在這篇論文中,凱利提出了一個如何處理信息傳輸中信號和噪音的公式,這就是后來大名鼎鼎的“凱利公式(Kelly Formula)”:
其中:
f為信號發(fā)射端每次發(fā)送信號占總信息量的比率;
p為接收端接受到有效信號占總信息量的比率;
q為接收端接收到噪音信號占總信息量的比率,q=1-p;
b為特定介質(zhì)在信息傳輸過程中的信噪比(信號與噪聲的比值)。
這篇論文,看上去科學(xué)嚴謹又高大上,但實際上完全不是那么回事兒——
因為,這個公式是凱利在研究一個賭博游戲時琢磨出來的。
當(dāng)時有一檔電視答題節(jié)目正在熱播,名叫《64000美元的問題》,因為節(jié)目火爆,就有人賭哪位選手能獲勝。賭徒們能夠提前獲取一部分選手的信息,但這些信息有限而且可能有誤,賭徒需要在不完全信息下進行下注。
凱利了解到這個賭局之后,就開始琢磨,如何利用有限的信息來參與賭博,才能在保證永遠不輸完的情況下,實現(xiàn)“利潤最大化”?
經(jīng)過反復(fù)的推導(dǎo),凱利總結(jié)出來了如下公式:
其中的f,為計算出來的賭金最優(yōu)投資比例,b 為賠率,即期望盈利/預(yù)計虧損,p 為成功概率,q 為失敗概率即 1-p。
舉個例子,假設(shè)一個拋硬幣猜正反的簡單賭局,每局賭注1元,猜中了得2元,猜錯了輸?shù)?元,也就是賠率b=2,勝率p=0.5,帶入公式后算得f=0.25——也就是說,在這樣一個簡單拋硬幣賭局中,如果能夠無限次重復(fù),每次投入所持有本金的25%,可以在永遠不輸光本金的前提下實現(xiàn)收益的最大化。
從這個公式里可以得出來兩個推論:
1)除非勝率是100%,否則任何賭局都不能all in;
2)f為正值的賭局才值得參與,f為0或負值的游戲,重復(fù)參與的人必輸無疑。
別人的一個賭博游戲,凱利能總結(jié)出如此簡潔的數(shù)學(xué)公式,由此可見凱利之聰明。凱利此人不僅長得帥,聰明,還特別有趣。在加入貝爾實驗室之前,他是美國海軍的飛行員,加入貝爾實驗室之后,他還加入了槍械俱樂部,又和妻子組隊打橋牌錦標賽,還給敞篷車裝上彈射座椅……
不過,在當(dāng)時的貝爾實驗室:
凱利的帥,只能排第二位;
凱利的聰明,也只能排第二位;
凱利的有趣好玩,還是只能排第二位。
以上三項,都穩(wěn)排在第一位的那個家伙,叫香農(nóng)(Claude Elwood Shannon)。
很多人可能沒聽說過這個人。但其實,香農(nóng)是當(dāng)代信息論的開山鼻祖。他的碩士論文以及后來發(fā)表在《貝爾技術(shù)期刊》上的兩篇論文,確立了當(dāng)代通信編碼的基本原理,他用數(shù)學(xué)公式來描述通信定理,為信息論和數(shù)字通信奠定了基礎(chǔ)。正是沿著他的思路,才有了今天的互聯(lián)網(wǎng)世界。
某種程度上說,現(xiàn)在的我們,能夠在互聯(lián)網(wǎng)上自由地即時聊天、打電話、聽音樂、看電影等等,其實都應(yīng)該感謝他。
