第一章金融工程导论

《金融工程》

湖北工业大学经济与政法学院

主讲人王进

联系方式：E-mail:whwangjin@

2023/2/31教材与参考资料教材：

郑振龙,陈蓉主编，2008,《金融工程》，高等教育出版社主要参考书籍：JohnHull,Option,2000,FuturesandOtherDerivatives,PrenticeHall,4thed.约翰马歇尔等，1998,《金融工程》,清华大学出版社.宋逢明，1999,《金融工程原理》,清华大学出版社.罗伯特C默顿等，2001,《金融工程案例》,东北财经大学出版社.陈松男《金融工程学》复旦大学出版社《金融工程学》格利茨著唐旭译2023/2/32第一讲金融工程导论一、金融工程导论1.金融工程定义2.金融工程与金融风险管理3.金融工程与金融学科发展4.金融工程与金融效率5.金融产品的定价二、中国金融工程发展条件和障碍1.金融市场发展状况（基础条件)2.金融市场需求与供给(动力机制）3.金融人才储备状况（传导机制）2023/2/331.金融工程内涵（定义）金融工程(FinancialEngineering)定义

1988年，美国金融学教授费纳蒂(Finnerty)首次给出了金融工程的正式定义，即“金融工程包括新型金融工具与方法的设计、开发与实施以及为金融问题提供创造性的解决办法.金融工程应用于三大领域：

一是新型金融工具的设计与开发；二是新型金融手段和设施的开发。其目的是为了降低交易成本，提高运作效率，挖掘盈利潜力和规避金融管制；三是为了解决某些金融问题，或实现特定财务经营目标制定出创造性的解决方案。2023/2/34金融工程产生和发展的背景一、全球经济环境的变化金融工程产生的全球经济背景主要有三个方面：第二世界大战后国际资本的流动及欧洲货币市场的建立和发展；70年代世界“石油危机”以及由此产生的“石油美元”的回流；80年代债务危机的爆发和影响。

二、金融创新的影响利率自由化、信贷市场证券化和国际化、金融业务综合化和自由化是20世纪80年代以来金融自由化的重要内容。金融自由化的纵深发展成为金融创新活动的直接导火索。按照熊彼特的“创新理论”，金融创新的突出表现是金融产品的创新。尤其旨在规避各类价格(物价、利率、汇率、股价等)风险、提高流动性的衍生金融产品的问世特别引人注目。三、信息技术进步的影响信息技术的进步为金融工程的发展提供了技术支持、物质条件、研究手段和新的发展空间。

四、市场追求效率的结果除了外部环境的因素外，金融工程的产生是是金融市场交易者追求效率的结果。在本质上反映了市场追求效率的内在要求。反过来，金融工程的广泛应用又切实提高了金融市场的效率。

2023/2/35焦点：收益性、安全性、流动性按照诺贝尔经济学奖得主罗伯特.默顿（RobertMerton)的观点，现代金融理论有三大支柱：资金的时间价值、资产定价和风险管理。金融工程的活动也同样依靠这三大支柱的支撑。从微观层次讲，金融问题可以概括为三性：收益性、安全性、流动性。这三性均有价值，创造这三性，就意味着创造价值。由此可以证明，金融是可以创造价值的部门。金融工程的目标就是通过这三性的创造、重组，来创造价值或提高效用。金融工程就象玩积木一样。我们可以把若干现有的金融产品组成一个新的金融产品,也可把一个现有的金融产品分解成若干金融产品。2023/2/36金融工程的核心思想同样的东西因人、因时、因地，其价值是不同的。这种东西包括好东西和坏东西。好东西如：金钱、权利、地位、生命、健康、家庭、灵活（流动性）、好地段（房地产）等等；坏东西如风险、噪音、污染等等。同样的东西只要在不同的眼里价值不同，就存在交换的基础。广义的金融工程就是运用各种技术和手段来促成这种交换的实现。2023/2/371＋1＝？在数学家和金融工程师眼里，1＋1＝2。在人们眼里1＋1常常不等于2。2023/2/38请在下列两种前景中选择你喜欢的：

A=(2500,0.33);B=(2400,0.34)。

C=(2500,0.33；2400,0.66);

