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主题:【原创】老彭二三事 -- lucase

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家园 【原创】老彭和FBSDE

SDE是英文stochastic differential equation的缩写,中文翻译为随机微分方程。

一般解微分方程有所谓初值问题,即给定函数在零点时刻的值,依据微分方程给定的关系推出以后时刻函数的变化。例如:根据dx(t)/dt=2,x(0)=1 可以给出x(t)=2t+1.随机微分方程是在方程中引入随机噪音,一般是布朗运动W。例如:dx(t)=2dt+W(t)dW(t),x(0)=2.方程的解是2+3/2*t+1/2 * W(t) * W(t)(注意微积分的分部积分公式不再适用,而应该用所谓的伊藤公式)。这个SDE的理论是日本数学家伊藤清为了构造一类马可夫随机过程而提出的。数学金融建立模型的基本语言就是SDE,例如获得炸药奖的Black-Scholes期权定价公式就是假设股票价格x(t)满足dx(t)=x(t)(adt+bdW(t))。

老彭的开创性的工作是考虑BSDE,backward stochastic differential equations,即给定x在一个非零时刻T的值,推导从0到T的时间段上x的值。例如:dx(t)=2dt+tdW(t),x(100)=5。这个例子是trivial的,因为BSDE的一般形式,也是让人惊讶的地方,是BSDE是一个方程两个未知元,例如:dx(t)=2dt+z(t)dW(t),x(100)=5。而这两个未知元x和z由一个方程和终值条件唯一确定。它们一般是随机过程。相对应的,伊藤清的SDE理论就叫做FSDE,forward stochastic differential equation,因为它是初值问题,推导以后时刻解的变化,而BSDE是终值问题,推导的是以前时刻解的变化。BSDE的理论在数学金融中极其有用。但老彭做这个东西的源泉应该是随机控制论。具体的技术细节就不讲了。FBSDE就是两个互相关联的方程,一个是SDE,另一个是BSDE。大家关心这个问题也是来自于随机控制论,随后还发现了它于偏微分方程的关系,例如广义的Feymann-Kac公式。

老彭的工作绝对是开创性的,解决的是随机控制论的核心问题,而且是二十年的公开问题。关于他的工作的来龙去脉,可以参见Stochastic Controls: Hamiltonian Systems and HJB Equations  by Jiongmin Yong (雍炯敏) and Xun Yu Zhou (周迅宇) 一书的前言。而且值得一提的是,老彭的工作不是孤立的,而是在复旦良好的学术环境下诞生的。当时他所在的Fudan group群星璀璨,雍炯敏和周迅宇也是其中的两员干将。其他的还有李训经, 胡瑛,Ma Jin等等。其他人的工作也是相当的出色,打个比喻的话,老彭不是独孤求败,而是华山论剑的参与者,和其他人一起组成了东邪西毒南帝北丐,至于谁是王重阳就不好说了,也不是我能评价的了。值得一提的是,他们的主要工作是在1987-1989年完成的,funding远远没法和现在比。但是做的工作确实是世界一流的。只不过当时中国还很穷,大家对基础研究没有现在这么重视,没有大力宣传而已。此后这个群体星流云散,现分布于世界各地。

平时懒得发贴,但是刚好对这段历史有所了解,所以浮上来冒个泡。希望这些足以让我们中国人自豪的科学工作者被更多的人知道。我自己从中得到的经验是:1.做学问一定要解决有重要意义的核心问题。例如BSDE最初不是作为FSDE的补充出现的,而是被随机控制论的核心问题自然引出的。事实表明BSDE也比FSDE难。哲学上的一点体会是好的东西一定是深刻而优美的,反之亦然。做科研切忌空对空的推导。2.好的学术环境至关重要。例如老彭的工作就与当时Fudan group每周讨论班的学术活动密不可分。3.看看Fudan group的工作,可以体会到做问题是庖丁解牛:顺着问题的脉络做下去,和其他结果的许多联系自然而然的就出来了,新的理论和结果的诞生也是水到渠成。如果只是想要用现有理论生搬硬套,不看问题的本质,江主席总结的好:Too naive, too simple。

这又扯到做科研的哲学观和方法论的问题。学习现有的成就是为了锻炼自己的思维,也是为了利用已有的成果,按牛顿的说法是为了站在巨人的肩上;做原创性的科研,则要忘记已有的框框,顺着问题的结构来。做个比喻,这就象金庸笔下的无招胜有招:先是有招,然后才是无招。平时练习剑法是为了练出基本反应,能够见招拆招,这是无招的物质基础。真打起来,谁还顾着这一招是否使完?怎末有效怎末打,对手足够硬的话,就要有原创性的招数来对付了,科研上这就是新理论,新结果了。抄袭N年前看小说看来的一句话:练习武艺可以走随心所欲,不逾规矩的路子,也可以走不逾规矩,随心所欲的路子。在科研中,这两种风格我还都见过。

罗嗦了,欢迎拍砖。夹带私货是受太史公的影响,俺们中国人不就好以史为鉴这一口吗?另外更正一点,金融数学应该只是老彭现在的一个兴趣方向,个人认为他的根还是在控制论,微分方程。只不过现在这些数学工具在金融中有大量应用而已。还是那句话,好的科学工作者时刻保持敏锐的眼光,永远追逐最有科学价值的问题。

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