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Lévy 过程概览:为什么正态不够

Lévy 测度有两端:零点附近决定路径有多粗糙,无穷远处决定尾部和矩存不存在。稳定分布、CGMY、Merton 跳跃扩散的差别,全在这两端上。

第 7 篇 · 共 12 篇 约 16 分钟

布朗运动是金融里的规范随机过程:高斯增量、连续路径、一套可处理的理论。教科书把它放在最前面,久而久之容易留下一个印象——它是这类过程的典型代表,别的都是它的变体。

反过来才对。布朗运动是 Lévy 过程里唯一的例外:唯一一个路径连续、不跳的。其余每一个 Lévy 过程都靠跳跃活着,有的跳得少而大,有的跳得多而小,有的每一瞬间都在跳。这些差别不散落在各个模型的定义里,它们全部记在同一本账上——Lévy 测度 ν\nu。

读懂这本账只需要看两端:ν\nu 在零点附近的行为决定路径有多粗糙(跳跃有多密、总变差是否有限),ν\nu 在无穷远处的行为决定尾部有多肥、哪些矩存在。金融里那几个模型的全部区别,几乎都可以还原成这两端的取舍。下面就按这个思路走一遍。

Lévy 过程的四个条件

Lévy 过程 XtX_t 是满足以下条件的随机过程:

  1. 平稳增量。 Xt+s−XtX_{t+s} - X_t 对所有 s,t≥0s, t \geq 0 与 XsX_s 同分布。
  2. 独立增量。 Xt+s−XtX_{t+s} - X_t 对所有 s,t≥0s, t \geq 0 与 Ft\mathcal{F}_t 独立。
  3. 随机连续。 对任何 ϵ>0\epsilon > 0,lim⁡s→0P(∣Xt+s−Xt∣>ϵ)=0\lim_{s \to 0} \mathbb{P}(|X_{t+s} - X_t| > \epsilon) = 0。
  4. X0=0X_0 = 0,且路径为 cadlag(右连续、左极限存在)。

就这四条,划出的却是一大片。布朗运动是 Lévy 过程,泊松过程是,稳定过程是,variance-gamma、CGMY、Merton 跳跃扩散、normal inverse Gaussian、双曲分布对应的过程也都是。

关键在于:X1X_1 的分布通过 Lévy-Khintchine 表示决定整个过程。选定 X1X_1 的分布,剩下的一切——尾部行为、跳跃结构、金融含义——就都定下来了。

Lévy-Khintchine 表示:三个参数,只有一个有意思

对任何 Lévy 过程 XtX_t,其特征函数有形式

ϕX(u,t)=exp⁡[t(iub−12u2c+∫R(eiux−1−iux1∣x∣<1)ν(dx))]\phi_X(u, t) = \exp\left[t \left( iub - \frac{1}{2} u^2 c + \int_{\mathbb{R}} \left(e^{iux} - 1 - iux \mathbf{1}_{|x|<1}\right) \nu(dx) \right)\right]

这是 Lévy-Khintchine 表示,参数是 b∈Rb \in \mathbb{R}(漂移的线性部分)、c≥0c \geq 0(高斯系数,即布朗分量的强度),以及 ν\nu——R∖{0}\mathbb{R} \setminus \{0\} 上的一个测度,满足 ∫min⁡(x2,1) ν(dx)<∞\int \min(x^2, 1) \, \nu(dx) < \infty,称为 Lévy 测度。

前两个参数各自只是一个数,没什么可讲的。ν\nu 才是模型之间真正的分界线:ν(dx)\nu(dx) 是单位时间内大小落在 (x,x+dx)(x, x+dx) 的跳跃强度,换句话说,它规定了这个过程每秒钟准备跳多少次、每次跳多大。布朗情形是边界:ν=0\nu = 0,账本空白,只剩高斯项 cu2/2cu^2/2。

零点这一端:跳得有多密

先看 ν\nu 在 0 附近的行为。它决定小跳跃有多少,而小跳跃的多少决定了路径的粗糙程度。三个体制:

