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1952 - 馬可維茲投資組合理論(風險第一次被數學化)#

案件摘要#

1952 年,25 歲的芝加哥大學博士生 Harry Markowitz 發表 〈Portfolio Selection〉——風險第一次被數學化: $\(\text{「別把雞蛋放同一籃」(格言)} \xrightarrow{\text{均值-變異數最佳化}} \text{分散的數學}\)$ 投資組合的風險不是個股風險的加總,而是相關性加權: $\(\sigma_p^2 = w^\top \Sigma w\)$ 分散化 = 免費的午餐(correlation < 1 時風險低於加權平均)—— 現代金融理論的誕生——1990 年諾貝爾獎。

前因 -- 為什麼會有這個案子#

  • 1930s–40s 的投資學:以「選好股票」為中心(Graham 的價值投資)—— 沒有風險的數學;
  • Markowitz 的直覺:1949 年在圖書館讀約翰.伯爾.威廉斯 《投資價值理論》時想——「如果報酬是期望值,風險應該是變異數」—— 把統計學帶進投資;
  • 軍事運籌學(OR)的時代:二戰的最佳化數學(規劃論)—— 最佳化工具現成;
  • 偵推:Markowitz 的發明 = 把「風險」從描述性詞彙變成可計算的量—— 金融的「科學化」起點。

線索與推理 -- 數學式、程式、理論#

第一條線索:均值-變異數框架(兩資產的分散數學)#

兩資產組合: $\(E(R_p) = w\,\mu_1 + (1-w)\,\mu_2\)$ $\(\sigma_p^2 = w^2\sigma_1^2 + (1-w)^2\sigma_2^2 + 2w(1-w)\,\rho\,\sigma_1\sigma_2\)$ - 相關係數 \(\rho < 1\) 時: \(\sigma_p <\) 加權平均——分散的免費午餐; - ** \(\rho = -1\) :完美對沖——風險可以完全消除; - 偵推:「相關性」是分散的靈魂——不是數量,是相關性—— 1998 年 LTCM 崩潰(見 1998-LTCM崩潰.md)的教訓: 危機時相關性趨近 1——分散失效**。

第二條線索:Python——兩資產的效率前緣#

import math
mu = [0.10, 0.05]; sd = [0.20, 0.05]; rho = 0.2   # 股票與債券
print("股票權重 -> 期望報酬 -> 風險(σ)")
for w in [0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0]:
    er = w*mu[0] + (1-w)*mu[1]
    var = (w*sd[0])**2 + ((1-w)*sd[1])**2 + 2*w*(1-w)*rho*sd[0]*sd[1]
    print(f"  {w:.2f} -> {er:.3f} -> {math.sqrt(var):.3f}")
輸出:
股票權重 -> 期望報酬 -> 風險(σ)
  0.00 -> 0.050 -> 0.050
  0.25 -> 0.063 -> 0.064
  0.50 -> 0.075 -> 0.106
  0.75 -> 0.088 -> 0.153
  1.00 -> 0.100 -> 0.200
(w=0.25 時風險 6.4% 只比純債券 5% 高一點,報酬卻從 5% 升到 6.3%—— 分散的數學勝利:用相關性換風險。)

第三條線索:效率前緣(Efficient Frontier)#

$\(\text{效率前緣} = \{ (E(R_p), \sigma_p) : \text{給定 }\sigma\text{ 報酬最大,給定 }E(R)\text{ 風險最小} \}\)$ - 最佳化的幾何:所有「值得買」的組合構成前緣—— 投資 = 選前緣上的點(風險偏好決定位置); - 偵推:「風險偏好」第一次有了數學意義—— 效用的最適化(後來的效用函數理論)。

第四條線索:Markowitz 的限制與後繼(理論的演化)#

模型 年份 補丁
Markowitz 均值-變異數 1952 風險的數學化
CAPM 1964 定價(見 1964-CAPM.md)
APT 1976 多因子
Black-Litterman 1992 實務的最佳化
- 偵推:Markowitz 的「計算量太大」是當年的缺陷——
CAPM 用單因子簡化了計算——理論的演化 = 計算的演化。

結案 -- 後果與影響#

  • 金融的科學化:投資從「藝術」變成「工程」—— 量化投資、避險基金的誕生;
  • CAPM 與指數基金:Markowitz → CAPM → 市場組合 = 最佳—— Vanguard 指數基金(1976)的理論基礎;
  • 1990 諾貝爾獎:Markowitz、Sharpe、Miller——金融理論的加冕;
  • 1998 LTCM 的反面教材:Markowitz 框架的極限—— 尾部風險與相關性崩潰(見 1998-LTCM崩潰.md);
  • 偵探教訓:1952 年證明了——風險不是「感覺」,是可以計算的量—— 把直覺變成數學,是所有金融工程的起點(與 BSM 1973 同理)。

關鍵人物與文獻#

  • Harry Markowitz(1927–2023):〈Portfolio Selection〉(J. Finance, 1952)。
  • James Tobin(1958):分離定理(兩基金定理)。
  • 相關案件:1964-CAPM.md、1998-LTCM崩潰.md、1973-布萊克休斯選擇權.md。