D=(2400,1)。令E＝（2400，0.66）C=A+ED=B+E2023/2/39结论当整体大于部分之和时，就组合；当整体小于部分之和时，就分拆。2023/2/310金融工程的基本工具（1）金融工程有两大基本工具：数学和计算机通过数学工具，我们可以找出各种金融变量之间的相互关系，从而为金融工程师拆分和组合新的金融产品奠定基础。事实上，在金融领域，每个数学等式都意味着一种拆分或组合方案。如CPP等式：

c+Xe-rT=p+S

它意味着借钱买股票再买进看跌期权保护，就相当于买进看涨期权；也意味着卖空股票，将所得的收益购买短期国债，并买进看涨期权保护，就相当于买进看跌期权；还意味着借钱买股票相当于买进看涨期权同时卖出看跌期权。2023/2/311金融工程的基本工具（2）通过计算机，我们则将我们的研究成果立即运用于实践。如二叉数定价模型。2023/2/312金融工程的主要用途新产品和业务的设计和创新及其定价——相当于保险精算，其基本工具是资产定价、盈亏分布的分析、风险对冲的情况分析、保值成本的计算。套利在考虑了交易成本和税收之后，只要现实的价格不符合资产定价公式的，就存在无风险套利机会。套利一定要通过计算机自动进行。套期保值和风险管理根据高风险、高预期收益原则，套期保值的目标是使风险降幅大于预期收益率应有的降幅。风险管理的目标是使风险水平降到可以承受的水平。投机2023/2/313衍生金融工具与金融工程远期、期货、期权和互换是主要的衍生金融工具，它们既是金融工程的成果，又是金融工程的工具。换句话说，任何衍生金融工具都可分解成一系列其它衍生金融工具，而几种衍生金融工具又可组合成新的更复杂的衍生金融工具。2023/2/3142.金融工程与风险管理管理（1）金融工程产生的主要动因就是满足日益增长的风险管理需要。有效的风险管理活动，是要确保企业未来现金流量的稳定，而金融工程则拓展了人们进行风险管理的新思维，大大减少了风险管理成本，提高风险管理的效率。

三种传统风险管理手段的不足：

在金融工程出现之前，主要有三种风险管理手段：一是资产负债管理；二是保险；三是证券组合投资。这三种方法仅是表内控制法（on－balance—sheettransaction，是指公司在资产负债表具体项目基础上，通过调整公司基础业务中的资产与负债的不同组合方式来消除市场金融风险）A.资产负债管理法。从总体上来说，这种风险管理方式要求对资产负债业务进行重新调整，所以存在明显的弱点，这表现为：1)耗用的资金量大；2）交易成本高；3）会带来信用风险；4）调整有时滞。B.保险。保险可保的是部分有形的风险（此类风险在本质上属于非系统性风险），而对于股票买卖、债券买卖、期货交易等金融交易的无形风险而言，由于属于投机性风险，其盈利过程体现在简单而又复杂的持有和转让过程中，属于不可保的范围（不过，现代保险的内涵和外延正发生着质的变化，注意这一点十分重要)。C.证券组合投资。一方面是模型本身有缺陷，如假设前提不符合现实（投资者并不全是风险的厌恶者，他们对于获取非零的利润并不满足，而甘冒一定风险获取较高利润）、模型计算比较困难，数据难以获取等；另一方面则因为证券组合投资本身只能有效降低非系统性风险，对于系统性风险却无能为力。2023/2/315金融工程与风险管理管理（2）金融工程的比较优势：－－金融工程对风险管理采用的是表外控制法（of－balance一sheettransaction），即是利用金融市场上各种套期保值工具来达到风险规避的目的、由于此类交易不涉及资产负债表上的所有项目，不改变基础业务资产负债的平衡，一般也不在资产负债表上显示出来，故称为表外业务。1．更高的准确性和时效性。衍生工具避险的一个重要内在机理就是我们在定义中所言明的衍生性，其价格受制于基础工具的变动，而且这种变动趋势有明显的规律性。2．成本优势。这与衍生交易的高杠杆性具有密切的关系。衍生工具操作时多采用财务杠杆方式（financialleverage），即付出少量资金可以控制大额的交易，一定时期后的平仓也只是进行差额结算，动用的资金很少，可大大节约公司套期保值的成本。对于场内交易的衍生工具来说，差额结算，运用的资金很少，可大大节约公司套期保值的成本。对于场内交易的衍生工具来说，由于创设了一个风险转移市场，可以集中处理风险，这会大大降低寻找交易对手的信息成本，而交易的标准化和集中性又大大降低了交易成本。3.更大的灵活性。场内的衍生交易头寸可以方便地由交易者随时根据需要抛补，期权的购买者更获得了履约与否的权利。场外交易则多是为投资者“量身订造”的。而且，以金融工程工具为素材，投资银行家可随时根据客户需要创设金融产品，这种灵活性是传统金融工具无法相比的。