有限活动指 ν(R)<∞\nu(\mathbb{R}) < \infty,单位时间内平均只有有限个跳跃,泊松过程属于此类。这种路径你可以逐个数出跳跃发生在哪。

无限活动、有限变差指 ν(R)=∞\nu(\mathbb{R}) = \infty 但 ∫∣x∣<1∣x∣ ν(dx)<∞\int_{|x|<1} |x| \, \nu(dx) < \infty:单位时间内有无穷多个跳跃,但它们小到总变差仍然有限。VG 和 CGMY(Y<1Y < 1)属于此类。

无限活动、无限变差指 ν(R)=∞\nu(\mathbb{R}) = \infty 且 ∫∣x∣<1∣x∣ ν(dx)=∞\int_{|x|<1} |x| \, \nu(dx) = \infty:跳跃无穷多且总变差发散。CGMY(1≤Y<21 \leq Y < 2)、NIG 和稳定过程属于此类。

如果 ν\nu 在原点附近像幂律那样发散,ν(x)∼∣x∣−1−Y\nu(x) \sim |x|^{-1-Y},这三个体制的分界就变成 YY 的三段:Y<0Y < 0 时 ∫∣x∣<1ν\int_{|x|<1}\nu 收敛,有限活动;0≤Y<10 \leq Y < 1 时活动无限但变差有限;1≤Y<21 \leq Y < 2 时变差也发散。Y≥2Y \geq 2 根本不允许——连 ∫min⁡(x2,1)ν(dx)<∞\int \min(x^2,1)\nu(dx) < \infty 这个 Lévy 测度的基本可积条件都过不去,那不是一个更粗糙的过程,那是一个不存在的过程。

这个指数后面会以 CGMY 里的 YY 的形式再出现一次,是同一个东西。

无穷远这一端:尾部与矩

另一端管的是大跳跃,而大跳跃管的是矩。判据很干净:矩 E[∣Xt∣p]\mathbb{E}[|X_t|^p] 存在当且仅当

∫∣x∣>1∣x∣p ν(dx)<∞\int_{|x|>1} |x|^p \, \nu(dx) < \infty

于是两类衰减方式分道扬镳。ν\nu 在无穷远指数衰减(ν(x)∼e−G∣x∣\nu(x) \sim e^{-G|x|}),所有阶的矩都有限;ν\nu 幂律衰减(ν(x)∼∣x∣−1−α\nu(x) \sim |x|^{-1-\alpha}),α\alpha 阶及以上的矩全部发散。

这一条决定了一个模型能被拿去做什么。定价时你关心的常常是低阶矩,而且期权价格是有界函数(或近似有界)的期望;风险管理里方差是主力,无穷方差就是硬伤。选模型要匹配用途:如果你的风险系统假定方差有限,就不要拿一个方差无穷的过程去出风险报告。

金融为什么要走出高斯

推动这件事的是几条经验事实,而且它们几乎一一对应到 ν\nu 的某一端。价格会跳(隔夜缺口、闪崩、财报发布),布朗运动连续,表示不了跳跃,这需要 ν≠0\nu \neq 0。经验收益分布的尾部比高斯肥,这需要 ν\nu 在无穷远衰减得足够慢。股票收益负偏,这需要 ν\nu 左右不对称。第四条是聚合高斯性:拉长时间尺度后收益看起来更接近高斯,大多数 Lévy 过程本身就有这个性质,不用额外设计。

第五条波动率聚集是 Lévy 框架搞不定的,因为它和平稳增量直接冲突——需要时变 Lévy 或随机波动率才能进来,这一点后面再讲。

稳定分布:两端都是幂律

稳定分布是一类幂律尾的 Lévy 过程,由四个参数刻画:α∈(0,2]\alpha \in (0, 2] 是稳定性指数,控制尾部厚度(α=2\alpha = 2 给出高斯,α<2\alpha < 2 给出重尾);β∈[−1,1]\beta \in [-1, 1] 是偏度参数(β=0\beta = 0 对称);σ>0\sigma > 0 是尺度参数;μ\mu 是位置参数。特征函数为