話說凱利總結(jié)出這個公式后,就拿給香農(nóng)看,香農(nóng)建議他寫成文章。起初,題目是“信息理論與賭博”,但貝爾實驗室的東家AT&T擔(dān)心,大眾可能認為實驗室在拿著研究資金搞非法賭博,所以在發(fā)表時名字特意改成了“信息比新解”。
凱利公式發(fā)表后,一直沒有激起什么特別的浪花,直到被一個叫愛德華-索普(Edward O.Thorp)的家伙給看到。
索普這人,從小就是個數(shù)學(xué)計算神童,28歲就在著名的麻省理工學(xué)院當(dāng)了數(shù)學(xué)講師。但他從小就喜歡研究賭博,一直想要找到一種方式,通過大量的數(shù)據(jù)計算,來預(yù)測輪盤賭中彈珠最后的大致位置。
1960年,索普大致完成了自己的猜想,他想將論文發(fā)表在美國科學(xué)院院刊上,但這個刊物規(guī)定,必須由科學(xué)院院士推薦或署名才行。于是,索普就找到了當(dāng)時麻省理工唯一的國家科學(xué)院院士——香農(nóng)。
香農(nóng)一直都是個老頑童,索普的這種主意很快就打動了他,他同意推薦論文發(fā)表,然后,按照索普的理論,兩個人一起制造了一個簡易的計算器,到各個輪盤賭上去小試身手。結(jié)果發(fā)現(xiàn),因為各種計算誤差,賭博成果一直都差強人意。
這個時候,香農(nóng)忽然想起來凱利公式,就把這篇論文,推薦給了索普,索普一眼就看了出來,這個公式可以應(yīng)用到當(dāng)時各大賭場盛行的21點賭博游戲中——該游戲由2到6個人玩,使用除大小王之外的52張撲克牌,游戲者的目標,是使手中的牌的點數(shù)之和不超過21點且盡量大。
為了驗證凱利公式和“數(shù)牌法”在實際中的效果,索普于是約了一個專業(yè)賭徒,拿著1萬美元的本錢,到附近的兩個小賭場里小試身手,結(jié)果,僅一個周末里,就狂賺1.1萬美元。
確認策略有效后,索普聯(lián)合香農(nóng),設(shè)計了史上第一個便攜式“計算器”。接下來,一旦沒錢花了或者手癢難耐的時候,索普就和香農(nóng)及夫人在周末坐上飛機,飛往拉斯維加斯,在賭場里大玩21點,掙一大把錢后走人。
由于索普在賭場中屢屢獲勝,不久就被各大賭場列為“不受歡迎的人”。為了能繼續(xù)贏下去,索普使用了化妝術(shù),后來干脆雇傭別人代替他本人去賭博,但賭場也越來越警惕。
索普的名聲在賭博業(yè)里傳開了,很多人都想學(xué)這種方法。索普干脆從挖金子改行賣鏟子,于是在1962年寫了一本書: 《戰(zhàn)勝莊家:21點中的獲勝策略》(Beatthe Dealer: A Winning Strategy for the Game of Twenty-One),詳細披露了自己是如何在賭場中賺錢的。
這本書迅速登上紐約時報暢銷書排行榜,銷量高達70萬冊,比索普本人化妝去辛苦賭博掙錢多多了,這也證明了一個真理:賣鏟子比挖金子賺錢。
那我們來看,索普到底是怎么在21點的賭博中掙錢的呢?
其實很簡單,記牌!