2023/2/3163.金融工程与金融学科的发展金融学科的发展历程:描述型金融学分析型金融学金融工程学金融行为学

定性分析定性分析+定量分析创造性+工程化金融学+行为学

金融伦理(可持续发展)金融技术含量金融心理/习惯2023/2/317附1.金融工程与现代金融学的发展现代金融学的基本结构框架2023/2/318附3.微观金融学的发展简史2023/2/3192023/2/320金融理论的发展是金融工程发展的理论基础。－－华尔街的几次革命实现了金融理论的突破。

20世纪50－60年代马柯威兹的投资组合理论开金融投资定量分析先河，CAPM理论的形成是金融理论的质的飞跃。１９７２年１２月米尔顿·弗里德曼的题为《货币需要期货市场》的论文，为货币期货的产生奠定了理论基础；费金·布莱克和马龙·肖在１９７３年提出的期权定价模型，使当年的期权交易所得以成立。20世纪８０年代达莱尔·达菲等人在不完全资产市场一般均衡理论方面的经济学研究从理论上论证了金融工程对社会资源配置效率提高的重大意义。20世纪９０年代的各种金融工程理论，如资产定价模型、风险模型更是得到空前发展，客观适用性和精确性也大大提高。金融工程得以迅速发展。20世纪末期的金融行为学及其定价理论形式上是对金融工程学的革命，实质上是对金融工程的修正和完善。

2023/2/321技术进步及其向金融领域的渗透，给金融工程的发展提供了巨大的技术支持。

计算机与通讯技术的飞速发展使金融变量变动加快、风险增加，对金融工程的需求也随之增加，而且加上以人工智能力代表的复杂计算能力的增强，使许多需要高精技术的金融创新成为运用的可能；许多理论模型获得了实际运用的条件，并能够模拟检验，从供给方面给予金融工程发展的技术支持。2023/2/322金融工程是在市场经济条件下，市场不断追求更高的金融效率的产物。与此同时，金融工程又直接促进了金融效率的全面提高。

