時(shí)間：2022-08-24 14:12:13
序論：在您撰寫量子化學(xué)論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開(kāi)闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
（一）在建筑材料方面的應(yīng)用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計(jì)算量子化學(xué)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實(shí)際問(wèn)題。
鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對(duì)水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級(jí)基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級(jí)與Sr-O，Ba-O共價(jià)鍵級(jí)都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級(jí)和Ca-O共價(jià)鍵級(jí)，由此認(rèn)為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。
將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來(lái)，也為水泥材料的設(shè)計(jì)提供了一條新的途徑[3]。
（二）在金屬及合金材料方面的應(yīng)用
過(guò)渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場(chǎng)和電子結(jié)構(gòu)，通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過(guò)量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值定性趨勢(shì)一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計(jì)算[5]。再比如說(shuō)，NbO2是一個(gè)在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過(guò)量子化學(xué)方法進(jìn)行的計(jì)算和討論，并通過(guò)計(jì)算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。
量子化學(xué)方法因其精確度高，計(jì)算機(jī)時(shí)少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時(shí)由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。
二、在能源研究中的應(yīng)用
（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用
煤是重要的能源之一。近年來(lái)隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計(jì)算方法以及計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對(duì)于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。
量子化學(xué)計(jì)算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測(cè)反應(yīng)方向方面有許多成功的例子,如低級(jí)芳香烴作為碳/碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識(shí)對(duì)所研究的低級(jí)芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經(jīng)驗(yàn)方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計(jì)算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對(duì)設(shè)計(jì)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了計(jì)算。由理論計(jì)算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比有較好的一致性，對(duì)煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。
（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用
鋰離子二次電池因?yàn)榫哂须娙萘看蟆⒐ぷ麟妷焊?、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開(kāi)始向電動(dòng)汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。
鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過(guò)程實(shí)際上是Li+離子在正負(fù)兩電極之間來(lái)回嵌入和脫嵌的過(guò)程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對(duì)進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago等[8]用半經(jīng)驗(yàn)分子軌道法以C32H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對(duì)摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價(jià)性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計(jì)算法，對(duì)低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。
隨著人們對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和計(jì)算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。
三、在生物大分子體系研究中的應(yīng)用
生物大分子體系的量子化學(xué)計(jì)算一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對(duì)體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識(shí)別與結(jié)合過(guò)程及作用方式等，都很有必要運(yùn)用量子化學(xué)的方法對(duì)這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無(wú)疑問(wèn)，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過(guò)程和作用特點(diǎn)設(shè)計(jì)高效低毒的新藥等等，可見(jiàn)運(yùn)用量子化學(xué)的手段來(lái)研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。
綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來(lái)，由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計(jì)算變得更加迅速和方便?？梢灶A(yù)言，在不久的將來(lái)，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
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盡管量化投資已經(jīng)成為市場(chǎng)投資的發(fā)展趨勢(shì)，但是大多數(shù)投資者并不是很熟悉量化投資。一方面是由于量化投資一定程度上依賴數(shù)學(xué)模型，而賺錢的投資模型都是機(jī)構(gòu)的秘密武器，不會(huì)輕易披露。另一方面是由于量化投資采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)各種交易手段，有著較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算與技術(shù)要求，現(xiàn)在許多量化投資都是計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行的程序交易。另外，量化交易者，俗稱寬客（quants）的交易和故事多多少少增加了量化投資的神秘感。所以，人們一般把量化投資稱為“黑箱”。納蘭（Narang，R.，2012）描述了量化交易系統(tǒng)的典型構(gòu)造，打開(kāi)了量化投資的“黑箱”。納蘭認(rèn)為阿爾法模型用來(lái)預(yù)測(cè)市場(chǎng)未來(lái)方向，風(fēng)險(xiǎn)控制模型用來(lái)限制風(fēng)險(xiǎn)暴露，交易成本模型用來(lái)分析為構(gòu)建組合產(chǎn)生的各種成本，投資組合構(gòu)建模型在追逐利潤(rùn)、限制風(fēng)險(xiǎn)與相關(guān)成本之間做出平衡，然后給出最優(yōu)組合。最優(yōu)目標(biāo)組合與現(xiàn)有組合的差異就由執(zhí)行模型來(lái)完成。數(shù)據(jù)和研究部分則是量化投資的基礎(chǔ)：有了數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行研究，通過(guò)測(cè)試、檢驗(yàn)與仿真正確構(gòu)建各個(gè)模型。預(yù)測(cè)市場(chǎng)并制定策略是量化投資的核心，即阿爾法模型在量化投資中處于核心地位。隨著量化投資的不斷發(fā)展，量化投資模型也在不斷改進(jìn)。簡(jiǎn)單的策略可能就是證券或組合的套利行為，如期現(xiàn)套利組合、市場(chǎng)異象研究中的差價(jià)組合等。統(tǒng)計(jì)套利策略是經(jīng)典的量化投資策略，如匹配交易或攜帶交易。近年來(lái)，高頻交易成為量化投資的重要內(nèi)容，基于高速的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施高頻的程序交易已經(jīng)是量化投資的重要利器。丁鵬（2012）將量化投資的主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面：量化選股、量化擇時(shí)、股指期貨套利、商品期貨套利、統(tǒng)計(jì)套利、期權(quán)套利、算法交易、ETF/LOF套利和高頻交易等。他認(rèn)為量化投資的優(yōu)勢(shì)在于：紀(jì)律性、系統(tǒng)性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性和分散化。