ϕX(u)=exp⁡(iμu−∣σu∣α(1−iβ sgn(u)Φ(u,α)))\phi_X(u) = \exp\left(i\mu u - |\sigma u|^\alpha (1 - i\beta \, \text{sgn}(u) \Phi(u, \alpha))\right)

其中 Φ\Phi 是相位函数,有 A、B 两种常见参数化。稳定分布是 i.i.d. 随机变量归一化和的自然极限,是重尾情形下中心极限定理的吸引子——这是它的理论魅力所在。

而它的实践困难,用上面那两端一读就出来了:稳定分布的 ν\nu 在无穷远是纯幂律,没有任何东西压住它。于是 α<2\alpha < 2 时,α\alpha 阶及以上的矩全部无穷。请注意这条规则没有例外:α=1.7\alpha = 1.7 的尾巴很重,均值存在,但方差是无穷的;α=1\alpha = 1(柯西)连均值都没有;α<1\alpha < 1 就更谈不上。方差、峰度这类标准风险度量在这里直接未定义。

对定价,问题还要更硬一点。若把对数价格建模为 α<2\alpha < 2 的稳定过程,E[eXt]\mathbb{E}[e^{X_t}] 发散,远期价格是无穷,看涨期权价格也是无穷。唯一的例外是把分布做成完全左偏(β=−1\beta = -1)从而彻底切掉右尾——Carr & Wu (2003) 的 finite-moment log-stable 模型正是走的这条路。除此之外,稳定过程在定价上是不能直接用的。

再加上两个工程上的麻烦:密度没有闭式,特征函数已知但密度要数值反演;估计困难,极大似然因为密度没闭式而复杂,基于矩的方法在矩本身不存在时又是有偏的。综合起来,稳定分布主要活在理论工作和压力测试里(你要的就是最坏情形行为),实际定价则交给下面两位。

CGMY:把无穷远那端掐掉

如果稳定分布的病根是右端幂律没人管,最直接的处方就是给它乘一个指数衰减因子,把远端压下去,同时保留零点附近的幂律行为。这就是 tempering,也就是 CGMY。

Carr、Geman、Madan 和 Yor (2002) 提出的 CGMY 模型,Lévy 测度为

ν(dx)=Ce−Mxx1+Y1x>0 dx+Ce−G∣x∣∣x∣1+Y1x<0 dx\nu(dx) = \frac{C e^{-M x}}{x^{1+Y}} \mathbf{1}_{x > 0} \, dx + \frac{C e^{-G|x|}}{|x|^{1+Y}} \mathbf{1}_{x < 0} \, dx

其中 C>0C > 0,G,M≥0G, M \geq 0,Y<2Y < 2。四个字母各管一件事:CC 是整体活动强度;MM 和 GG 分别控制正、负跳跃在无穷远的指数衰减速度(G≠MG \neq M 就产生偏度);YY 控制零点附近的小跳跃行为,正是上一节那个指数。于是 Y<0Y < 0 有限活动,0≤Y<10 \leq Y < 1 无限活动有限变差,1≤Y<21 \leq Y < 2 无限活动无限变差。两端各归一组参数管,互不干扰——这是 CGMY 好用的根本原因。

顺着这个坐标看,几个熟面孔就是它的特例。Y=−1Y = -1 时 ∣x∣1+Y=1|x|^{1+Y} = 1,Lévy 密度退化成纯指数,这是 Kou 的双边指数跳跃模型(有限活动)。Y=0Y = 0 时得到 variance-gamma 过程。G=M=0G = M = 0 时指数因子消失,只剩幂律,回到对称稳定过程,此时 YY 就是稳定性指数 α\alpha。稳定分布在这张图上不是另一个家族,它是 tempering 强度归零的那个角落。

