面對現代資訊、金融社會各式各樣的數字轟炸,能夠運用數學思維和資訊統計工具,以簡馭繁、排除雜訊、擺脫偏見,從數據中獲得洞見,這才是各行各業的社會菁英,都應當具備的數學素養。本篇只介紹「隨機散佈資料的評估」。
想像你繼承了1,000英鎊的遺產,想要讓這筆錢變得更大。你可能會選擇投資股市,希望找到績優股低買高賣;你也可能選擇下注運彩,或許你支持的球隊正在和地主隊比賽,又或許有一匹賽馬的名子很有趣;或者你比較喜歡純粹遊戲,在賭場中將遺產全部押注在輪盤、骰子或紙牌遊戲上。
坦白說,以上三種方法都無法像存錢在固定利率的儲蓄帳戶般,能保證增加財富,因為三種方法皆涉及程度各異的隨機性。大家應該都清楚明白,許多賭場遊戲都是純機率遊戲,本質上完全無法預測。
我們先來討論股票市場,股市的行為似乎完全無法預測。從理論層面來看,股價行為隨機到何種程度,依然頗具爭論。有些證券的價格較容易確定,如追蹤特定指數的基金,投信會利用發行量控制市場供需,讓基金價格符合特定指數的基金。
然而,有些證券的價格基本上無法預測,例如某個股市大亨可能出於未知原因的個人喜好,決定買賣特定股票而造成股價漲跌。當然,如果有人真能預測股價變化,就能夠獲得巨大財富,似乎還找不到任何人,能夠完美預測短期的市場走向。
關於機率的評估很類似「大數法則」,它告訴我們,如果不斷重複結果獨立實驗,則特定結果出現的次數比例,會愈來愈接近該結果理論上應當出現的機率。例如,如果丟了許多硬幣,我們可以期望不約一半的硬幣會丟出正面。
另外,大數法則透露了「平均」的直觀概念,也就是告訴我們如果重複實驗愈多次,實驗結果的數值就會愈集中。例如,一個骰子的平均值為(1+2+3+4+5+6)/6=3.5,因為它1到6的數字,出現的機率皆一樣,這表示,若你丟骰子10次,其總數有很高的機率會接近3.5×10=35。
接著,若我自己試丟一下,結果為:1、5、3、2、2、6、1、4、6、1,總點數為31。也就是說,十顆骰子的總點數最可能出現在30到40之間(靠近35),也就是樣本平均數落在3和4之間(靠近3.5)。
事實上,這樣的結果在眾多獨立實驗都成立。各種實驗都能夠找到某個「期望值)。一般來說,大數法則認為:無論是哪種重複實驗,結果的樣本平均數都很可能會十分接近期望值。因此,擲骰子的期望值為(1+2+3+4+5+6)/6=3.5。丟硬幣的期望值為(0+1)/2=0.5。
但是,結果並非隨機的話,計算期望值的方法就比較難了,需要乘上各自出現機率的權重。例如,假設丟的是偏差硬幣,2/3的機率丟出一正面,1/3的機率丟出反面,則丟出正面的期望值為(2/3×1)+(1/3×0)=2/3。
請注意,「期望」這個說法有些奇怪。例如,擲骰子,由於數子只有整數點,所以永遠丟不出3.5這個結果。因此,實際上根本無法期望能看到這個期望值出現。我們應該將期望值視為在重複足夠多次下長期結果平均值。
而不同的實驗也可能得到相同的期望值。例如,如果丟一枚公平硬幣,一面寫著3,另一面寫著4,則期望值為(3+4)/2=3.5,與擲骰子相同。但很明顯的,擲骰子結果的數值分布,會比丟硬幣的結果更分散。如下圖:
不該低估極端事件發生率
從本篇文章的觀點,在機率上,我們買進個股的價位,最好愈靠近「期望值」區間愈好。而在個股「期望值」區間的評估,可以參考我課程上所教的「便宜價」和「合理成長價」。如下圖:
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