华尔街痴迷股票高频交易
——红移投资视野：高频交易公司利用强大的电脑系统进行快速交易，持股时间经常不到一秒钟。与技术上相对落后的投资者相比，此类公司利用靠技术优势获得的时间优势先行下单。
各大证券交易所使用计算机算法大批量地进行股票买卖交易，人类或被机器取代。然而伴随电子技术故障不断发生，人们也愈来愈质疑市场到底还有几分可靠。
腾讯科技讯（马乔）北京时间8月15日消息，美国《连线》杂志网络版近日刊登署名为杰瑞•阿德勒（Jerry Adler）的文章称，高频交易商正在逐渐成为美国各大证券交易所的宠儿，他们使用计算机算法大批量地进行股票买卖交易，并从点差中赚取利润。但这种交易方式也引发了多方质疑，其中就包括在今后的股票交易过程中，人类的参与程度将会被大大降低。
以下是文章内容全文：
8月1日，由于美国最大的股票做市商之一骑士资本集团（Knight Capital Group）管理的电子交易系统出现故障，纽交所148只股票股价短时间内出现巨幅波动。受此影响，骑士资本在短短45分钟内出现4.4亿美元损失，公司市值在上周后三个交易日里蒸发60%。为此骑士资本不得不通过扩大筹资规模来保障正常运营。
骑士资本的轰然倒地，在个人投资者和交易者当中引发了巨大的焦虑情绪。伴随电子技术故障不断发生，人们也愈来愈质疑，在高频交易的时代，市场到底还有几分可靠。正是因为存在这样的质疑，个人投资者对股票市场越来越不信任，有些人甚至认为股票市场已经“破碎”。
挑战物理极限
2012年纽约金融工程师（Battle of the Quants）大赛于今年3月底在纽约市如期举行，此次大赛为期两天，是全美计算机算法资产交易员的年度盛会。而就在此次大赛开始前不久，一个科学研究小组刚刚承认，他们在进行的一项实验中犯了一个致命错误，而这次实验声称将彻底颠覆现代物理学原理。此前，这些科学家自称观察到了次原子粒子（又名“中微子”）的传播速度超过光速。
但是，他们错了：大约6个月后，他们承认此前的研究结果是错误的。当 《狭义相对论受到质疑》一度占据全球各大媒体的头条后，有关中微子实际上符合现代物理学规律的最新消息却为全球金融工程师短暂且可望而不可即的梦想画上了句号。这些金融工程师包括物理学家、工程师以及具有数学家背景的金融学家，美国最多时有55%的股市交易是由这些金融工程师操作的。在目前这个追求收益最大化的时代，以超光速的速度发送信号可以获得无法比拟的交易竞争优势：即操作从物理学意义上来说已经完成的交易。从金融学角度来说，也就是在赛马开始后再进行下注。
2012年纽约金融工程师大赛的主题就是“竞次”（the race to the bottom），即在比赛中不惜一切代价把股票交易时间减少到理论上的最低值。其中的唯一变量——延迟时间——正在无限接近由量子力学和相对论主宰的全宇宙物理极限。据总部位于马萨诸塞州的金融市场研究公司Tabb Group LLC的分析师凯文麦克帕特兰德（Kevin McPartland）估计，美国公司在2010年用于维护和建设股票交易设施的费用支出达到22亿美元，这些设施包括用于处理交易的高速服务器以及使这些服务器实现全球链接的光纤网络。而维护和建设股票交易设施就是为了能够抢先哪怕是百分之一秒收到数据或发送交易指令。
高频交易受追捧
高频交易（high-frequency trade）是指从那些人们无法利用的极为短暂的市场变化中寻求获利的计算机化交易。比如，某种证券买入价和卖出价差价的微小变化，或者某只股票在不同交易所之间的微小价差。这种交易的速度如此之快，以至于有些交易机构将自己的“服务器群组”（server farms）安置到了离交易所的计算机很近的地方，以缩短交易指令通过光缆以光速旅行的距离。
股市曾经是一幅人工运作的场景：交易员在叫价，在纽约证券交易所的交易大厅里进行交易。而现在，则是超高速计算机的表演。按照复杂的数学公式，这些计算机在一秒的时间内买入和卖出成千上万次，每次交易获利一美分或更低。 #p#page_title#e#
高频交易员是金融工程师的一个分支，是以全新交易方式赚钱的投资者。在计算机程序化交易技术的帮助下，他们每天进行的高频交易次数达到数十万次；交易量相当巨大，往往持仓时间极短；每笔高频交易的收益率很低，但是总体收益却很稳定。