二、量化投資“黑箱”中的構(gòu)造與證券投資學(xué)的差異
在傳統(tǒng)的證券投資學(xué)中，投資組合理論、資本資產(chǎn)定價(jià)模型、套利定價(jià)理論和期權(quán)定價(jià)理論是現(xiàn)代金融理論的四塊基石。前兩者主要依靠均值-方差組合優(yōu)化的思想，后兩者則主要依靠市場(chǎng)的無(wú)套利條件。傳統(tǒng)的投資方法主要是基本面分析和技術(shù)分析兩大類，而量化投資則是“利用計(jì)算機(jī)科技并采用一定的數(shù)學(xué)模型去實(shí)現(xiàn)投資理念、實(shí)現(xiàn)投資策略的過(guò)程”。從概念看，量化投資既不是基本面分析，也不是技術(shù)分析，但它可以采用基本面分析，也可以采用技術(shù)分析，關(guān)鍵在于依靠模型來(lái)實(shí)現(xiàn)投資理念與投資策略。為了分析量化投資對(duì)證券投資學(xué)的啟示，本文從量化投資“黑箱”的各個(gè)構(gòu)成來(lái)探討量化投資與證券投資學(xué)中思路和觀點(diǎn)的差異。
（一）資產(chǎn)定價(jià)與收益的預(yù)測(cè)
根據(jù)組合優(yōu)化理論，投資者將持有無(wú)風(fēng)險(xiǎn)組合與市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)組合，獲得無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率與市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)。資本資產(chǎn)定價(jià)模型則將此應(yīng)用到單一證券或組合，認(rèn)為證券的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)等于無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率加上與風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)比率一致的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)，超過(guò)的部分就是超額收益，即投資組合管理所追求的阿爾法值。追求顯著正的阿爾法是資產(chǎn)定價(jià)理論給實(shí)務(wù)投資的一大貢獻(xiàn)。基于因素模型的套利定價(jià)理論則從共同風(fēng)險(xiǎn)因素的角度提供了追求阿爾法的新思路。其中，法瑪和佛倫齊的三因素定價(jià)模型為這一類量化投資提供了統(tǒng)一的參考。可以說(shuō)，在因素定價(jià)方面，量化投資繼承了資產(chǎn)定價(jià)理論的基本思想。對(duì)于因素定價(jià)中因素的選擇，證券投資學(xué)認(rèn)為，對(duì)資產(chǎn)價(jià)格的影響，長(zhǎng)期應(yīng)主要關(guān)注基本面因素，而短期應(yīng)主要關(guān)注市場(chǎng)的交易行為，即采用技術(shù)分析。在量化投資中，主要強(qiáng)調(diào)按照事先設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行投資，這在一定程度上與技術(shù)分析類似。但是，在技術(shù)分析中，不同的人會(huì)有不同的結(jié)論，而量化投資則強(qiáng)調(diào)投資的規(guī)則化和固定化，不會(huì)因人的差異而有較大的不同。另外，量化交易更強(qiáng)調(diào)從統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)模型方面尋找資產(chǎn)的錯(cuò)誤定價(jià)或者進(jìn)行收益的預(yù)測(cè)。
（二）無(wú)套利條件與交易成本
在證券投資學(xué)里，流動(dòng)性是證券的生命力。組合投資理論、資本資產(chǎn)定價(jià)模型以及套利定價(jià)理論等都認(rèn)為市場(chǎng)中存在大量可交易的證券，投資者可以自由買賣證券。這主要是為了保證各種交易都能實(shí)現(xiàn)，如套利交易。根據(jù)套利定價(jià)理論，一旦市場(chǎng)出現(xiàn)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的套利機(jī)會(huì)，理性投資者會(huì)立即進(jìn)行套利交易，當(dāng)市場(chǎng)均衡時(shí)就不存在套利機(jī)會(huì)。現(xiàn)實(shí)市場(chǎng)中往往存在套利限制。一是因?yàn)閯P恩斯說(shuō)的“市場(chǎng)的非理性維持的時(shí)間可能會(huì)長(zhǎng)到你失去償付能力”。二是因?yàn)槭袌?chǎng)總是存在交易費(fèi)用等成本。但證券投資學(xué)中，對(duì)市場(chǎng)中套利限制與非流動(dòng)性的關(guān)注較少，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)金融理論中簡(jiǎn)化了市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)理論研究在既定的交易規(guī)則下，金融資產(chǎn)交易的過(guò)程及其結(jié)果，旨在揭示金融資產(chǎn)交易價(jià)格形成的過(guò)程及其原因。在市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)理論中，不同的市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)市場(chǎng)流動(dòng)性的沖擊是不同的。因而，從量化投資的角度看，為了降低交易帶來(lái)的價(jià)格沖擊，能實(shí)施量化投資策略的證券往往都應(yīng)有較好的流動(dòng)性，因?yàn)榻灰讜r(shí)非流動(dòng)性直接影響投資策略的實(shí)施。從這個(gè)意義上講，量化投資時(shí)的交易成本不僅包括交易費(fèi)用，更主要的是要考慮市場(chǎng)交易沖擊的流動(dòng)性成本。
（三）風(fēng)險(xiǎn)控制與市場(chǎng)情緒
在證券市場(chǎng)中，高收益與高風(fēng)險(xiǎn)相匹配。量化投資在追求高收益的同時(shí)，不可避免地承擔(dān)了一定的風(fēng)險(xiǎn)。在證券投資學(xué)中，系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)主要源于宏觀經(jīng)濟(jì)因素，非系統(tǒng)性因素則主要源于行業(yè)、公司因素，并且不考慮市場(chǎng)交易行為的影響。在量化投資中，較多地使用因素定價(jià)模型，不僅會(huì)考慮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)因素，而且會(huì)考慮交易行為等因素，只是不同的模型有不同的側(cè)重點(diǎn)，在多模型的量化投資系統(tǒng)中自然包括了這兩方面的因素。除了各種基本面和市場(chǎng)交易的因素風(fēng)險(xiǎn)外，量化投資還有自身不可忽視的風(fēng)險(xiǎn)源。一方面，量化交易中，部分交易是采用保證交易的期貨、期權(quán)等衍生品交易，這種杠桿交易具有放大作用，隱藏著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，市場(chǎng)沖擊的流動(dòng)性成本也是量化投資的風(fēng)險(xiǎn)控制因素，理所當(dāng)然地在圖1的風(fēng)險(xiǎn)控制模型中體現(xiàn)出來(lái)。另外，在一般的投資過(guò)程中，市場(chǎng)情緒或多或少會(huì)成為風(fēng)險(xiǎn)控制的一個(gè)對(duì)象。然而，在量化投資中，更多的交易都是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如程序交易等，這樣以來(lái)，投資者情緒等因素對(duì)投資決策的影響相對(duì)較小。所以，在量化投資的風(fēng)險(xiǎn)控制模型中較少地考慮市場(chǎng)情緒以及投資者自身的情緒，主要是通過(guò)承擔(dān)適度的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)獲得超額回報(bào)，因?yàn)楫吘箿p少風(fēng)險(xiǎn)也減少了超額回報(bào)。
（四）執(zhí)行高頻交易與算法交易
在對(duì)未來(lái)收益、風(fēng)險(xiǎn)和成本的綜合權(quán)衡下，實(shí)現(xiàn)投資策略成為量化投資的重要執(zhí)行步驟。為了達(dá)到投資目標(biāo)，量化投資不斷追求更快的速度來(lái)執(zhí)行投資策略，這就推動(dòng)了采用高速計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序化交易的誕生。在證券投資學(xué)里，技術(shù)分析認(rèn)為股價(jià)趨勢(shì)有長(zhǎng)期、中期和短期趨勢(shì)，其中，長(zhǎng)期和中期趨勢(shì)有參考作用，短期趨勢(shì)的意義不大。然而，隨著計(jì)算機(jī)信息科技的創(chuàng)新，量化投資策略之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大，誰(shuí)能運(yùn)作更快的量化模型，誰(shuí)就能最先找到并利用市場(chǎng)錯(cuò)誤定價(jià)的瞬間，從而賺取高額利潤(rùn)。于是，就誕生了高頻交易：利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和進(jìn)行量化分析，快速做出交易決策，并且隔夜持倉(cāng)。高頻交易的基本特點(diǎn)有：處理分筆交易數(shù)據(jù)、高資金周轉(zhuǎn)率、日內(nèi)開(kāi)平倉(cāng)和算法交易。高頻交易有4類流行的策略：自動(dòng)提供流動(dòng)性、市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)交易、事件交易和偏差套利。成功實(shí)施高頻交易同時(shí)需要兩種算法：產(chǎn)生高頻交易信號(hào)的算法和優(yōu)化交易執(zhí)行過(guò)程的算法。為了優(yōu)化交易執(zhí)行，目前“算法交易”比較流行。算法交易優(yōu)化買賣指令的執(zhí)行方式，決定在給定市場(chǎng)環(huán)境下如何處理交易指令：是主動(dòng)的執(zhí)行還是被動(dòng)的執(zhí)行，是一次易還是分割成小的交易單。算法交易一般不涉及投資組合的資產(chǎn)配置和證券選擇問(wèn)題。
