бывают не только долларовые скачки, а какие угодно.
  • На реальных котировках, помимо случайного движения, существуют циклы.

Некоторые из этих факторов (дивиденды, циклы, зависимость рынка от политики) облегчают жизнь трейдера. Но некоторые (комиссии, разорение фирм) — усложняют.

Главный проблемный факт, который есть не только в идеализированных моделях, но и в реальной торговле — это степенная статистика времён возврата цен на прежние позиции (и полёты Леви). Колебания на реальном рынке не совсем случайны, но если мы многократно отследим времена возврата котировок к начальному положению, мы получим знакомые нам графики, которые выглядят как прямые в дважды логарифмическом масштабе. Действительно, котировки чаще всего возвращаются через короткое время. Но если не возвращаются долго — то на них можно махнуть рукой.

Благодаря быстрым внутридневным циклам в течение дня цена акции может несколько раз вернуться на прежнее место. И этим активно пользуются так называемые скальперы: купил акцию по цене $50, через секунду она стала $49.99, а ещё через секунду — $50.01. Скальпер продал её и получил выгоду. Выгодный скальпинг возможен благодаря неполной случайности колебаний и наличию циклов. Но и здесь необходимо помнить о возможностях больших полётов. Если скальпер утратил внимание, а цена акции случайно просела на целый доллар (в 100 раз сильнее, чем он рассчитывал), то не стоит думать, что она вернётся через 100 секунд. Если тренд будет положителен, она вернётся через 10000 секунд, а если отрицателен — то может просесть на десятилетия и века. А для трейдера, который хочет заработать здесь и сейчас — это не слишком отличается от бесконечного времени возврата.

Не только в идеализированной задаче, но и на реальном рынке цена, далеко отошедшая от начального положения, может колебаться там сколько угодно. Её ничто не “тянет” обратно. Если говорить в математических терминах, в начальной точке нет никакого аттрактора, она ничем не лучше других. Есть вероятность, что котировка будет возвращаться бесконечно долго. И если при идеальном случайном блуждании вероятность этого бесконечно мала, то в реальном мире вероятность невозврата конечна, например, потому что фирма может обанкротиться.

0 0
Оставить комментарий
Твоя Мама 23.03.2016, 13:00

ЗАДАЧА ОБ ИГРОКЕ, КОТОРОГО НЕЛЬЗЯ ВЫГНАТЬ ИЗ КАЗИНО

Продолжаем публикацию цикла статей Виктора Аргонова о теории вероятностей и ее использованию в области финансов. Сегодня поговорим о казино и о том, почему богатые становятся еще богаче.

Задача о блуждании пьяницы возле бара - задача смешная и удобная для иллюстрации такой важной математической абстракции как случайное блуждание точки по прямой. Но с давних времён движение пьяных волновало людей меньше, чем движение капиталов. Именно финансовые задачи были исторически одними из первых в теории вероятностей. Например, в ещё 1650-х годах знаменитые учёные Блез Паскаль и Христиан Гюйгенс начали исследовать так называемую задачу о разорении игроков. Она имеет много разных формулировок, но мы сосредоточимся на одной из них - особенно парадоксальной.

Игрок покупает у казино M фишек, каждая из которых стоит доллар (деньги, заплаченные за фишки - его плата за участие в игре). Раз в минуту крупье бросает монету. Когда она падает решкой, он забирает одну из фишек игрока. Когда орлом - даёт игроку дополнительную фишку. Число фишек у казино не ограничено, так что разориться казино не может. Зато игрок - может. Игра идёт до тех пор, пока игрок не потратит все фишки. Таким образом, выиграть деньги он не может. Это игра “в одни ворота”. Но пока она идёт, игрок имеет право бесплатно пить, есть, общаться с другими игроками и как-то иначе развлекаться за счёт казино (ему не обязательно присутствовать рядом с крупье, который всё делает честно).

Зададим четыре вопроса.

  • Какова вероятность разорения игрока после N ходов?
  • Каким будет медианное время игры?
  • Каким будет среднее время игры?
  • Стоит ли на практике играть в такую игру и за какую “входную плату”?

Эта задача почти совпадает с прошлой задачей о пьяницах. Один бросок монеты аналогичен одному шагу. Увеличение или уменьшение числа фишек аналогично движению взад и вперёд. А разорение аналогично возвращению в бар. Поэтому вероятность разорения игрока падает с ростом N по такому же степенному закону, как и вероятность возврата пьяницы. Здесь тоже будут аномально затянувшиеся партии (полёты Леви), из-за которых среднее время разорения игрока бесконечно. Единственное отличие состоит в том, что игрок стартует не с нуля фишек, а с M. Поэтому медианное время игры теперь другое: оно примерно пропорционально M в квадрате.