高频交易员在华尔街的地位与人们对他们的印象截然不同，他们高傲中又略带腼腆，这与傲慢自大的投资银行家形成了鲜明对比。业内领先的高频交易公司Tradeworx的总部就位于美国新泽西州城市郊区的一个宁静小镇上。约有20人在这里工作，其中10人负责在一间办公室里在电脑上进行股票交易，他们争分夺秒地在三块屏幕上不断地处理着哪怕是涉及到一美分的交易。每天，约有1.5%的美国股市交易总量都会在这间安静的、由自然光提供照明的砖墙小屋里经过这些交易员的处理。
在2012年纽约金融工程师大赛开赛第一天，极富传奇色彩的金融工程师亚伦•布朗（Aaron Brown）穿着褶皱的丝光黄斜纹裤和皮夹克登上主讲台为参赛者讲解高频交易理论。布朗曾是一位职业扑克选手，他登台后说的第一句话居然是一串数字“3.14159”，然后他颇有期待地停顿了一会儿。随即，台下参赛者齐声呼应到：“265358”。这样，台上台下像举行特殊仪式一样共同背出了π小数点后的12位数字。哥伦比亚大学商学院的金融和经济学教授查尔斯•琼斯（Charles Jones）表示：“你在这里找不到西装革履的大师级人物。如果参赛者系了领带，那也可能是他们拥有的唯一一条。”
计算机技术的成熟促使股市交易瞬息万变，同时也大大提高了交易资金的周转速度，然而与此同时，这也增加了股市交易失控的风险。这个交易系统中的一个小紊乱有可能最终在几秒钟之内引发全球性的危机。英格兰银行政策监管官员安德鲁•哈尔登（Andrew Haldance）在出席近期召开的另一个会议时指出：“在金融行业，机器单独完成交易的速度要比人类介入快得多。这一差距注定将进一步被拉大。”
在过去的十多年里，人机交易速度的差距一直在不断被拉大。以往，人们需要基于对经济环境的判断以及对个别公司的发展前景做出投资决定，这种方法很明显已经过时了。而通过运行电脑生成的市场趋势数据（甚至包括新闻），计算机极大地缩短了人类做出投资判断的决策时间。传统经济学将其视为非常高效准确的交易方法：不言自明的是，由于每笔交易都增强了资金的“流动性”，整个经济都会因此而受益。实际上，美国证券交易委员会（SEC）在2007年就****了新规定，并为股票交易提供了多种新途径。
因此，随着对物理学极限发起挑战以失败告终，我们也进入了有着百年发展历史的股票交易市场的最终阶段。一百多年前，欧洲久负盛名的金融家族罗斯柴尔德家族（Rothschild，又称洛希尔家族，红盾家族）通过使用飞鸽传书的方式获知滑铁卢之战的消息，然后再对股票交易作出决策。而直到1970年，金融通讯方式还停留在使用电报股票自动行情自动收录器接收数据和电话传输交易指令的阶段。而现在，股票交易却是通过光纤电缆连接到股票交易所的高速服务器完成的，而且服务器距离交易所越近越好，因为相隔一英里就会增加约8微秒的数据传输延迟时间。在几微秒的时间里，人们就可以在股市上创造出极大的财富，因此投资维护和建设股票交易研究和基础设施能够极大地节约这几微秒的时间，所以为此付出多大成本都是值得的。
这在金融交易硬件设备上体现得尤为突出。国际股市交易巨头纽约泛欧交易所（NYSE Euronext）集团的数据中心大楼位于美国新泽西州Mahwah，是一幢占地面积达40万平方英尺的堡垒式普通建筑，距离纽约华尔街月27英里。除了装有与处理纽交所交易“匹配引擎”的电脑外，该数据中心还装有高频交易服务器，这些服务器能够根据提前输入的计算机算法接收数据和发送交易指令。交易商通过付费才能够将他们各自的服务器安装到这幢大楼内。为了公平起见，工程师根据距离数据中心远近谨慎地为其中的每一台大楼内部的服务器增减光缆长度，以此来确保所有服务器接收数据时长的一致性。当然，我们所说的增减光缆长度的范围也不过正负几英尺而已，而数据传输速度则接近达到光速。 #p#page_title#e#
现在，我们将这一距离拓展至横跨整个大陆或者海洋。此时，量子力学和相对论对机器与机器之间通讯的影响不受人为干扰，而传输速度却要远远超出人类的反应时间。由飞鸽传书开启的交易趋势以中微子的光速传播结束，目前数据在达到目的地之前就已经过期了。
陆路海路同时发展
连接纽约和芝加哥的四条光缆传输速度对比（腾讯科技配图）
