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Free Lunches with Vanishing Risks Most Likely Exist

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摘要

本论文利用了近50年S&P500总回报指数数据,基于基准方法理论与极长期零息债券对冲构建,发现了显著且重复出现的近似自由午餐机会(FLVR),对经典资产定价基本定理的零FLVR假设提出了实证反驳,并通过统计检验强有力地拒绝了无FLVR的零假设,理论上基准中性定价框架能够包容该现象,为极长期合约定价与对冲提供更合理路径 [page::0][page::1][page::12][page::16][page::19]

速读内容


研究背景与问题提出 [page::0][page::1]

  • 经典资产定价理论基于无套利、无自由午餐假设,支撑风险中性定价;

- FLVR指以零起始财富,风险可忽略,最终获益为正的投资组合存在;
  • 论文目标:实证检验现实市场是否存在FLVR,挑战经典理论假设。


数据及方法论创新 [page::3][page::4][page::5][page::6][page::7]

  • 采用1970-2025年间S&P500总回报指数与短期利率数据,构造贴现指数;

- 引入“活动时间”定义,基于指数根号差的方差累计对时间进行重新刻度;
  • 通过线性回归拟合活动时间趋势,拟合优度高达98%﹐为后续定价理论基础;



极长期零息债券(AZCB)定价与对冲策略 [page::8][page::9][page::10][page::11][page::12][page::13]

  • 设计近似零息债券AZCB,其回报依赖于活动时间演变;

- 构造自融资对冲组合,动态持有股票指数与无风险资产,初始价值等于AZCB定价;
  • 对冲组合表现极其精准,最大对冲误差不超过0.0006,远小于AZCB约一元的面值;


  • 对冲比例动态降低,接近到期逐渐减仓股指;

  • AZCB对冲组合价值在到期时显著大于零(超过0.18),表明存在潜在FLVR;



统计检验与实证结论 [page::14][page::15][page::16]

  • 大样本覆盖8475个极长期AZCB对冲实验,全部最大对冲误差低于0.0007;


  • FLVR的样本均值约0.1680,标准差0.1135,使用严格0.0000001显著性水平的单侧t检验,

- 拒绝零假设(FLVR不存在),统计检验高度显著;
  • 即使考虑50bp交易成本,FLVR均值仍保持在75%以上,依然拒绝零假设。


理论支撑与基准定价框架介绍 [page::17][page::18][page::19][page::20]

  • 引入增长最优组合(GOP)及扩展市场GOP模型,说明市场组合真实动态;

- 采用基准中性定价(Benchmark-Neutral Pricing),以GOP为基准资产,现实概率测度P作为价格测度;
  • 该方法优化风险中性与现实概率信息,实现极高对冲精度,理论价格对应赋予AZCB几何分布价格公式;

- 活动时间连接现实市场交易观察,解释现实市场存在FLVR的原因。

研究结论 [page::20]

  • 大量实证数据与数学模型证据显示,现实金融市场极有可能存在自由午餐机会;

- 这挑战了经典资产定价无套利假设基础;
  • 基准方法提供更具现实解释力的定价理论,适用于养老金、保险等极长期合约定价。


深度阅读

金融研究报告《Free Lunches with Vanishing Risks Most Likely Exist》详尽分析报告



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1. 元数据与概览 (引言与报告概览)


  • 标题:《Free Lunches with Vanishing Risks Most Likely Exist》

- 作者:Eckhard Platen 和 Kevin Fergusson
  • 发布机构:无明确提及,论文形式公开发表

- 发布日期:2025年8月12日
  • 主题:金融市场套利机会,特别是“vanishing risk”下的无风险套利(Free Lunch with Vanishing Risk, FLVR),极端到期零息债券(ZCB)对冲,风险中性定价假设的检验,基准方法(Benchmark Approach)以及其定价理论。

- 核心论点
- 传统金融理论中最重要的假设之一即不存在接近无风险的“免费午餐”(FLVR)在现实市场被推翻。
- 通过对极端到期零息债券的对冲操作并结合实证数据,发现现实股市存在高置信度的潜在FLVR。
- 标准风险中性定价方法基于FLVR不存在的假设,因而在极端长期合约定价上存在系统性高估。
- 基准方法作为更一般的框架,能够包容现实市场中FLVR的存在,并提供更合适的定价与对冲策略。