CGMY 有四个参数和闭式特征函数,灵活到可以拟合矩爆炸阈值以内的任何尾部行为。代价是四个参数都要从市场里估出来。

Merton 跳跃扩散:另一条路

CGMY 走的是纯跳跃路线。Merton (1976) 走的是另一条:保留布朗运动,在上面加一层稀疏的对数正态跳跃。动态为

dStSt=μ dt+σ dWt+(eJ−1) dNt\frac{dS_t}{S_t} = \mu \, dt + \sigma \, dW_t + (e^J - 1) \, dN_t

其中 NtN_t 是强度 λ\lambda 的泊松过程,J∼N(μJ,σJ2)J \sim \mathcal{N}(\mu_J, \sigma_J^2) 是跳跃幅度。[0,t][0, t] 内的跳跃数服从均值 λt\lambda t 的泊松分布,每次跳跃把价格乘以 eJe^J。

这个模型的漂亮之处在于闭式解。条件于跳跃次数 nn,对数价格仍然是正态的,于是期权价格就是一串 Black-Scholes 价格按泊松概率加权:

C0=∑n=0∞e−λT(λT)nn!CBS(S0,K,r,σn,T)C_0 = \sum_{n=0}^\infty \frac{e^{-\lambda T} (\lambda T)^n}{n!} C_{BS}(S_0, K, r, \sigma_n, T)

其中 σn=σ2+nσJ2/T\sigma_n = \sqrt{\sigma^2 + n \sigma_J^2 / T}。求和收敛很快,通常 5-10 项就够。

Merton 是跳跃扩散建模的主力:简单、被理解得透彻、对那些跳跃不频繁但界限分明的资产拟合得不错。对跳跃频繁而细碎的资产它就吃力了,那是 CGMY 和 VG 的地盘。用 ν\nu 的语言说,Merton 的跳跃测度是有限的(一个高斯密度乘以 λ\lambda),零点附近毫无活动,所有的”细碎”都推给了布朗分量去承担。

纯跳跃还是跳跃扩散

这就引出一个建模选择。纯跳跃 Lévy 过程有 c=0c = 0(无布朗分量)和非零 ν\nu,例子有泊松、VG、CGMY、NIG、稳定。跳跃扩散则 c>0c > 0 且 ν≠0\nu \neq 0,例子有 Merton、Kou、Bates。

给一个始终在交易、根本没有真正连续路径的资产建模,纯跳跃是自然的:那些”跳跃”就是被聚合成看似连续运动的微小价格变动。给一个确实有连续运动、外加偶发大跳(比如带财报缺口的股价)的资产建模,跳跃扩散更贴切。

但这个区分比听起来模糊。跳跃极小的纯跳跃模型看上去可以很连续,布朗分量极小的跳跃扩散看上去可以主要是跳。经验拟合决定用哪个,而不是本体论。

无限活动听着病态,其实才是常态

单位时间无穷多个跳跃,这话听着像数学家在为难人。它其实是经验上更正确的那一侧。真实价格看上去在连续移动,但它是以极小的增量在移动的。如果你把这些极小增量当作跳跃来记账,每秒钟就有无穷多个。

对 0<Y<20 < Y < 2 的 CGMY 过程,[0,t][0, t] 内跳跃数是无穷的,但任何紧区间内跳跃绝对值之和在 Y<1Y < 1 时有限、在 Y≥1Y \geq 1 时无穷。VG 属于前者,路径有有限总变差。

实践中这个区别没有听上去那么要紧。经验事实是价格连续但在高频下非常参差,而带无限活动的连续时间 Lévy 模型正是用无穷多个小跳跃来捕捉这份参差。“跳跃”的实际数量是一个建模选择,不是关于世界的事实。

所以高斯是例外

带漂移的布朗运动是唯一路径连续的 Lévy 过程。其他每一个都有跳跃:有的小、有的大、有的数量无穷。高斯也是唯一方差有限的稳定分布,是唯一作为 i.i.d. 有限方差随机变量归一化和的极限出现的分布。