连接纽约和芝加哥的四条光缆传输速度对比（腾讯科技配图）
然而，并不是所有的股市交易都在纽约进行。受历史背景影响，诸如期权和期货在内的美国股票衍生产品都在距离纽约720英里以外的芝加哥商品交易所（Chicago Mercantile Exchange）进行交易。因此在几年前，一家名为Spread Networks的公司开始悄悄地穿越公共用地埋设光缆，使芝加哥商品交易所和纳斯达克位于新泽西州Carteret的主数据中心之间距离缩短了140英里。现在的光缆网络基本是沿着铁路沿线进行铺设的，而且都是针对公共数据中心进行设计，不能为交易商提供点对点的接入服务。Spread Networks铺设光缆的路线从Carteret起始没有直接向南穿过费城，而是选择向西北方向穿过宾夕法尼亚州中部，然后再向西穿过克利夫兰市。交易延迟时间是按照数据往返时间（比如，从发出指令到接收到确认信息的时间）计算的。
Spread Networks的高管表示，在Spread Networks的光缆网络建成之前，这一交易延迟时间的最低值为14.5毫秒（1毫秒=0.001秒），而且由于数据流量也不稳定，多数客户的交易延迟时间达到15.9毫秒。而使用Spread Networks提供的高级“暗光缆”（dark fiber，注：预先埋设的、还没有使用的光纤）服务的客户交易延迟时间最短可以达到13.1毫秒，这种网络链接无需与其他客户共享通道，因此会大大提高传输速度。在股票交易产业，高价格就意味着私密性能够得到有效保护。
Spread Networks随即开始与大量客户签约，但到了2012年春季，该公司又遭遇了能够提供更短交易延迟时间服务的潜在竞争对手。受某些复杂的物理因素影响，通过其他任何介质传播的信号速度都会相应地因为该介质的折光率而降低，因此通过光缆传播的信号速度约为每秒20万千米，达不到每秒30万千米的空气中光速。这样，纽约与芝加哥两地之间的最快通讯就是通过空气实现可视化传播，而这需要建设一系列微波接力信号塔才能够实现。而Tradeworx就正在建设这样一种网络。正如加州金融机构McKay Brothers期望的一样，这套系统能够实现最快的传播速度，交易往返延迟时间不到9毫秒。Tradeworx联合创始人之一鲍勃•米德（Bob Meade）表示，该公司的信号传输路线使用了尽可能最少的信号塔（20个）。
然而，这种微波传输的11千兆赫兹频率却容易受到暴风雨或特定天气状况的影响。Spread Networks首席执行官大卫•巴克斯代尔（David Barksdale）表示，他并不担心来自微波传输竞争对手的挑战。他指出：“多年来，人们一直在谈论建设能够缩短延迟时间的无线网络。我们认为，对于复杂的股票交易应用来说，长距离微波传输并不是一项可靠技术。因为它会受到某些主要制约因素的影响。”Spread Networks向用户承诺其光缆连接的可靠性可以达到99.999%。
但米德则确信，最重要的是连接速度，而不是可靠性。他指出，如果你的连接可靠性为99%，那么意味着你有1%的几率赚不到钱；但如果你的连接速度低于竞争对手，你就彻底丧失了赚钱的机会。
股票交易光缆数据的其他主要路线还包括纽约到伦敦以及伦敦到东京（由于美股交易时间与多数亚洲国家不发生重叠，因此对纽约到东京的连接路线的需求不是很大）。目前，至少有三家公司已经宣布了建设横穿北冰洋的欧洲到日本的光缆计划。一旦这些光缆路线于2014年开始投入使用，那么会将亚欧交易延迟时间从目前的230毫秒缩短至介于155毫秒到168毫秒之间。 #p#page_title#e#
与此同时，光缆生产商也已经开始生产纽约到伦敦新路线专用光缆，新线路将比传统线路缩短311英里，并能够将交易延迟时间从现在的65毫秒缩短至不到60毫秒。大多数穿越大西洋的光缆都会直接深入海底，以避免来自鲨鱼的攻击。受光缆发射的电磁场的吸引，鲨鱼经常咬断光缆，从而威胁到全球金融产业。在沿大陆架铺设的过程中，生产商必须耗巨资对光缆进行全副武装以防御鲨鱼的撕咬，有可能的话最好将光缆进行深埋以躲避来自船锚和捕鱼拖网的威胁。经过全副武装后的新光缆的铺设长度仅为传统长度的60%，这大大缩短了传输距离。