金融工程的产生与发展受到多种因素的推动，主要是四个方面：经济、金融环境的转变经济主体内在需求的变化金融理论的发展技术的进步及向金融领域的渗透而从深层次上看，这四方面都从本质上反映了市场追求高效率的内在要求。2023/2/323金融工程产生的内在本质动因：－－经济主体在激烈竞争中对金融资产流动性和盈利性需求的加大，是金融工程产生与发展的内在动因。传统金融工具和方法在收益性、流动性上存在矛盾，但现实的金融企业和非金融企业却有着以最小的成本（包括风险成本、流动性成本）换取最大收益的本能要求，因而对低成本、多样化融资方式需求增加。金融工程顺应这种需求创新出了一系列金融产品，或增加流动性、或风险管理、或增加收益性、或降低企业所有者将资产委托给经营者的代理成本（ＡｇｅｎｃｙＣｏｓｔ）。其中风险管理要求，即通过降低交易成本增强多样性从而提高金融市场的运作效率，是金融工程发展的本质动因。2023/2/3244.金融工程与金融效率提高金融效率是金融工程产生和发展的最根本推动力。---金融工程是金融业追求利润最大化、不断提高自身效率的结果。但金融工程在飞速发展的同时也对全球金融体系产生了深远的影响，在相当大的程度上推动了金融效率的提高：金融工程提高了金融机构的经营效率与功能实现；金融工程提高了金融市场的效率；金融工程提高了金融宏观调控的效率。2023/2/3255.金融工具的定价方法绝对定价法：根据金融工具未来现金流的特征，运用恰当的贴现率将这些现金流贴现成现值，该现值就是绝对定价法要求的价格。股票和债券定价大多使用绝对定价法。优点：比较直观，易于理解缺点：金融工具（特别是股票）未来的现金流难以确定；恰当的贴现率难以确定，它既取决于金融工具风险的大小，还取决于人们的风险偏好，而后者很难衡量。相对定价法：利用基础产品价格（外生给定）与衍生产品价格之间的内在关系，直接根据基础产品价格求出衍生产品价格。优点：在定价公式中没有风险偏好等主观的变量，因此比较容易测度非常贴近市场，寻找套利机会。2023/2/326衍生金融产品定价的基本假设市场不存在摩擦：无交易成本、无保证金、无卖空限制市场参与者不承担对手风险：无信用风险市场是完全竞争的：价格的接受者（规模大、品种多的市场）市场参与者厌恶风险，且希望财富越多越好市场不存在套利机会。（最重要的假设之一）2023/2/327二、中国金融工程发展的条件和障碍1.金融市场发展状况（基础条件)2.金融市场需求与供给(动力机制）3.金融人才储备状况（传导机制）2023/2/3281.引入金融工程的条件---20多年来，中国金融业走过了由依附发展和金融抑制到逐渐形成金融体系和加快金融深化的过程，这无疑得益于中国的后发优势。由于发展金融工程可能是中国实现金融赶超甚至经济赶超的重大机遇，这种独特的战略位置要求中国必须将金融工程的发展提到应有的独特地位。发展金融工程需要在消除金融抑制，推动金融自由化的背景下进行，可从金融自由化的角度探讨一下发展金融工程的条件。弗赖（Fry，1997）概括了以下五个方面金融自由化改革的先决条件：1）适度慎重的银行规章及监管制度（隐含银行会计制度及法律基础的最低要求）；2）适度的价格稳定性；3）严肃的财经纪律；4）商业银行的利润最大化及竞争行为；5）对金融中介行为不构成显性或隐性的、歧视的税收制度。中国市场经济体系基本建立,金融市场(尤其是资本市场)有了一定的发展,为金融工程创造了基础.2023/2/3292.金融工程大发展的障碍

真正的市场价格尚未形成；真正的市场主体的缺失：

－－中国当前发展衍生工具主要有两方面的制约因素：一是缺乏真正的市场均衡价格；二是缺乏真正需要规避风险的经营主体。前者是说真正市场化利率。汇率、证券行市以及商品价格的缺失，使衍生工具的发展没有一个健康完善的基础市场作背景，会使衍生交易失去存在和发展的前提；后者是说，真正按市场规则行事的交易者的缺失，会使衍生交易变成赌博，而且这些赌博者只负赢不负亏，其发展会加重经济甚至整个社会机体的疾患。这两个前提条件的缺失是制约中国金融工程发展的最主要的因素。

制度因素仍是金融风险的主要产生原因和防范风险的根本所在。金融业的发展水平还相当滞后，健全的金融运行机制尚未建立。2023/2/330三、次级贷款危机2023/2/331美国政府一直十分重视居民的住房问题。上个世纪30年代以来通过了一系列住房法案。《1977年社区再投资法案》、《1978平等信贷机会法》鼓励银行向低收入家庭和低收入社区提供住房贷款。要求贷款机构不能因借款人种族、肤色、年龄、性别、宗教信仰、有任何信贷歧视。联邦住房局（FHA）也一贯奉行为第一次购房的中低收入家庭提供购房抵押贷款违约保险。在抵押贷款二级市场上，依据《1992年联邦住宅企业金融安全和健全法》，政府发起设立的“两房”（“房利美”和“房地美”）公司承担为政府住房政策目标服务的责任：法案规定：“两房”每年购买的抵押贷款中，中低收入水平和少数居民聚集地区的贷款应占一定的比率。这使得“两房”不得不加快收购次级抵押贷款的步伐，并以此为基础发行更多的次级抵押贷款证券。1、住房问题一直是美国社会经济政策的核心2023/2/332美国一系列宏观调控措施促使次贷市场快速发展“网络泡沫”破灭后，寻找新的经济增长点美国政府大力推动次级抵押贷款市场金融管制法规限制的突破各方市场参与主体促使美国次贷市场快速发展借款人的现实需要；贷款人的投资需求中介机构的利益驱动（投资银行、评级机构）1994年美国的次级贷款发放量只有350亿美元，仅占当年住房抵押贷款发放的4%。随着2001年美国房地产市场的迅速升温，次级抵押贷款也随之迅速增长，2005年最高，占当年房地产抵押贷款发放量的21%。到2007年三季度时，全美国次级抵押贷款余额已达到1.3万亿美元，占美国所有住房抵押贷款余额的14%左右。2、“次级贷款”机制剖析2023/2/333次贷及其特点