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2. 逐节深度解读



2.1 引言部分(Section 1)


  • 论点总结

- 金融定价和风险管理依赖于建设合理的市场模型。
- 传统科学共识,基于“无套利”的原则构建的基本资产定价定理(Fundamental Theorem of Asset Pricing, FTAP)是现代量化金融的基石。
- FTAP基于“无免费午餐风险消失”(无FLVR)的假设。
- 本文旨在检验这一核心假设是否成立,即现实市场是否真的不存在FLVR。
  • 推理依据

- FLVR定义为“初始零投资,最终获得非负且大概率正收益,且亏损概率趋近零的投资组合”。
- 用Karl Popper的科学哲学标准,采用“证伪原理”对无FLVR假设进行实证检验。
  • 重要数据与假设

- 选取极端长到期(≥15年)的零息债券及其对冲组合,检测对冲组合回报与风险表现。
- 对冲组合初始财富为零,动态投资标的为股票总回报指数和储蓄账户。

2.2 FLVR 的理论基础及定义(Section 2.1)


  • 论点总结

- 回顾FTAP的数学表述,FTAP等价于市场不存在FLVR条件和存在等价风险中性测度。
- 强调储蓄账户贴现后股票价格是半鞅过程。
  • 推理依据

- 根据Delbaen和Schachermayer(1998)理论,FLVR严格定义为一类自融资组合,其终值概率大于零且亏损概率趋于零。
- 该定义严格限定了可接受的投资组合集合,并保证市场无套利。
  • 关键数据

- 模型设定包括连贯的过滤空间、半鞅性质、贴现后的股票价格序列。

2.3 实际市场中FLVR的存在可能(Section 2.2)


  • 论点总结

- 现实数据将用于检验无FLVR假设。
- 引入市场“活动时间”(activity time)的概念,利用该指标描述折现后股票指数的动态属性。
- 活动时间定义为股票指数根号差分平方和的对数形式:公式 (2.1)。
- 选择标普500总回报指数作为实证研究标的。
  • 数据与方法

- 活动时间的初始值由最小二乘拟合最大化拟合优度(R²)确定。
- 利用1970年至2025年标普500及三个月期美国国库券利率数据对活动时间进行描述。
- 活动时间的趋势拟合优度达到98.01%,显示其近似线性演进。
  • 图表说明

- 图2.1展示贴现后标普500总回报指数时间序列,显著上升趋势。
- 图2.2展示三月期美债收益率的历史波动,利率曲线被纳入储蓄账户计算。
- 图2.3展示了活动时间及其线性拟合曲线,确认活动时间进程。

2.4 构建潜在FLVR的极端到期零息债券(Section 2.3-2.4)


  • 论点总结

- 通过构造替代零息债券(Approximate Zero Coupon Bond, AZCB),设计对冲组合。
- AZCB价格采用benchmark-neutral定价公式,公式(2.5)和(2.6)。
- 本质上是将目标支付1单位储蓄账户的零息债券替换为调整过的正向支付AZCB。
- 对冲组合是通过动态调整持仓股票指数份额计算,定义于公式(2.8-2.10)。
  • 重要定义

- 投资组合价值 \( V(ti) = Z(ti, t{\bar{i}}) - P(t{\underline{i}}, t{\bar{i}}) \),
- 其中 \(Z(t
i, t{\bar{i}})\)为对冲组合价值,\(P\)为AZCB价格。
- 组合保证始于零初值,且潜在期末价值为正。
  • 数据展现与图解

- 图2.4展示了对冲组合中股票投资比例随时间变化,由初期约40%逐步降至0(接近到期)。
- 图2.5重叠显示AZCB理论价格与对冲组合价值,两者几乎重合,验证对冲精确度。
- 图2.6显示对冲误差,最大误差仅约0.00057,极小。
  • 数据意义

- 对冲组合在长达20年以上极端期限内表现出极高复制精度。
- 误差主要出现在金融危机(GFC)期间,反映市场动态异常。
- 这表明该构造的潜在FLVR是极具实证意义的。
  • 图2.7

- 展示潜在FLVR组合价值轨迹,终值高于0.18,显著大于最大对冲误差,实证支持FLVR的存在。

2.5 对无FLVR假设的统计检验(Section 2.5)