因為21點是撲克牌游戲,而每一副牌中某花色或點數(shù)的總量是一定的,每一輪賭博過后,發(fā)牌員手中的牌數(shù)就會減少。通過記下已經(jīng)出現(xiàn)的牌,索普就能計算發(fā)牌員手中有什么樣的牌,然后根據(jù)這些牌的花色、點數(shù)估算出現(xiàn)不同情況的概率,進而用凱利公式來計算下注比例。形勢有利的時候就下大賭注,形勢不利的時候就下小賭注。
那個時代賭場也很“笨”,一般只用1-2副牌,而且發(fā)牌員常常將牌發(fā)完之后才洗牌,導(dǎo)致記牌并非難事。索普公布了自己的辦法之后,賭場就學(xué)精了,每次用6-8副牌,而且發(fā)牌不到1/3就重新洗牌,而且禁止攜帶電腦和數(shù)牌的電子設(shè)備進場,基本就堵上了這個漏洞。
索普的書暢銷了之后,凱利公式開始變得世人皆知,甚至有人稱之為“財富公式”。
到了1969年,一個年輕的紐約證券經(jīng)紀人里根找到了索普,希望和索普一起成立一個對沖基金,將索普的理念和方法完全商業(yè)化。索普可以繼續(xù)做他的研究,并作為基金經(jīng)理下交易指令,而里根幫助他做產(chǎn)品銷售,客戶維護,完成交易執(zhí)行以及其他所有的瑣事。
從1969年成立,到1988年因訴訟而意外停業(yè),索普的基金20年年化收益率19.1%。雖然在投資大師里貌似不算驚人,但如果你查看該基金凈值會發(fā)現(xiàn),近20年的跨度下,該基金居然沒有一年虧損,共計230個月,只有3個月有回撤,且回撤幅度全部小于1%——這,大概是有史以來“最完美的投資曲線”。
實際上,索普的基金,是美國第一支完全的中性策略基金,僅基于數(shù)學(xué)計算的概率和市場的定價失誤進行投資,即使在1987年的美股暴跌中,索普的基金也基本保持穩(wěn)定,到年末,甚至還賺了大錢。
隨著參與到華爾街的“大賭博”中來,索普見了許多投資界人士,其中有一個,叫巴菲特。那個時候他還不是股神,但兩人交流之后惺惺相惜,索普甚至預(yù)言,巴菲特會成為美國最富有的人。多年之后的巴菲特,的確實現(xiàn)了索普的預(yù)言。
索普認為,巴菲特是真正的投資大師,所以他把自己相當(dāng)一部分財富,入股了巴菲特的公司,成為巴菲特的早期股東之一,這些股份一直持有到現(xiàn)在。
1994年,索普重新成立了一家對沖基金,這個基金業(yè)績更好,可惜到2002年他也主動解散——外部原因來說,是對沖基金數(shù)量激增,交易機會減少,但更重要的原因,是索普對賺錢的興趣降低了,他覺得和家人在一起,才是更好的時光。
索普對名聲也并不在意,后來震動了整個投資界Black-Scholes期權(quán)定價模型,其實索普自己早已推導(dǎo)出來,但他的選擇是自己默默掙錢。后來,這個公式的兩位作者布萊克(Black)和斯科爾斯(Scholes),還特意在論文里感謝索普的貢獻。
索普對此很平靜:“我從未考慮過我的榮譽,因為我不是從事經(jīng)濟學(xué)和金融行業(yè)研究的人,這個問題附帶的重大意義并不在我的思考范圍。”
相比于索普研究的個人化和隱私化,BS期權(quán)定價模型讓每個投資者都可以預(yù)測期權(quán)價格,它的提出徹底顛覆了以往的金融運行體系,華爾街的量化投資時代正式到來了。到了后來,麻省理工教授羅伯特-默頓(Robert Merton)采用隨機微積分將公式進一步完善,他和斯科爾斯共同獲得了1997年的諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎。
所以,某種程度上說,索普是當(dāng)今所有量化投資的鼻祖。
實際上,當(dāng)前金融市場上叱咤風(fēng)云的知名對沖基金經(jīng)理,幾乎都在使用凱利公式進行投資,這其中包括比爾-格羅斯(Bill Gross,債券投資之王)、詹姆斯-西蒙斯(James Simons,文藝復(fù)興公司名譽主席、世界級的數(shù)學(xué)家)和投機之王喬治-索羅斯(George Soros)等人。
特別值得一提的是,索普不再做對沖基金后,偶爾會做一些基金管理咨詢的事情,結(jié)果他就發(fā)現(xiàn),伯納德-麥道夫的證券投資公司大有問題,勸朋友把錢撤出來。果不其然,2008年的時候,這一美國歷史上最大的“龐氏騙局”被揭露,詐騙金額超過600億美元。
索普寫了一本自傳《A Man For All Markets》,這里的All Markets,意思是,他涉及了幾乎所有的交易市場,從賭場到華爾街,OTC期權(quán)、可轉(zhuǎn)債、股票、期貨等……
另外,如今在美國量化對沖基金領(lǐng)域鼎鼎大名的TGS基金,據(jù)說就是索普的三個徒弟一起創(chuàng)辦的,而TGS中的“T”,就是Thorp的名字。
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