消费者信用评分低于620分首付低于20%收入证明缺失、负债较重每月还款在收入中的比例较高或纪录欠佳多为浮动利率贷款，或只支付利息2023/2/3342023/2/335次贷是一种高风险资产当政府开始鼓吹“给低收入者提供住房机会”时，作为独立经营的商业性金融机构——银行机构、抵押贷款公司、储贷协会——便开始放松信贷条件。这时，银行并没有象以往那样关注贷款人的第一还款来源（收入来源和稳定状况），从而铸就第一道防线，而是更多地关注第二还款来源（即房屋价格是否上涨，以便贷款不能归还时出售还贷）。当房地产市场保持价升量增态势时,第二还款来源固然可以保障，但若出现相反情况，全部风险便暴露无疑，且缺乏有效的抵御手段。次贷的风险，出自其放弃了防范风险的第一道防线，而完全依赖于第二道防线。第二道防线高度依赖于房地产市场的运行。而房地产市场虽然从长期趋势来说是上升的，但在上升的总趋势中存在着涨跌的周期性，却常常被人们忽视。2023/2/336次贷及其衍生产品使得大量机构卷入基于次贷这种基础性资产，一系列衍生品产生出来抵押贷款公司热情地参与到这场活动中来，它们放松风险评估条件，大量购买次级抵押贷款，并将其证券化出售。信用评级机构也对次贷证券给予了过高的信用等级评定。各种保险和担保机构也参与其间。广大的金融市场其他参与者在缺乏信息的情况，不可能对次贷债券进行合理的风险评估。投资者根据评级标准大量购买次贷债券，使得次贷债券的流动性较高，债券发行更加便利；反转来，次级抵押贷款因而更开展的如火如荼。2023/2/3373、次级贷款证券运行框架发行收入抵押住房委托关系现金流债务人次级贷款发放人投资者投资银行特殊目的机构（SPV）支付价款支付价款发行次贷债券销售次贷债券出售次贷组合发放贷款其他主要参与者服务人(常由发放人承担)信用评级机构信用增级机构受托管理人现金流担保信用评级2023/2/338债务转移、风险传递链2023/2/339MBS-结构化证券结构化证券：根据投资者对收益、风险和期限等的不同偏好，对MBS进行多种形式的分层（如优先级、次级和剩余权益）。抵押贷款产生的现金流重新组合后偿付证券投资者。典型的结构化证券贷款池A贷款池B贷款池C信托帐户优先级证券次级证券Z级证券按优先顺序回收现金流对现金流进行重新组合2023/2/340债务抵押证券（CDO）抵押债务凭证(CDOs)，包括CLO及CBO两种。是通过购买某种证券池，并以该证券池内的资产和未来现金流为抵押品而发行的一种权益产品。2023/2/341CDS甲方：CDS买方乙方：CDS卖方丙方：公司债券或MBS\ABS债券每3个月支付一次固定保险费一旦违约，支付信用损失本金和利息组合风险头寸信贷违约掉期(CDS)是交易双方的一种信用衍生品或协议，一方定期付款给另一方，并在第三方违约的情况下取得付款的承诺。具体来说，甲方获得信贷保护——一种保险，是所谓的“买方”；乙方提供信贷保护，是所谓的“卖方”；丙方，可能会破产或者违约，称为“信用连接机构”(referenceentity)。