它数学上优雅,经验上不够用。金融收益有重尾(与高斯不相容)、有偏度(与对称分布不相容)、有跳跃(与连续路径不相容)、有波动率聚集(与平稳增量不相容)。带非高斯 ν\nu 的 Lévy 过程处理前三个。第四个要靠时变 Lévy 或体制切换,Lévy 框架本身给不了。

布朗运动是最简单的 Lévy 过程,教学上有用,经验工作上有限。它是起点,不是终点。

Carr-Madan:一个特征函数打天下

Lévy 模型有一个统一的定价出口。既然 Lévy-Khintchine 直接给出特征函数,那就用 Fourier 反演回到价格。Carr-Madan 公式给出看涨期权价格

C0=e−αkπ∫0∞ℜ[e−iukψ(u)]duC_0 = \frac{e^{-\alpha k}}{\pi} \int_0^\infty \Re\left[e^{-iu k} \psi(u)\right] du

其中 k=log⁡Kk = \log K,α>0\alpha > 0 是阻尼因子(引入它是为了让被积函数可积),且

ψ(u)=e−rTϕX(u−i(α+1))α2+α−u2+iu(2α+1)\psi(u) = \frac{e^{-rT} \phi_X(u - i(\alpha+1))}{\alpha^2 + \alpha - u^2 + iu(2\alpha + 1)}

这里 ϕX\phi_X 是 log⁡ST\log S_T 的特征函数。公式对任何特征函数已知闭式的 Lévy 过程都成立,积分用 FFT 或求积法数值计算。

值得留意的是这件事对工程的影响:模型相关的输入只有特征函数一项,其余全是数值积分。换模型就是换一个 ϕX\phi_X,定价代码不动。这就是为什么 Lévy 模型能在机构里铺开——不是因为哪个模型特别好,而是因为它们共用一条管线。

校准,以及它会在哪里骗你

把 Lévy 模型校准到期权价格,流程是三步:选一个参数族(VG、CGMY、Merton 等),通过特征函数算出模型价格,然后极小化模型价格与市场价格的平方差之和。有了 FFT 定价,每次迭代亚秒级,速度不是问题。

麻烦在别处。目标函数非凸,多个参数组合可能给出相近的拟合,你落在哪个局部最优取决于初值。参数少而报价多(三四个参数对上几百个报价)看似不容易过拟合,实际上模型仍然可以去拟合报价里的噪声。最有用的诊断是稳定性:把同一个模型逐日校准,参数应该随时间平稳变化;如果它们天天跳,说明你拟合的是噪声不是结构。经验上 VG 和 CGMY 的校准通常比较稳,Merton 则常常不稳,因为 σ\sigma 和跳跃参数之间存在相关,同一条微笑可以由”高扩散、少跳跃”或”低扩散、多跳跃”两套参数解释。

以 Merton 为例。参数为 σ\sigma、λ\lambda、μJ\mu_J、σJ\sigma_J,价格是

C0=∑n=0∞e−λT(λT)nn!CBS(S0,K,r,σ~n,T)C_0 = \sum_{n=0}^\infty \frac{e^{-\lambda T} (\lambda T)^n}{n!} C_{BS}(S_0, K, r, \tilde{\sigma}_n, T)

其中 σ~n=σ2+nσJ2/T\tilde{\sigma}_n = \sqrt{\sigma^2 + n \sigma_J^2 / T} 是 nn 次跳跃下的有效波动率。校准即极小化

∑iwi(Cmkt(Ki,Ti)−Cmodel(Ki,Ti))2\sum_i w_i \left(C^{\text{mkt}}(K_i, T_i) - C^{\text{model}}(K_i, T_i)\right)^2

