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的深层次上和布朗运动的层次上它们的分维值是不同的[4],分数布朗运动(分形噪声)的分
维值等于
DH
−= 2
H
,H为Hurst指数,而布朗运动(白噪声)的分维值都是2。
Hurst在一系列的实证研究中发现,自然现象都遵循“有偏随机游走”,即一个趋势加上
噪声,并由此提出了重标极差分析法(Rescaled Range Analysis,R/S分析)[5]。设R/S表示重标
极差,N表示观察次数,a是固定常数,H表示赫斯特指数,在长达40多年的研究中,通过大
量的实证研究,赫斯特建立了以下关系:
SR
/ =
(
aN
)
H
(1)
通过对(1)式取对数,可得:
H
SR
log(
/
)
=
(log
N
+
log
a
)
(2)
只要找出R/S关于N的log/log图的斜率,就可以来估计H的值。Hurst指数H用来度量序列相
关性和趋势强度:当H=0.5时,标准布朗运动,时间序列服从随机漫步;当H≠0.5时,C(t)≠0,
且与时间无关,正是分数布朗运动的特征。当0.5
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基础的观点。
分形理论藉助定量参数分维数来描述系统的分形特征,揭示隐藏在复杂现象背后的规
律,以及局部与整体之间的本质联系。静态分维数在计算中没有引入时间因素,如 Hausdrff
维数、合维数、信息维数等,均为系统中某一常数。动态分维数(都兴富,1994)[12]则是
在考虑随时间而变化的基础上计算普通函数和迭代函数的分维数。运用动态分维数可以对股
票期货价格行为的临界点(转捩点)进行辨识且效果较好。如侯晓鸿和李一智等(1999) [13]
首次应用分形理论的动态分维数研究期货价格行为,对期货价格曲线上峰和谷点进行了辨
识,进而判别期价的走势和预测反转。我们应用动态分维数建立了不动点(转捩点)的非线
性动态规划模型(见本专题文章“基于鞅与不动点的非线性动态规划投机原理”)。
结语
广义的布朗运动是研究和发展数理金融学的基石。布朗运动的理论构筑了金融经济学
(数理金融学)的完整体系,而分数布朗运动为在复杂系统科学体系下揭示金融市场价格波
动的规律创造了契机,使金融经济学研究向一个崭新的领域——分形维数理金融学拓展。
Brownian Motion and Fractional Brownian Motion in Finance Market
MA Jin-long 1,2 MA Fei-te 2
(1. Guangzhou Institute of Geochemistry Chinese Academy of Science, Guangzhou 510640,
China,2. Changsha Workroom of Nonlinear Special Dynamics, Changsha 410013, China)
Abstract: This paper discusses that the integrity system of financial economics (mathematical
finance) is constructed by Brownian motion theory, and that the turning point is created by
fractional Brownian motion for opening out the rule of financial market price-wave on the theory
of complex systems.
Key words: finance market; Brownian motion; fraction; fractional Brownian motion
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