随着维数和随机变量的增加,我们之前定义的肥尾之外出现了更有意思的现象。
什么是椭圆等高分布? 从标准的定义来看 [88] ,我们认为p×1维变量X满足椭圆分布(椭圆等高分布)的前提条件是,特征函数ϕ可以表示为:
其中µ为位置参数,Σ为非负定矩阵,Ψ为某标量函数,对概率密度也可以采用类似的定义。目前先认为Ψ是协方差矩阵Σ的函数。
直观地说,椭圆分布应该展示出等高线图一般的椭圆特性,可以在图6.2和图6.4中看到2D(双变量)和3D(三变量)对应的情形。而非椭圆分布会体现出不一样的形状特征,如图6.3和图6.5所示。
图6.2 联合幂律分布(学生T分布)的椭圆等高线图。
图6.3 随机相关性产生的非椭圆联合分布。
图6.4 在密度一致的情况下,多元随机变量分布(x,y,z)联合分布的椭圆等高线。
图6.5 随机相关性产生的非椭圆联合分布,及在密度一致情况下的多元随机变量分布(x,y,z)。
图6.6 带跳跃的历史走势:图为一个肥尾过程的历史走势,其尾部事件服从80/20法则,α≈1.13,也即3D列维过程。
图6.7 图为“大缓和”或“长期和平”的支持者脑海中所想:一个薄尾过程的历史走势。
椭圆分布的主要性质是,在线性变化下是封闭的。正如我们在第三章身高和财富的例子中看到的那样,椭圆分布意味着(在双变量情况下),尾部来自单一偏差的概率较低。
椭圆性与金融领域的主要理论缺陷 在投资组合构建和投资组合理论中,椭圆分布线性变换下的封闭性质为该领域提供了极佳的特性(实际上,如果分布的椭圆性不成立,整个投资组合理论将不复存在)。
在椭圆条件下,所有投资组合的回报都可以被完全描述为位置和尺度的分布,任意两个具备同样位置和尺度的资产都有着完全相同的收益分布。
具有讽刺意味的是,列维稳定分布是椭圆分布——但只是定义上的。
因此,椭圆性(有限方差条件)允许现代投资组合理论(MPT)在所谓的“非正态”情况下推广其结果,最早始于 [183] ,也可参见 [121] 。然而,对了解随机协方差的人来说,资产回报在任何测度下都不满足椭圆特性,参见奇切帕提奇和布绍 [42] 以及E.8中描述相关性稳定性的直观图表。
一个简单的示例是,通过 来表达,假设双变量正态分布的特征函数为 。下面我们将ρ随机化,假设概率p取ρ 1 ,(1-p)取rho 2 。
图6.8展示了 和ρ 1 =ρ 2 时的结果。
我们还可以更严谨一些,表现出两者的差异,将协方差矩阵Σ随机化,比较公式6.3中的
之前提到过,金融理论在肥尾条件下会失效(除了“过拟合”,没有其他修补原框架的方法),其根源就在于分布缺乏椭圆性。也就是说,所有基于马科维茨式的构建投资组合的方法,或者基于多元化理念的分散配置,都无法降低风险,只是“伪降低”了日频波动率。长期来看,使用杠杆几乎一定会导致破产。