权重 wiw_i 通常取逆 vega 或逆买卖价差。对流动性好的单只股票,Merton 校准出来的量级大致是:λ\lambda 每年零点几次到一次跳跃,σJ\sigma_J 在 0.05 到 0.15 之间,μJ\mu_J 在 -0.05 到 0 之间(跳跃带轻微负漂移,与负偏一致)。这些数字随样本期、标的和加权方式变化,只能当作数量级参考。

import math

import numpy as np
from scipy.stats import norm

def merton_call(S0, K, r, T, sigma, lam, mu_j, sigma_j):
    """Merton jump-diffusion call price."""
    n_terms = 20
    # k = E[e^J] - 1, the mean relative jump size
    k = np.exp(mu_j + 0.5 * sigma_j**2) - 1
    price = 0.0
    for n in range(n_terms):
        poisson_prob = np.exp(-lam * T) * (lam * T)**n / math.factorial(n)
        sigma_n = np.sqrt(sigma**2 + n * sigma_j**2 / T)
        r_n = r - lam * k + n * np.log(1 + k) / T  # martingale correction
        d1 = (np.log(S0/K) + (r_n + 0.5*sigma_n**2)*T) / (sigma_n*np.sqrt(T))
        d2 = d1 - sigma_n*np.sqrt(T)
        price += poisson_prob * (S0*norm.cdf(d1) - K*np.exp(-r_n*T)*norm.cdf(d2))
    return price

漂移修正那一行容易写错:要扣的是 λk\lambda k 而不是 λμJ\lambda \mu_J,其中 k=E[eJ]−1=eμJ+σJ2/2−1k = \mathbb{E}[e^J] - 1 = e^{\mu_J + \sigma_J^2/2} - 1。把 μJ\mu_J 直接当成 kk 用,鞅性就破了,价格会系统性偏。把这个函数包进最小二乘优化,就是一个能跑的 Merton 校准器。

时变 Lévy:波动率聚集的入口

前面欠着一笔账:平稳增量和波动率聚集不相容。补这笔账的标准做法是给 Lévy 过程换一个随机时钟。定义

Xt=Yτ(t)X_t = Y_{\tau(t)}

其中 YY 是 Lévy 过程,τ(t)\tau(t) 是随机的递增过程。τ\tau 跑得快的时候 XX 就活跃,跑得慢的时候就安静——“活跃程度”本身变成了随机的,而这正是波动率聚集的意思。

如果 τ\tau 取积分 CIR 过程(即 τ(t)=∫0tvs ds\tau(t) = \int_0^t v_s \, ds,vsv_s 服从 CIR),把 YY 取成 VG,得到的就是带随机波动率的 variance-gamma:跳跃和随机波动率同时在场。这是 Carr、Geman、Madan 和 Yor (2003) 那条线上的模型以及大量从业者扩展的基础。实现要同时模拟时变和底层 Lévy 过程,两层随机,成本适中。

定价上仍然走特征函数:条件于时变,特征函数就是底层 Lévy 的;无条件特征函数是对时变分布的积分,通常也用 Fourier 方法算。Carr-Madan 那条管线依然通着。

自分解性与 VG 的近亲

一个 Lévy 过程称为自分解的,如果对任何 0<c<10 < c < 1,XtX_t 与 cXt+Zc X_t + Z 同分布(ZZ 独立于 XtX_t)。直觉上这是说:把这个分布缩小一点之后,剩下的差额仍然是一个合法的独立随机变量——分布可以被自己”整除”。

这一类包括布朗运动(高斯情形)、variance-gamma、normal inverse Gaussian、双曲与广义双曲分布、Student’s t 对应的 Lévy 过程、某些参数限制下的 CGMY,以及所有稳定过程。自分解性蕴含无穷可分性(可写成任意多个 i.i.d. 副本之和的分布),后者正是 Lévy-Khintchine 表示成立的前提;VG、NIG 和双曲都是无穷可分的。

这类过程在实践中受欢迎,是因为它们的特征函数通常形式紧凑,Fourier 反演跑得动。这是经验观察而非定理,别把它当成保证。

加性过程与期限结构

Lévy 过程还有一个自然的松绑方向:保留独立增量,放弃平稳性。这样得到的是加性过程,允许时间非齐性。对期限结构建模这一点是必需的,因为不同期限的利率动态本来就不一样。