信贷违约掉期类似一种保单，债务所有者可以使用它对冲或保险另一债务违约情况。但由于没有实际持有资产或遭受损失的要求，信贷违约掉期也可用作投机。

2023/2/342一旦违约发生，便会触发恶性循环2006年，在当年发行的2.05万亿美元的住房抵押贷款证券中，次级抵押贷款证券占据了21.9%。过度的繁荣，酝酿着巨大的风暴。事实上，2004年的储贷协会危机，已预示风暴即将到来。一旦次级抵押贷款出现违约，次贷债券的评级和价值迅速下降，次级抵押贷款的发放也成为了问题。由于信息不对称，市场对证券化产品不甚熟悉，更是恐慌性地抛售手中的债券。反转来，金融市场的危机开始对房地产市场形成极大的负面影响，房价出现回落，这就使得不能还款的次级抵押贷款者失去了最后一根救命稻草，银行也随即被卷入了危机的漩涡中。这是一个恶性循环的过程（金融技术或是金融体制问题？）2023/2/343次贷危机引发经济衰退2023/2/344次贷危机警示房地产市场泡沫和金融市场泡沫互动，导致次贷危机升级；次贷产品自身缺陷和操作漏洞是内因，金融政策失调是外因；信用评级失实、衍生产品无度、交易监管错位、风险预警失灵。“次贷事件”再一次说明，金融危机总是在最薄弱的环节爆发。“次贷危机”反映了华尔街的堕落贪婪就是次贷危机根本性的原因。华尔街的对冲基金和其他机构，一直在寻找能让它们获取超额金融投资回报的“金融秘笈”。贪婪折射出领导力的溃败。今天大赚其钱便对风险视而不见，无疑就是领导力缺失的表现。2023/2/345四、危机引发的思考

2023/2/346

我们正站在新的历史起点上，需要规划进一步改革的方向。无论我们是否意识到，在规划我国金融改革和金融创新的方向时，我们或明或暗地都会有一个蓝本，长期以来，这个蓝本就是美国的实践。与此相关联，我们也会有一些理论上的参考，这些理论大都是基于美国的实践。但是，自次贷危机在美国爆发并演化为震撼世界的“金融海啸”以来，这些观念受到严重挑战。那里曾经让我们觉得已经是非常完备的体系，瞬时间变得七零八落；很多曾经被奉为金科玉律的规则、做法、惯例，瞬时间就成为必须被抛弃的东西。美国的事态还在展开过程之中，现在还不是做结论的时候。但是，有一些经验和教训已经初显端倪。在规划未来我国金融改革和发展的战略时，必须记取这些经验和教训。危机教训2023/2/347金融改革与创新应当服务于实体经济金融的发展必须服务于实体经济，无论何时何地，这都是基本原则。然而，上个世纪90年代以来，金融发展的这一“天条”常常被忽视，甚至被抛到脑后。花样翻新的CDO、CDS、结构化、理财产品等等，很多都缺乏实体经济的基础。上个世纪90年代以来，通过无穷尽、有时是为创新而创新的金融创新，金融的发展有脱离开实体经济基础而自我服务的倾向。2023/2/348金融市场产品普遍受到质疑金融因素广泛渗透到商品市场中，金融的投资和投机行为产生了无序扰动市场价格、干扰实体经济正常运行。当今，石油、谷物等大宗农产品和资源类产品价格是在金融市场上确定的。例如，在石油期货市场上，套期保值者，即真正的生产者和真正的需求者，不到20%；余下的80%都是金融投资者，对冲基金、投资银行、主权财富基金以及其他金融机构，发挥主导作用。如此形成的石油价格，基本上不反映石油的供求关系。最近几个月来石油价格的暴涨暴跌，充分说明了石油市场的投机性。对金融创新产品的极度不信任，使得全球通行“现金为王”，流动性偏好极大，窖藏之风盛行。致使全社会的流动性几乎全部依靠货币当局予以提供和维持。

2023/2/349续：市场运行规则受到质疑诸如信用评级公司等中介机构的功能受到严重质疑评级公司等中介机构的作用，在危机前是掩盖问题，放大收益，在危机后则是夸大问题，放大损失。综合结果是加剧了危机波动。亚洲金融危机时，也发生了同样的事情。重要的教训：诚信的价值；董事会成员所扮演的角色。“现代会计制度”受到严重挑战以资本市场为前提、以“公允价值”为基础的会计制度的最大问题，就在于它在市场繁荣时期将放大所有投资银行及市场参与者的资产负债表和利润，过度夸大繁荣；在市场衰退时期，它会显著收缩所有投资银行和市场参与者的资产负债表和利润，人为加剧衰退。这又是一个加剧危机波动的制