三、對(duì)量化投資在證券投資教學(xué)中應(yīng)用的思考
從上述分析可以知道，量化投資的“黑箱”構(gòu)造與證券投資學(xué)之間存在一定的差異，因此，在證券投資的教學(xué)中應(yīng)當(dāng)考慮量化投資發(fā)展的要求。
（一）市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)與流動(dòng)性沖擊
在理性預(yù)期和市場(chǎng)有效假說(shuō)下，市場(chǎng)價(jià)格會(huì)在相關(guān)信息披露后立即調(diào)整，在信息披露前后市場(chǎng)有著截然不同的表現(xiàn)。在證券投資學(xué)里，一般認(rèn)為價(jià)格的調(diào)整是及時(shí)準(zhǔn)確的，然而，現(xiàn)實(shí)的世界里，價(jià)格調(diào)整需要一個(gè)過(guò)程。在不同的頻率下，這種價(jià)格形成過(guò)程的作用是不同的。在長(zhǎng)期的投資中，短期的價(jià)格調(diào)整是瞬間的，影響不大。然而，在高頻交易中，這種價(jià)格調(diào)整過(guò)程影響很大。市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)就是研究這種價(jià)格形成過(guò)程。市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)理論中有兩種基本的模型：存貨模型和信息模型。存貨模型關(guān)注商委托單簿不平衡對(duì)訂單流的影響，解釋沒(méi)有消息公布時(shí)價(jià)格短暫波動(dòng)的原因。信息模型關(guān)注信息公布后信息反映到價(jià)格中的這一過(guò)程，認(rèn)為含有信息的訂單流是導(dǎo)致價(jià)格波動(dòng)的原因。無(wú)論是關(guān)注委托訂單的存貨模型還是關(guān)注市場(chǎng)參與者信息類型的信息模型，這些市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)的研究加強(qiáng)了流動(dòng)性與資產(chǎn)價(jià)格之間的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)流動(dòng)性在量化投資決策中的重要作用。一般的證券投資學(xué)中基本沒(méi)有市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，因而，為了加強(qiáng)證券投資學(xué)的實(shí)用性，應(yīng)關(guān)注市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)的內(nèi)容與發(fā)展。
（二）業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)與高杠桿
對(duì)于證券組合而言，不僅要分析其超額收益和成本，還要考慮其風(fēng)險(xiǎn)與業(yè)績(jī)。在組合業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中，一方面要考慮風(fēng)險(xiǎn)的衡量，另一方面則要分析業(yè)績(jī)的來(lái)源。在證券投資學(xué)中，組合業(yè)績(jī)來(lái)自于市場(chǎng)表現(xiàn)以及管理者的配置與選股能力。對(duì)于量化投資而言，市場(chǎng)時(shí)機(jī)和管理者的能力依然重要，然而，量化投資的業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)還應(yīng)考慮另一個(gè)因素：高杠桿。量化交易中，部分交易是采用保證交易的期貨、期權(quán)等衍生品交易，這種杠桿交易具有放大作用，在市場(chǎng)好的時(shí)候擴(kuò)大收益，但在市場(chǎng)不好的時(shí)候會(huì)加速虧損，這些與傳統(tǒng)的業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)就不太一樣。在一般的證券投資學(xué)里，業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)主要考慮經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整的收益，很少考慮其杠桿的作用，這不僅忽略了杠桿的貢獻(xiàn)，而且有可能夸大了投資者的技能水平。
（三）人為因素與模型風(fēng)險(xiǎn)
在量化投資中，非常注重計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)和模型的分析，這突出了量化投資的規(guī)則性和固定性。然而，實(shí)際中，別看量化采用了各種數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)模型，但策略設(shè)計(jì)、策略檢測(cè)和策略更新等過(guò)程都離不開(kāi)人的決策。量化交易策略與判斷型交易策略的主要差別在于策略如何生成以及如何實(shí)施。量化投資運(yùn)用模型對(duì)策略進(jìn)行了細(xì)致研究，并借助計(jì)算機(jī)實(shí)施策略，能夠消除很多認(rèn)為的隨意性。但是，量化策略畢竟體現(xiàn)投資者的交易理念，這一部分依賴于投資者的經(jīng)驗(yàn)，一部分依賴于投資者對(duì)市場(chǎng)的不斷觀察與更新。實(shí)際上，人始終處于交易之中，對(duì)于市場(chǎng)拐點(diǎn)以及趨勢(shì)反轉(zhuǎn)的判斷主要還是依賴投資者的經(jīng)驗(yàn)。光大的烏龍指事件充分表明了人為因素在量化投資中的兩面性：決策實(shí)施依賴于人的設(shè)定，而人的設(shè)定不僅依賴于經(jīng)驗(yàn)，而且人還會(huì)犯錯(cuò)。人之所以會(huì)犯錯(cuò)，一方面是因?yàn)槿藗儗?duì)市場(chǎng)的認(rèn)知是不完全的，另一方面則是人們使用了錯(cuò)誤的模型。經(jīng)典的證券投資理論中，股票價(jià)格的變動(dòng)被認(rèn)為是隨機(jī)的，小概率事件出現(xiàn)的機(jī)會(huì)比較小，但是經(jīng)驗(yàn)研究表明股票收益率具有肥尾現(xiàn)象，小概率事件發(fā)生的機(jī)會(huì)超出了人們?cè)鹊恼J(rèn)識(shí)，即市場(chǎng)還會(huì)出現(xiàn)“黑天鵝”。更為關(guān)鍵的是，量化投資更依賴數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)模型，這就使得量化投資存在較大的模型風(fēng)險(xiǎn)，即使用了錯(cuò)誤的模型。為了防范模型風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)采用更為穩(wěn)健的模型，即模型的參數(shù)和函數(shù)應(yīng)該適應(yīng)多種市場(chǎng)環(huán)境。近年來(lái)，研究表明，證券收益及其與風(fēng)險(xiǎn)因素的關(guān)系存在較大的非線性，同時(shí)，市場(chǎng)中存在一定的“噪聲”，采用隱馬爾科夫鏈等隨機(jī)過(guò)程和機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行信息處理成為量化投資的重要技術(shù)支持。
（四）2013年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)的啟示
論文摘要：將量子化學(xué)原理及方法引入材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系研究領(lǐng)域中無(wú)疑將從更高的理論起點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)微觀尺度上的各種參數(shù)、性能和規(guī)律，這將對(duì)材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系的發(fā)展有著重要的意義。
量子化學(xué)是將量子力學(xué)的原理應(yīng)用到化學(xué)中而產(chǎn)生的一門學(xué)科，經(jīng)過(guò)化學(xué)家們的努力，量子化學(xué)理論和計(jì)算方法在近幾十年來(lái)取得了很大的發(fā)展，在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級(jí)問(wèn)題上已經(jīng)受到足夠的重視。目前，量子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)的各個(gè)分支以及生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等領(lǐng)域，取得了豐富的理論成果，并對(duì)實(shí)際工作起到了很好的指導(dǎo)作用。本文僅對(duì)量子化學(xué)原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領(lǐng)域做一簡(jiǎn)要介紹。
一、在材料科學(xué)中的應(yīng)用
（一）在建筑材料方面的應(yīng)用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計(jì)算量子化學(xué)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實(shí)際問(wèn)題。
鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對(duì)水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級(jí)基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級(jí)與Sr-O，Ba-O共價(jià)鍵級(jí)都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級(jí)和Ca-O共價(jià)鍵級(jí)，由此認(rèn)為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。