Heath-Jarrow-Morton (HJM) 框架可以写成远期利率上的加性过程模型:漂移由无套利条件决定,波动率可以随时间变化。这是高斯期限结构模型最一般的框架。把增量换成非高斯的,就得到带跳跃的 LIBOR 市场模型一类的扩展,行业里用它给带跳跃风险的奇异利率衍生品定价。

多资产:Lévy copula

多资产 Lévy 过程的依赖结构由 Lévy copula 指定,它描述不同资产的跳跃如何共同出现。这里不能照搬普通 copula,因为 Lévy 测度不是概率测度,总质量可以是无穷。正确的做法是在尾积分上做 Sklar 定理的类比。记边际尾积分 Ui(x)=νi([x,∞))U_i(x) = \nu_i([x, \infty)),联合尾积分 UU 满足

U(x1,…,xd)=C(U1(x1),…,Ud(xd))U(x_1, \ldots, x_d) = \mathcal{C}\big(U_1(x_1), \ldots, U_d(x_d)\big)

其中 C\mathcal{C} 就是 Lévy copula。它把”每个资产各自怎么跳”和”它们怎么一起跳”彻底分开,边际与依赖各自独立指定。

这里有个容易混的地方:Lévy copula 描述的是跳跃测度的依赖,而普通 copula(高斯、t、Clayton)描述的是某个到期时刻终端分布的依赖。两者是不同的对象,尽管 Clayton 这样的函数形式在两边都有对应版本。给篮子期权、最小值期权定价时,你需要的是终端时刻的联合分布,而它由跳跃层面的依赖结构生成,指定错了,价格就没救。

选哪一族,取决于你想捕捉什么。高斯型依赖简单但有限;t 型给出更重的尾部依赖,适合捕捉共同崩盘;Clayton 型是非对称的,左尾依赖强、右尾弱。而”资产一起崩、各自涨”正是经验上反复出现的尾部依赖形态,所以后两者通常比高斯型贴近数据。

一点历史

Lévy 过程以 Paul Lévy 命名,这位法国数学家在 1930、1940 年代研究它们。Lévy-Khintchine 表示由 Lévy 和 Khintchine 在 1930 年代独立发展。稳定分布还要更早,可以追到 Lévy (1925) 以及 Cauchy 等人的工作。

进入金融要晚得多。Madan 和 Seneta 1990 年关于 VG 模型的论文是转折点,2002 年的 CGMY 论文把这一支牢牢钉进了衍生品定价文献。今天每家大银行的生产系统里都跑着某种形式的 Lévy 模型。

该怎么选

回到 ν\nu 的两端,选型的逻辑其实很短。做实际期权定价,从 Merton 起步(简单、透彻、有闭式),拟合不够就转向 VG 或 CGMY——它们在零点那一端更细腻,能装下高频的参差。做尾部风险建模,CGMY 是稳妥选择,稳定过程只在压力测试里用,且要清楚它的方差不存在。做奇异期权,模拟往往是唯一出路,而 Lévy 框架至少让你在同一套特征函数下切换模型。

代价是实打实的:参数更多、分布非高斯、要跟无限活动这类反直觉的体制打交道。换来的是经验拟合。这笔账在哪些标的上划算,你得自己算。

想系统读下去,Cont 和 Tankov (2004) 的 Financial Modelling with Jump Processes 第 2-4 章是从业者的标准参考;Sato (1999) 的 Lévy Processes and Infinitely Divisible Distributions 是严格的数学处理;Kyprianou (2014) 的 Fluctuations of Lévy Processes with Applications 介于两者之间。至于本文提到的具体模型,Carr、Geman、Madan、Yor (2002) 是 CGMY 的原始论文,Carr & Wu (2003) 处理稳定分布定价发散的那条路,Merton (1976) 则仍然是跳跃扩散最值得一读的入口。