Что это значит на практике?

10000 нищих разоряют казино

Для начала рассмотрим простейший случай: M=1. В казино заходит нищий с 1 долларом. Теперь задача максимально близка к задаче о пьяницах. Медианное время составит лишь 1 ход (с вероятностью ½ на первом же ходе игрок получит решку). Но среднее ожидаемое время игры, согласно формулам, равно бесконечности. Чем это грозит для казино?

Если в казино придёт не один и не два нищих, а 100, 1000 и больше, то примерно половина из них “отсекутся” на первом ходу, но среди оставшихся найдутся “удачливые”, которые представляют для казино немалую угрозу. Подобно тому, как раньше среди пьяниц оказывался некий процент “авантюристов”, которые надолго уходили от бара, так и теперь среди игроков есть некий процент “удачливых”, игра которых может затянуться на сутки, месяцы и годы (длинные полёты Леви).

Число “удачливых” будет примерно таким же, как и число “авантюристов” в задаче о пьяницах. Достаточно взглянуть на графики. С увеличением N доля игроков, оставшихся в казино, обратно пропорциональна корню из N. Каждый десятый игрок остаётся в игре примерно до сотого хода, каждый сотый - до десятитысячного, а каждый тысячный - до миллионного!

Это значит, что если в казино придёт 1000 нищих с 1 долларом, то из них 1-2 человека “поселятся” в казино на несколько лет! А если придёт 10000 нищих, то среди них может найтись человек, который получит право на сотни лет бесплатных развлечений! И это при том, что для большинства остальных участников игра по-прежнему продлится порядка минуты.

Эта задача наглядно показывает, насколько осторожно надо себя вести организаторам азартных игр. Далеко не всегда прибыли и убытки можно оценить “на глазок”. Если задача о блуждании пьяниц была шуточной, то в казино действительно можно реализовать игру строго по таким правилам, без отклонений от математической модели. И будто бы пустяковая игра, в которой все козыри на стороне казино, может легко разорить его.

Один игрок с 10 000 долларов разоряет казино

При M>1 ситуация для казино может оказаться ещё хуже: теперь игрокам даже не потребуется большого числа партий.

Медианное время игры равно M в квадрате. То есть оно зависит от начального капитала игрока так же, как и время игры самого удачливого нищего - от числа нищих (и их суммарного капитала). И это не просто совпадение, здесь есть глубинная связь, о которой мы поговорим ниже. Но сначала оценим прогнозы для игры при разных M.

Если в казино придут два друга и каждый поставит по 10 долларов, то хотя бы один из них, скорее всего, “погуляет” за счёт казино более полутора часов (медианное время игры - 100 минут). А если поставят по 100 долларов - то оба с высокой вероятностью смогут круглые сутки развлекаться примерно месяц. 10000 же долларов будет достаточно, чтобы “поселиться” казино на сотни лет (!).

Стартовый капитал имеет значение

Нетрудно понять, почему результаты “удачливых” нищих так похожи на результаты людей, которые изначально пришли с деньгами. “Удачливые” - это те, кому на каком-то этапе игры удалось благодаря случайным орлам “сколотить” капитал, который в дальнейшем трудно разорить. Чем выше человек поднялся на случайных орлах, тем труднее его “спустить обратно на землю”. Непропорционально труднее.

Вспомним, что в задаче о пьяницах среднее отклонение траектории от начального положения пропорционально корню из её продолжительности. Пьяница, который сделал 100 шагов, скорее всего, находится где-то в 10 шагах от бара. А тот, кто сделал 10000 шагов - в 100 шагах. Верно и обратное: если пьяница находится в 10 шагах от бара, то, чтобы вернутся в бар, ему потребуется порядка 100 шагов (таким будет медианное время возврата). А если находится в 100 шагах - то 10000 шагов. Аналогично, если в ходе игры нищему посчастливилось “поймать” на 9 орлов больше, чем решек (и получить 10 фишек), то его дальнейшая игра не будет отличаться от игры того, кто сразу купил 10 фишек. Для обоих медианное время игры составит 100 минут. А тот, кто случайно взял 100 фишек, дальше будет играть порядка 10000 минут.

Этот вывод из теории игр имеет далеко идущие последствия. Он объясняет экономическое неравенство в человеческом обществе и говорит, как важен “запас прочности” компаниям. Компания или отдельный богач, однажды сколотившие большой капитал, зачастую могут сохранять его столетиями, тогда как мелкие стартапы появляются и исчезают с огромной скоростью. И эти рассуждения имеют непосредственное отношение к динамике котировок акций, о которой мы расскажем в следующей части.

0 0
1 комментарий
1 – 2 из 21