將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來(lái)，也為水泥材料的設(shè)計(jì)提供了一條新的途徑[3]。
（二）在金屬及合金材料方面的應(yīng)用
過(guò)渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場(chǎng)和電子結(jié)構(gòu)，通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過(guò)量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值定性趨勢(shì)一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計(jì)算[5]。再比如說(shuō)，NbO2是一個(gè)在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過(guò)量子化學(xué)方法進(jìn)行的計(jì)算和討論，并通過(guò)計(jì)算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。
量子化學(xué)方法因其精確度高，計(jì)算機(jī)時(shí)少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時(shí)由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。
二、在能源研究中的應(yīng)用
（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用
煤是重要的能源之一。近年來(lái)隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計(jì)算方法以及計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對(duì)于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。
量子化學(xué)計(jì)算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測(cè)反應(yīng)方向方面有許多成功的例子,如低級(jí)芳香烴作為碳/碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識(shí)對(duì)所研究的低級(jí)芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經(jīng)驗(yàn)方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計(jì)算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對(duì)設(shè)計(jì)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了計(jì)算。由理論計(jì)算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比有較好的一致性，對(duì)煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。
（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用
鋰離子二次電池因?yàn)榫哂须娙萘看?、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開(kāi)始向電動(dòng)汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。
鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過(guò)程實(shí)際上是Li+離子在正負(fù)兩電極之間來(lái)回嵌入和脫嵌的過(guò)程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對(duì)進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago等[8]用半經(jīng)驗(yàn)分子軌道法以C32H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對(duì)摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價(jià)性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計(jì)算法，對(duì)低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。
隨著人們對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和計(jì)算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。
三、在生物大分子體系研究中的應(yīng)用
生物大分子體系的量子化學(xué)計(jì)算一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對(duì)體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識(shí)別與結(jié)合過(guò)程及作用方式等，都很有必要運(yùn)用量子化學(xué)的方法對(duì)這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無(wú)疑問(wèn)，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過(guò)程和作用特點(diǎn)設(shè)計(jì)高效低毒的新藥等等，可見(jiàn)運(yùn)用量子化學(xué)的手段來(lái)研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。
綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來(lái)，由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計(jì)算變得更加迅速和方便?？梢灶A(yù)言，在不久的將來(lái)，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
[1]程新.[學(xué)位論文].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,1994
[2]程新,馮修吉.武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1995,17(4):12
[3]李北星,程新.建筑材料學(xué)報(bào),1999,2(2):147
[4]閔新民,沈爾忠,江元生等.化學(xué)學(xué)報(bào),1990,48(10):973
[5]程新,陳亞明.山東建材學(xué)院學(xué)報(bào),1994,8(2):1
[6]閔新民.化學(xué)學(xué)報(bào),1992,50(5):449
[7]王寶俊,張玉貴,秦育紅等.煤炭轉(zhuǎn)化,2003,26(1):1
[8]AgoH,NagataK,YoshizawAK,etal.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1997,70:1717
[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262
論文摘要：將量子化學(xué)原理及方法引入材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系研究領(lǐng)域中無(wú)疑將從更高的理論起點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)微觀尺度上的各種參數(shù)、性能和規(guī)律，這將對(duì)材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系的發(fā)展有著重要的意義。
量子化學(xué)是將量子力學(xué)的原理應(yīng)用到化學(xué)中而產(chǎn)生的一門學(xué)科，經(jīng)過(guò)化學(xué)家們的努力，量子化學(xué)理論和計(jì)算方法在近幾十年來(lái)取得了很大的發(fā)展，在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級(jí)問(wèn)題上已經(jīng)受到足夠的重視。目前，量子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)的各個(gè)分支以及生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等領(lǐng)域，取得了豐富的理論成果，并對(duì)實(shí)際工作起到了很好的指導(dǎo)作用。本文僅對(duì)量子化學(xué)原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領(lǐng)域做一簡(jiǎn)要介紹。
一、 在材料科學(xué)中的應(yīng)用
（一）在建筑材料方面的應(yīng)用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計(jì)算量子化學(xué)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實(shí)際問(wèn)題。
鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對(duì)水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1 ，2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，含Ca 鈣礬石、含Ba 鈣礬石和含Sr 鈣礬石的Al -O鍵級(jí)基本一致，而含Sr 鈣礬石、含Ba 鈣礬石中的Sr，Ba 原子鍵級(jí)與Sr-O，Ba -O共價(jià)鍵級(jí)都分別大于含Ca 鈣礬石中的Ca 原子鍵級(jí)和Ca -O共價(jià)鍵級(jí)，由此認(rèn)為，含Sr 、Ba 硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。