  • 论点总结

- 采用统计假设检验方法,以Popper的证伪科学哲学为指导。
- 检验原假设 \( H
0: \mu = 0 \) (无FLVR平均收益为零)对立假设为 \( H1: \mu > 0 \)。
- 用8475个不同极端期限AZCB时间点进行重复实验。
  • 统计量定义与数值

- 样本均值 \( \hat{m}
V=0.1680 \)、
- 样本标准差 \( \hat{s}V=0.1135 \),
- 设显著性水平 \( \alpha=10^{-7} \),临界值 \( t=4.757 \)。
- 计算阈值为 \( 0.0059 \),实际均值大大超出,显著拒绝 \(H
0\)。
  • 图表说明

- 图2.8: 最大绝对对冲误差分布,全部均小于0.0007,标准差远小于潜在FLVR值。
- 图2.9: 潜在FLVR收益分布,均大于零,集中在0.1-0.3区间。
  • 交易成本影响

- 考虑0.5%比例的交易费用,潜在FLVR均值仍保持在原有的75%以上,结论稳健。
  • 综合判断

- 通过严谨的大样本统计检验,实证极大概率表明现实市场中存在FLVR,挑战经典无套利假设的绝对性。

2.6 广泛适用性与理论意义(Section 2末尾及Section 3)


  • 通过类似实践,作者发现G7股票市场指数均表现一致。

- 提出风险中性定价常用假设不再适用,认为价格普遍高估长期合约。
  • 引入“基准方法”(benchmark approach),作为包括FLVR的更广泛价量化理论体系。


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3. 图表深度解读



3.1 图2.1 - 折现标普500总回报指数走势


  • 描述:1970-2025年标普500折现后的总回报指数时间序列,走势明显波动上升。

- 解读:指数长期牛市走势带来累积正收益,体现股票资产优于无风险资产的性价比,是构造极端期限合约的基础。
  • 联系文本:数据用于计算活动时间,推动后续理论定价过程。




3.2 图2.2 - 三个月美国国债收益率历史走势


  • 描述:1970-2025年三个月国库券贴现利率历史走势。

- 解读:不同利率周期滤波后构成储蓄账户的动态背景,用于折现股票收益,形成相对价格度量。
  • 联系文本:关键市场无风险利率曲线,计算储蓄账户累计价值。




3.3 图2.3 - 活动时间及拟合趋势线


  • 描述:1970-1997年标普500折现指数估算的活动时间及其线性拟合趋势。

- 解读:高达98%的决定系数证明活动时间大致线性增长,为后续概率分布和价格计算提供数学基础。
  • 联系文本:验证关键模型假设,并为估值与对冲策略形成定量基础。




3.4 图2.4 - AZCB对冲组合股票仓位比例


  • 描述:1997-2025年AZCB对冲组合中股票占比逐渐下降的轨迹。

- 解读:对冲组合股票权重随着期限到期递减,符合风险逐步转移的金融直觉。
  • 联系文本:支持模型动态自适应调整投资组合策略。




3.5 图2.5 - AZCB理论价格与对冲组合价值比较


  • 描述:极其吻合的趋势线表明对冲组合对目标合约的复制能力极强。

- 解读:检验对冲效率,支撑潜在FLVR的存在判断。
  • 联系文本:实证验证基准方法价格覆盖实际市场动态。




3.6 图2.6 - AZCB对冲误差时间序列


  • 描述:误差幅度极低,偶发峰值对应GFC期间波动,其他时期表现平稳。

- 解读:验证模型高精度,误差控制良好。
  • 联系文本:为统计显著性和假设检验奠定数据基础。




3.7 图2.7 - 潜在FLVR价值轨迹


  • 描述:潜在FLVR价值多为正,终值超过0.18,远大于对冲误差。

- 解读:强烈支持FLVR确实存在,且非偶发噪声。
  • 联系文本:直接否定FTAP无FLVR核心假设。




3.8 图2.8 - 8475次对冲最大绝对误差分布(对数概率密度)