將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來(lái)，也為水泥材料的設(shè)計(jì)提供了一條新的途徑[3]。
（二） 在金屬及合金材料方面的應(yīng)用
過(guò)渡金屬(Fe 、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場(chǎng)和電子結(jié)構(gòu)，通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過(guò)量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值定性趨勢(shì)一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計(jì)算[5]。再比如說(shuō)，NbO2是一個(gè)在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過(guò)量子化學(xué)方法進(jìn)行的計(jì)算和討論，并通過(guò)計(jì)算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。
量子化學(xué)方法因其精確度高，計(jì)算機(jī)時(shí)少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時(shí)由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。
二、在能源研究中的應(yīng)用
（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用
煤是重要的能源之一。近年來(lái)隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計(jì)算方法以及計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對(duì)于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。
量子化學(xué)計(jì)算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測(cè)反應(yīng)方向方面有許多成功的例子， 如低級(jí)芳香烴作為碳/ 碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識(shí)對(duì)所研究的低級(jí)芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian 98 程序中的半經(jīng)驗(yàn)方法UAM1 、在UHF/ 3-21G*水平的從頭計(jì)算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3L YP/ 3-21G*方法對(duì)設(shè)計(jì)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了計(jì)算。由理論計(jì)算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比有較好的一致性，對(duì)煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。 轉(zhuǎn)貼于
（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用
鋰離子二次電池因?yàn)榫哂须娙萘看?、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開(kāi)始向電動(dòng)汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。
鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過(guò)程實(shí)際上是Li + 離子在正負(fù)兩電極之間來(lái)回嵌入和脫嵌的過(guò)程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對(duì)進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago 等[8] 用半經(jīng)驗(yàn)分子軌道法以C32 H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago 等[9 ] 用abinitio 分子軌道法對(duì)摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li - C 和具有共價(jià)性的Li - Li 的混合物。Satoru 等[10] 用分子軌道計(jì)算法，對(duì)低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。
隨著人們對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和計(jì)算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。
三、 在生物大分子體系研究中的應(yīng)用
生物大分子體系的量子化學(xué)計(jì)算一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對(duì)體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識(shí)別與結(jié)合過(guò)程及作用方式等，都很有必要運(yùn)用量子化學(xué)的方法對(duì)這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無(wú)疑問(wèn)，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用，甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘， 進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過(guò)程和作用特點(diǎn)設(shè)計(jì)高效低毒的新藥等等，可見(jiàn)運(yùn)用量子化學(xué)的手段來(lái)研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。
綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來(lái)，由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計(jì)算變得更加迅速和方便?？梢灶A(yù)言，在不久的將來(lái)，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
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[5]程新，陳亞明.山東建材學(xué)院學(xué)報(bào)，1994，8(2):1
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[7]王寶俊，張玉貴，秦育紅等.煤炭轉(zhuǎn)化，2003，26(1):1
[8]Ago H ，Nagata K， Yoshizaw A K， et al. Bull.Chem. Soc. Jpn.，1997，70:1717
[9]Ago H ，Kato M，Yahara A K. et al. Journal of the Electrochemical Society， 1999， 146(4):1262
論文摘要：將量子化學(xué)原理及方法引入材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系研究領(lǐng)域中無(wú)疑將從更高的理論起點(diǎn)來(lái)認(rèn)識(shí)微觀尺度上的各種參數(shù)、性能和規(guī)律，這將對(duì)材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系的發(fā)展有著重要的意義。
量子化學(xué)是將量子力學(xué)的原理應(yīng)用到化學(xué)中而產(chǎn)生的一門學(xué)科，經(jīng)過(guò)化學(xué)家們的努力，量子化學(xué)理論和計(jì)算方法在近幾十年來(lái)取得了很大的發(fā)展，在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級(jí)問(wèn)題上已經(jīng)受到足夠的重視。目前，量子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)的各個(gè)分支以及生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等領(lǐng)域，取得了豐富的理論成果，并對(duì)實(shí)際工作起到了很好的指導(dǎo)作用。本文僅對(duì)量子化學(xué)原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領(lǐng)域做一簡(jiǎn)要介紹。
一、在材料科學(xué)中的應(yīng)用
（一）在建筑材料方面的應(yīng)用
水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計(jì)算量子化學(xué)開(kāi)始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實(shí)際問(wèn)題。
鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對(duì)水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級(jí)基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級(jí)與Sr-O，Ba-O共價(jià)鍵級(jí)都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級(jí)和Ca-O共價(jià)鍵級(jí)，由此認(rèn)為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。
將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來(lái)，也為水泥材料的設(shè)計(jì)提供了一條新的途徑[3]。
（二）在金屬及合金材料方面的應(yīng)用
過(guò)渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場(chǎng)和電子結(jié)構(gòu)，通過(guò)量子化學(xué)計(jì)算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過(guò)量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值定性趨勢(shì)一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計(jì)算[5]。再比如說(shuō)，NbO2是一個(gè)在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過(guò)量子化學(xué)方法進(jìn)行的計(jì)算和討論，并通過(guò)計(jì)算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。
量子化學(xué)方法因其精確度高，計(jì)算機(jī)時(shí)少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時(shí)由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。
二、在能源研究中的應(yīng)用
（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動(dòng)力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用
煤是重要的能源之一。近年來(lái)隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計(jì)算方法以及計(jì)算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對(duì)于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。
量子化學(xué)計(jì)算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測(cè)反應(yīng)方向方面有許多成功的例子,如低級(jí)芳香烴作為碳/碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識(shí)對(duì)所研究的低級(jí)芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經(jīng)驗(yàn)方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計(jì)算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對(duì)設(shè)計(jì)路徑的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了計(jì)算。由理論計(jì)算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比有較好的一致性，對(duì)煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用
鋰離子二次電池因?yàn)榫哂须娙萘看?、工作電壓高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠、無(wú)記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開(kāi)始向電動(dòng)汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。
鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過(guò)程實(shí)際上是Li+離子在正負(fù)兩電極之間來(lái)回嵌入和脫嵌的過(guò)程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對(duì)進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago等[8]用半經(jīng)驗(yàn)分子軌道法以C32H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對(duì)摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價(jià)性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計(jì)算法，對(duì)低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。
隨著人們對(duì)材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和計(jì)算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。
三、在生物大分子體系研究中的應(yīng)用
生物大分子體系的量子化學(xué)計(jì)算一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對(duì)體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識(shí)別與結(jié)合過(guò)程及作用方式等，都很有必要運(yùn)用量子化學(xué)的方法對(duì)這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無(wú)疑問(wèn)，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過(guò)程和作用特點(diǎn)設(shè)計(jì)高效低毒的新藥等等，可見(jiàn)運(yùn)用量子化學(xué)的手段來(lái)研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。
綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來(lái)，由于電子計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計(jì)算變得更加迅速和方便?？梢灶A(yù)言，在不久的將來(lái)，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
參考文獻(xiàn)：
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[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262
關(guān)鍵詞 青蒿素；定量構(gòu)效關(guān)系；多元線性回歸
中圖分類號(hào) TQ463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)062-0214-02
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算軟件日益成熟，利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件進(jìn)行輔助藥物設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為比較熱門的研究方向，這種趨勢(shì)在制藥業(yè)尤其明顯。計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)這門新興的邊緣學(xué)科已經(jīng)逐漸占領(lǐng)了藥物開(kāi)發(fā)的制高點(diǎn)，主要原因是利用其具有明顯縮短研發(fā)人員開(kāi)發(fā)藥物的時(shí)程，降低成本，藥性定向準(zhǔn)確等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，恰能解決以往開(kāi)發(fā)新藥所遭遇的缺失。
青蒿素發(fā)現(xiàn)以來(lái)，人們進(jìn)行了大量的藥理學(xué)研究。結(jié)果表明青蒿素對(duì)瘧原蟲(chóng)紅內(nèi)期有直接的殺傷作用，而對(duì)組織期無(wú)效。藥物化學(xué)工作者對(duì)青蒿素結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的修飾合成，但是方向不是很清晰，目前在臨床上應(yīng)用的比較普遍衍生物包括蒿甲醚、青蒿琥脂、二氫青蒿素、蒿乙醚。另外部分青蒿素類似物雖然體外活性較高，但是由于毒性較高，暫時(shí)無(wú)法開(kāi)發(fā)成臨床藥物。利用計(jì)算機(jī)軟件服務(wù)平臺(tái)，進(jìn)行量子化學(xué)計(jì)算和QSAR研究將為開(kāi)發(fā)利用度較高的青蒿素類似物或衍生物指引方向。
香港大學(xué)與拜爾公司合作開(kāi)發(fā)研制得到一系列新的青蒿素衍生物，其結(jié)構(gòu)及活性數(shù)據(jù)如下表所示。本文將用量子化學(xué)密度泛函理論結(jié)合QSAR方法對(duì)該系列青蒿素衍生物的量子化學(xué)結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算分析，最終找到這一系列青蒿素衍生物的量化性質(zhì)與其抗瘧活性的關(guān)系。
1 計(jì)算方法
實(shí)驗(yàn)采用將9組化合物的構(gòu)型先進(jìn)行優(yōu)化，首先采用Materials_Studio3.2軟件中分子力學(xué)模塊進(jìn)行幾何構(gòu)型優(yōu)化，然后將分子力學(xué)優(yōu)化好的分子用Dmol3工具再進(jìn)行幾何構(gòu)型的優(yōu)化，最后用Dmol3對(duì)用Dmol3優(yōu)化完成的分子進(jìn)行量化參數(shù)計(jì)算。將繪制完成的分子結(jié)構(gòu)用MS中的分子力學(xué)工具進(jìn)行中等精度的幾何優(yōu)化。
2 計(jì)算結(jié)果（見(jiàn)表2、3、4）
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
用活性體積、鍵長(zhǎng)、HOMO的平方對(duì)PEC90進(jìn)行多元線性回歸分析，設(shè)定最小相關(guān)系數(shù)：0.90000000進(jìn)行擬合。青蒿素類藥物的抗瘧活性與分子量化參數(shù)的QSAR關(guān)系式：
PEC90多元回歸方程：Y = 152.419845316 * [(HOMO)2] - 6.671025217
PEC50多元回歸方程：Y = 146.814332722 * [(HOMO)2] - 6.314422185