  • 描述:误差均被控制在0.0007以内,误差极小。

- 解读:批量实证检验样本中对冲成功率高,一致性强。
  • 联系文本:支持假设检验的样本内数据质量,降低统计偏误风险。




3.9 图2.9 - 8475次潜在FLVR收益分布概率密度


  • 描述:潜在FLVR收益均为正,且均值显著高于零。

- 解读:显示潜在套利机会并非孤立事件,具有广泛适用性。
  • 联系文本:统计假设测试的直接数据证据。




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4. 估值分析


  • 本文采用了基准方法(benchmark approach)中的benchmark-neutral pricing,其核心是选取市场中的增长最佳组合(Growth Optimal Portfolio, GOP)作为计价基准。

- 传统FTAP定价基于风险中性概率测度,假定无FLVR存在;而基准方法下,允许无FLVR存在,通过风险度量和计价基准的调整给出最小价格。
  • 以GDP和扩展市场GOP为基准,引用实证活动时间和广义市场价格风险投入,定价演算公式(如3.18)采用非心卡方分布性质。

- AZCB的价格公式为 \( \bar{P}(t,T) = 1 - \exp\left\{-\frac{St}{2(e^{\tauT} - e^{\taut})}\right\} \),对应Hedging资金占比 \(\bar{\pi}t\)由偏导计算得出。
  • 该定价远低于风险中性价格,反映FLVR存在导致的“溢价”。

- 估值依赖的关键参数包括活动时间估计、市场价格风险波动动态、风险调整系数和市场状态。

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5. 风险因素评估


  • 活动时间估计误差:对活动时间的拟合虽然优异,但市场可能瞬时异常,导致阶段性对冲误差增大。

- 交易成本:尽管理论模型忽略交易成本,实证中评估交易成本影响,发现合理交易成本下FLVR结论依然成立。
  • 市场流动性风险:动态对冲需要频繁调整持仓,巨大资金量参与才能实现,潜在流动性风险和市场冲击未细致讨论。

- 市场极端事件影响:GFC等异常事件导致活动时间走势突变,对冲误差增大,模型稳定性及适用性受考验。
  • 模型假设限制:市场连续交易、完全信息、无套利条件的传统假设未被完全满足,可能影响对冲组合的真实表现。


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6. 批判性视角与细微差别


  • 模型的理想化假设:市场连续性、无限分割及即时交易,现实中难以达到,这可能低估实际执行难度。

- 股票指数作为GOP的代理:假定标普500为GOP,虽合理但存在一定误差,不同市场指数表现差异可能影响结论。
  • 独立同分布假设:假设潜在FLVR值对独立同分布,实际市场存在时间相关性和结构性变化,统计检验或受影响。

- 对冲动态的现实操作风险:实际交易环境中可能面临滑点、流动性不足等,研究未系统考虑。
  • 跨期对冲适用性:极端期限合同的动态调整策略可能受限制,实际资产配置等因素影响大,模型适用范围可能有限。


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7. 结论性综合



本报告详尽解读了Platen和Fergusson提出的研究,系统揭示了经典金融理论中的核心假设——无FLVR假设在现实市场中存在显著的挑战。通过对标普500总回报指数1970年至2025年的日频数据,结合活动时间的创新引入,以及基于基准方法的benchmark-neutral定价框架,作者有效构造了极端期限零息债券的替代债券(AZCB)与其高精度的自融资对冲组合。实证结果表明:
  • 对冲误差极小(最大误差在0.06%以内),验证了理论与市场的高度符合;

- 潜在套利机会(潜在FLVR)在与最大误差量级相差几十倍的幅度下均为正值,经大量重复实验以极高置信度拒绝了无FLVR的零假设;
  • 包含合理交易成本的修正分析同样支持FLVR存在的结论;

- 该结论在多个成熟股票市场普遍适用,说明FLVR不能被轻易忽略,传统风险中性定价模型高估极端长期合约价格;
  • 基准方法通过采用增长最佳组合作为基准计价,提供了一种理论上既包容现实市场内FLVR也具备较好预测效果的替代定价框架;


整体而言,这项研究挑战了金融资产定价领域根基,提出了更贴近现实市场状况的对冲定价理论与实证支持。图表数据清晰展示了价格过程、对冲持仓动态及统计分布,是本报告论证的核心和亮点。

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报告引用来源详见各章节页码,[page::0]~[page::20]。

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