4 結(jié)論
1）10位取代和氮雜衍生物的活性比9位取代衍生物的抗瘧活性高。
2）青蒿素類藥物的抗瘧活性和分子的HOMO本征值的平方成正比。
3）過(guò)氧鍵的給電子能力直接影響化合物的抗瘧活性?？梢杂脕?lái)通過(guò)計(jì)算一些新穎的青蒿素類化合物的量化參數(shù)（HOMO的本征值）來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)其抗瘧活性。
參考文獻(xiàn)
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盡管量化投資已經(jīng)成為市場(chǎng)投資的發(fā)展趨勢(shì),但是大多數(shù)投資者并不是很熟悉量化投資。一方面是由于量化投資一定程度上依賴數(shù)學(xué)模型,而賺錢的投資模型都是機(jī)構(gòu)的秘密武器,不會(huì)輕易披露。另一方面是由于量化投資采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng),設(shè)計(jì)各種交易手段,有著較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算與技術(shù)要求,現(xiàn)在許多量化投資都是計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行的程序交易。另外,量化交易者,俗稱寬客(quants)的交易和故事多多少少增加了量化投資的神秘感。所以,人們一般把量化投資稱為“黑箱”。納蘭(Narang,R.,2012)描述了量化交易系統(tǒng)的典型構(gòu)造,打開(kāi)了量化投資的“黑箱”。納蘭認(rèn)為阿爾法模型用來(lái)預(yù)測(cè)市場(chǎng)未來(lái)方向,風(fēng)險(xiǎn)控制模型用來(lái)限制風(fēng)險(xiǎn)暴露,交易成本模型用來(lái)分析為構(gòu)建組合產(chǎn)生的各種成本,投資組合構(gòu)建模型在追逐利潤(rùn)、限制風(fēng)險(xiǎn)與相關(guān)成本之間做出平衡,然后給出最優(yōu)組合。最優(yōu)目標(biāo)組合與現(xiàn)有組合的差異就由執(zhí)行模型來(lái)完成。數(shù)據(jù)和研究部分則是量化投資的基礎(chǔ):有了數(shù)據(jù),就可以進(jìn)行研究,通過(guò)測(cè)試、檢驗(yàn)與仿真正確構(gòu)建各個(gè)模型。預(yù)測(cè)市場(chǎng)并制定策略是量化投資的核心,即阿爾法模型在量化投資中處于核心地位。隨著量化投資的不斷發(fā)展,量化投資模型也在不斷改進(jìn)。簡(jiǎn)單的策略可能就是證券或組合的套利行為,如期現(xiàn)套利組合、市場(chǎng)異象研究中的差價(jià)組合等。統(tǒng)計(jì)套利策略是經(jīng)典的量化投資策略,如匹配交易或攜帶交易。近年來(lái),高頻交易成為量化投資的重要內(nèi)容,基于高速的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施高頻的程序交易已經(jīng)是量化投資的重要利器。丁鵬(2012)將量化投資的主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:量化選股、量化擇時(shí)、股指期貨套利、商品期貨套利、統(tǒng)計(jì)套利、期權(quán)套利、算法交易、ETF/LOF套利和高頻交易等。他認(rèn)為量化投資的優(yōu)勢(shì)在于:紀(jì)律性、系統(tǒng)性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性和分散化。
二、量化投資“黑箱”中的構(gòu)造與證券投資學(xué)的差異
在傳統(tǒng)的證券投資學(xué)中,投資組合理論、資本資產(chǎn)定價(jià)模型、套利定價(jià)理論和期權(quán)定價(jià)理論是現(xiàn)代金融理論的四塊基石。前兩者主要依靠均值-方差組合優(yōu)化的思想,后兩者則主要依靠市場(chǎng)的無(wú)套利條件。傳統(tǒng)的投資方法主要是基本面分析和技術(shù)分析兩大類,而量化投資則是“利用計(jì)算機(jī)科技并采用一定的數(shù)學(xué)模型去實(shí)現(xiàn)投資理念、實(shí)現(xiàn)投資策略的過(guò)程”。從概念看,量化投資既不是基本面分析,也不是技術(shù)分析,但它可以采用基本面分析,也可以采用技術(shù)分析,關(guān)鍵在于依靠模型來(lái)實(shí)現(xiàn)投資理念與投資策略。為了分析量化投資對(duì)證券投資學(xué)的啟示,本文從量化投資“黑箱”的各個(gè)構(gòu)成來(lái)探討量化投資與證券投資學(xué)中思路和觀點(diǎn)的差異。
(一)資產(chǎn)定價(jià)與收益的預(yù)測(cè)
根據(jù)組合優(yōu)化理論,投資者將持有無(wú)風(fēng)險(xiǎn)組合與市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)資產(chǎn)組合,獲得無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率與市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)。資本資產(chǎn)定價(jià)模型則將此應(yīng)用到單一證券或組合,認(rèn)為證券的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià)等于無(wú)風(fēng)險(xiǎn)利率加上與風(fēng)險(xiǎn)貢獻(xiàn)比率一致的風(fēng)險(xiǎn)溢價(jià),超過(guò)的部分就是超額收益,即投資組合管理所追求的阿爾法值。追求顯著正的阿爾法是資產(chǎn)定價(jià)理論給實(shí)務(wù)投資的一大貢獻(xiàn)?；谝蛩啬Ｐ偷奶桌▋r(jià)理論則從共同風(fēng)險(xiǎn)因素的角度提供了追求阿爾法的新思路。其中,法瑪和佛倫齊的三因素定價(jià)模型為這一類量化投資提供了統(tǒng)一的參考。可以說(shuō),在因素定價(jià)方面,量化投資繼承了資產(chǎn)定價(jià)理論的基本思想。對(duì)于因素定價(jià)中因素的選擇,證券投資學(xué)認(rèn)為,對(duì)資產(chǎn)價(jià)格的影響,長(zhǎng)期應(yīng)主要關(guān)注基本面因素,而短期應(yīng)主要關(guān)注市場(chǎng)的交易行為,即采用技術(shù)分析。在量化投資中,主要強(qiáng)調(diào)按照事先設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行投資,這在一定程度上與技術(shù)分析類似。但是,在技術(shù)分析中,不同的人會(huì)有不同的結(jié)論,而量化投資則強(qiáng)調(diào)投資的規(guī)則化和固定化,不會(huì)因人的差異而有較大的不同。另外,量化交易更強(qiáng)調(diào)從統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)模型方面尋找資產(chǎn)的錯(cuò)誤定價(jià)或者進(jìn)行收益的預(yù)測(cè)。
(二)無(wú)套利條件與交易成本
在證券投資學(xué)里,流動(dòng)性是證券的生命力。組合投資理論、資本資產(chǎn)定價(jià)模型以及套利定價(jià)理論等都認(rèn)為市場(chǎng)中存在大量可交易的證券,投資者可以自由買賣證券。這主要是為了保證各種交易都能實(shí)現(xiàn),如套利交易。根據(jù)套利定價(jià)理論,一旦市場(chǎng)出現(xiàn)無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的套利機(jī)會(huì),理性投資者會(huì)立即進(jìn)行套利交易,當(dāng)市場(chǎng)均衡時(shí)就不存在套利機(jī)會(huì)?，F(xiàn)實(shí)市場(chǎng)中往往存在套利限制。一是因?yàn)閯P恩斯說(shuō)的“市場(chǎng)的非理性維持的時(shí)間可能會(huì)長(zhǎng)到你失去償付能力”。二是因?yàn)槭袌?chǎng)總是存在交易費(fèi)用等成本。但證券投資學(xué)中,對(duì)市場(chǎng)中套利限制與非流動(dòng)性的關(guān)注較少,這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)金融理論中簡(jiǎn)化了市場(chǎng)結(jié)構(gòu)。市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)理論研究在既定的交易規(guī)則下,金融資產(chǎn)交易的過(guò)程及其結(jié)果,旨在揭示金融資產(chǎn)交易價(jià)格形成的過(guò)程及其原因。在市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)理論中,不同的市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)對(duì)市場(chǎng)流動(dòng)性的沖擊是不同的。因而,從量化投資的角度看,為了降低交易帶來(lái)的價(jià)格沖擊,能實(shí)施量化投資策略的證券往往都應(yīng)有較好的流動(dòng)性,因?yàn)榻灰讜r(shí)非流動(dòng)性直接影響投資策略的實(shí)施。從這個(gè)意義上講,量化投資時(shí)的交易成本不僅包括交易費(fèi)用,更主要的是要考慮市場(chǎng)交易沖擊的流動(dòng)性成本。
(三)風(fēng)險(xiǎn)控制與市場(chǎng)情緒
在證券市場(chǎng)中,高收益與高風(fēng)險(xiǎn)相匹配。量化投資在追求高收益的同時(shí),不可避免地承擔(dān)了一定的風(fēng)險(xiǎn)。在證券投資學(xué)中,系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)主要源于宏觀經(jīng)濟(jì)因素,非系統(tǒng)性因素則主要源于行業(yè)、公司因素,并且不考慮市場(chǎng)交易行為的影響。在量化投資中,較多地使用因素定價(jià)模型,不僅會(huì)考慮市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)因素,而且會(huì)考慮交易行為等因素,只是不同的模型有不同的側(cè)重點(diǎn),在多模型的量化投資系統(tǒng)中自然包括了這兩方面的因素。除了各種基本面和市場(chǎng)交易的因素風(fēng)險(xiǎn)外,量化投資還有自身不可忽視的風(fēng)險(xiǎn)源。一方面,量化交易中,部分交易是采用保證交易的期貨、期權(quán)等衍生品交易,這種杠桿交易具有放大作用,隱藏著巨大的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面,市場(chǎng)沖擊的流動(dòng)性成本也是量化投資的風(fēng)險(xiǎn)控制因素,理所當(dāng)然地在圖1的風(fēng)險(xiǎn)控制模型中體現(xiàn)出來(lái)。另外,在一般的投資過(guò)程中,市場(chǎng)情緒或多或少會(huì)成為風(fēng)險(xiǎn)控制的一個(gè)對(duì)象。然而,在量化投資中,更多的交易都是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,如程序交易等,這樣以來(lái),投資者情緒等因素對(duì)投資決策的影響相對(duì)較小。所以,在量化投資的風(fēng)險(xiǎn)控制模型中較少地考慮市場(chǎng)情緒以及投資者自身的情緒,主要是通過(guò)承擔(dān)適度的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)獲得超額回報(bào),因?yàn)楫吘箿p少風(fēng)險(xiǎn)也減少了超額回報(bào)。
(四)執(zhí)行高頻交易與算法交易
在對(duì)未來(lái)收益、風(fēng)險(xiǎn)和成本的綜合權(quán)衡下,實(shí)現(xiàn)投資策略成為量化投資的重要執(zhí)行步驟。為了達(dá)到投資目標(biāo),量化投資不斷追求更快的速度來(lái)執(zhí)行投資策略,這就推動(dòng)了采用高速計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的程序化交易的誕生。在證券投資學(xué)里,技術(shù)分析認(rèn)為股價(jià)趨勢(shì)有長(zhǎng)期、中期和短期趨勢(shì),其中,長(zhǎng)期和中期趨勢(shì)有參考作用,短期趨勢(shì)的意義不大。然而,隨著計(jì)算機(jī)信息科技的創(chuàng)新,量化投資策略之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越大,誰(shuí)能運(yùn)作更快的量化模型,誰(shuí)就能最先找到并利用市場(chǎng)錯(cuò)誤定價(jià)的瞬間,從而賺取高額利潤(rùn)。于是,就誕生了高頻交易:利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和進(jìn)行量化分析,快速做出交易決策,并且隔夜持倉(cāng)。高頻交易的基本特點(diǎn)有:處理分筆交易數(shù)據(jù)、高資金周轉(zhuǎn)率、日內(nèi)開(kāi)平倉(cāng)和算法交易。高頻交易有4類流行的策略:自動(dòng)提供流動(dòng)性、市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)交易、事件交易和偏差套利。成功實(shí)施高頻交易同時(shí)需要兩種算法:產(chǎn)生高頻交易信號(hào)的算法和優(yōu)化交易執(zhí)行過(guò)程的算法。為了優(yōu)化交易執(zhí)行,目前“算法交易”比較流行。算法交易
優(yōu)化買賣指令的執(zhí)行方式,決定在給定市場(chǎng)環(huán)境下如何處理交易指令:是主動(dòng)的執(zhí)行還是被動(dòng)的執(zhí)行,是一次易還是分割成小的交易單。算法交易一般不涉及投資組合的資產(chǎn)配置和證券選擇問(wèn)題。 三、對(duì)量化投資在證券投資教學(xué)中應(yīng)用的思考
從上述分析可以知道,量化投資的“黑箱”構(gòu)造與證券投資學(xué)之間存在一定的差異,因此,在證券投資的教學(xué)中應(yīng)當(dāng)考慮量化投資發(fā)展的要求。
(一)市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)與流動(dòng)性沖擊
在理性預(yù)期和市場(chǎng)有效假說(shuō)下,市場(chǎng)價(jià)格會(huì)在相關(guān)信息披露后立即調(diào)整,在信息披露前后市場(chǎng)有著截然不同的表現(xiàn)。在證券投資學(xué)里,一般認(rèn)為價(jià)格的調(diào)整是及時(shí)準(zhǔn)確的,然而,現(xiàn)實(shí)的世界里,價(jià)格調(diào)整需要一個(gè)過(guò)程。在不同的頻率下,這種價(jià)格形成過(guò)程的作用是不同的。在長(zhǎng)期的投資中,短期的價(jià)格調(diào)整是瞬間的,影響不大。然而,在高頻交易中,這種價(jià)格調(diào)整過(guò)程影響很大。市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)就是研究這種價(jià)格形成過(guò)程。市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)理論中有兩種基本的模型:存貨模型和信息模型。存貨模型關(guān)注商委托單簿不平衡對(duì)訂單流的影響,解釋沒(méi)有消息公布時(shí)價(jià)格短暫波動(dòng)的原因。信息模型關(guān)注信息公布后信息反映到價(jià)格中的這一過(guò)程,認(rèn)為含有信息的訂單流是導(dǎo)致價(jià)格波動(dòng)的原因。無(wú)論是關(guān)注委托訂單的存貨模型還是關(guān)注市場(chǎng)參與者信息類型的信息模型,這些市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)的研究加強(qiáng)了流動(dòng)性與資產(chǎn)價(jià)格之間的聯(lián)系,強(qiáng)調(diào)流動(dòng)性在量化投資決策中的重要作用。一般的證券投資學(xué)中基本沒(méi)有市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)的內(nèi)容,因而,為了加強(qiáng)證券投資學(xué)的實(shí)用性,應(yīng)關(guān)注市場(chǎng)微觀結(jié)構(gòu)的內(nèi)容與發(fā)展。
(二)業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)與高杠桿
對(duì)于證券組合而言,不僅要分析其超額收益和成本,還要考慮其風(fēng)險(xiǎn)與業(yè)績(jī)。在組合業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)中,一方面要考慮風(fēng)險(xiǎn)的衡量,另一方面則要分析業(yè)績(jī)的來(lái)源。在證券投資學(xué)中,組合業(yè)績(jī)來(lái)自于市場(chǎng)表現(xiàn)以及管理者的配置與選股能力。對(duì)于量化投資而言,市場(chǎng)時(shí)機(jī)和管理者的能力依然重要,然而,量化投資的業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)還應(yīng)考慮另一個(gè)因素:高杠桿。量化交易中,部分交易是采用保證交易的期貨、期權(quán)等衍生品交易,這種杠桿交易具有放大作用,在市場(chǎng)好的時(shí)候擴(kuò)大收益,但在市場(chǎng)不好的時(shí)候會(huì)加速虧損,這些與傳統(tǒng)的業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)就不太一樣。在一般的證券投資學(xué)里,業(yè)績(jī)?cè)u(píng)價(jià)主要考慮經(jīng)風(fēng)險(xiǎn)調(diào)整的收益,很少考慮其杠桿的作用,這不僅忽略了杠桿的貢獻(xiàn),而且有可能夸大了投資者的技能水平。
(三)人為因素與模型風(fēng)險(xiǎn)
在量化投資中,非常注重計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)和模型的分析,這突出了量化投資的規(guī)則性和固定性。然而,實(shí)際中,別看量化采用了各種數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)模型,但策略設(shè)計(jì)、策略檢測(cè)和策略更新等過(guò)程都離不開(kāi)人的決策。量化交易策略與判斷型交易策略的主要差別在于策略如何生成以及如何實(shí)施。量化投資運(yùn)用模型對(duì)策略進(jìn)行了細(xì)致研究,并借助計(jì)算機(jī)實(shí)施策略,能夠消除很多認(rèn)為的隨意性。但是,量化策略畢竟體現(xiàn)投資者的交易理念,這一部分依賴于投資者的經(jīng)驗(yàn),一部分依賴于投資者對(duì)市場(chǎng)的不斷觀察與更新。實(shí)際上,人始終處于交易之中,對(duì)于市場(chǎng)拐點(diǎn)以及趨勢(shì)反轉(zhuǎn)的判斷主要還是依賴投資者的經(jīng)驗(yàn)。光大的烏龍指事件充分表明了人為因素在量化投資中的兩面性:決策實(shí)施依賴于人的設(shè)定,而人的設(shè)定不僅依賴于經(jīng)驗(yàn),而且人還會(huì)犯錯(cuò)。人之所以會(huì)犯錯(cuò),一方面是因?yàn)槿藗儗?duì)市場(chǎng)的認(rèn)知是不完全的,另一方面則是人們使用了錯(cuò)誤的模型。經(jīng)典的證券投資理論中,股票價(jià)格的變動(dòng)被認(rèn)為是隨機(jī)的,小概率事件出現(xiàn)的機(jī)會(huì)比較小,但是經(jīng)驗(yàn)研究表明股票收益率具有肥尾現(xiàn)象,小概率事件發(fā)生的機(jī)會(huì)超出了人們?cè)鹊恼J(rèn)識(shí),即市場(chǎng)還會(huì)出現(xiàn)“黑天鵝”。更為關(guān)鍵的是,量化投資更依賴數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)模型,這就使得量化投資存在較大的模型風(fēng)險(xiǎn),即使用了錯(cuò)誤的模型。為了防范模型風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)采用更為穩(wěn)健的模型,即模型的參數(shù)和函數(shù)應(yīng)該適應(yīng)多種市場(chǎng)環(huán)境。近年來(lái),研究表明,證券收益及其與風(fēng)險(xiǎn)因素的關(guān)系存在較大的非線性,同時(shí),市場(chǎng)中存在一定的“噪聲”,采用隱馬爾科夫鏈等隨機(jī)過(guò)程和機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)進(jìn)行信息處理成為量化投資的重要技術(shù)支持。