据投资建设Project Express 跨大西洋海底光缆系统的Hibernia Atlantic 公司透露，到2013年夏季，将有两艘光缆铺设专业船分别从纽约和伦敦出发对向铺设光缆，预计三个月后它们会在大西洋中部会合。Project Express跨大西洋海底光缆系统全长约 4600 公里，连接英国萨默塞特郡（County of Somerset ）和加拿大哈利法克斯（Halifax）。Hibernia Atlantic 公司于 2010 年 9 月宣布投资建设该新的跨大西洋海底光缆系统。目前，Project Express 海缆工程进展顺利，预计将于 2013 年初开通投产。这条光缆系统的成本约为3亿美元。预计使用寿命：很难说。Hibernia Atlantic 公司宣称 Project Express 是专为金融行业（特别是高频交易）需求而精心设计的时延最短的大容量跨大西洋海缆系统。这与纽约到芝加哥路线的最大区别就是，大西洋上绝对不适合建设微波信号塔。
人类被机器取代
Spread Networks位于新泽西州Carteret的数据中心内景（腾讯科技配图）
高频交易商能够轻松赚取大笔收益，高频交易过程中每一美分交易机会出现和消失的速度都堪比现实世界中由量子力学场理论控制的粒子运动速度。交易目的其实就是为了能够使每个交易日都达到“出入平衡”，而且利润并不来自于市场，而是安全地躺在银行里。 交易商不断试探交易价格，希望找到合适的交易类型和趋势，或者是在某个地方以1美元买入然后在另一个地方以1.01美元或1.001美元售出的机会。有时候，他们并不指望从交易过程中获利。在所谓的“做市商-接受者（Maker-Taker）”定价方式下，部分交易能够提供很少的刺激****易报酬或回扣，但这种鼓励性措施往往能够吸引交易商进行交易。
这一切都是由计算机算法控制，而算法的有效期最短仅为几个星期。“动量（momentum）”算法倾向于买入股票，然后希望股价继续上涨；“均值回归（mean-reversion）”算法则倾向于出售股票，然后希望股价能够反弹会平均水平。同一家公司可能会同时使用上述两种算法。
寻找一对股价相关性一直都非常紧密的股票是普遍采用的一种算法策略。最经典的例子莫过于石油企业股价和航空公司股价，前者股价随着原油价格的上升而上涨，后者则恰恰相反。有些算法在一只股票中属于“市场做市者”，他们试图以低价购入股票，然后迅速选择略高的竞价售出以赚取差价（也称为点差）。经常使用这种策略的交易商被称为“专业人士”，如果点差能够达到0.125美分就是一笔相当不错的高频股票交易了。自从纽交所在2001年1月29日缩小升降单位（Decimalization，又简称为小数化）至0.01美元以来，点差就一路下降至一到两美分。这就意味着你必须增多股票交易量，加快股票交易速度才能够赚取到与此前相当的利润。这给人类操作没有留下任何余地。
Tradeworx首席投资官马尼•马赫朱利（Mani Mahjouri）在2012年纽约金融工程师大赛上讲述了一个更有代表性的案例。他假设的算法买入和卖出标准普尔预托证券（SPY，追踪标准普尔500指数）。SPY在多个股票交易所进行交易，其中也包括纳斯达克，但在芝加哥却有一个标准普尔500期货市场，其期货合约的价格能够提前数周或数月反映出标普500指数的走势。 #p#page_title#e#
SPY的股价和期货合约总体上会同步发生变化，但并不绝对。受交易数据传输延迟因素的影响，SPY的期货合约变化总是比股价提前几毫秒。关键在于，这几毫秒的差距足以让计算机算法通过标普500期货的变化来预测下几毫秒中SPY的股价走势。具体能够从中赚取多少利润则要取决于算法得到的从芝加哥传输到纽约的数据速度。在一项实验中，马赫朱利将这种算法用于记录一整天的交易过程。他发现，在理想条件下（即数据和指令实现光速传输），这种算法每天能够完成大概6.4万笔交易，平均收益为每股0.0001美元。按照保守估计，SPY平均每天的股票交易量约为1.5亿。Tradeworx声称该公司占据其中4%的交易量，也就是600万股，再乘以每股0.0001美元的平均收益，结果是600美元。但就这一种算法来说，每天600美元的财富积累速度确实太慢。但现实情况是，Tradeworx每天运行了类似算法高达“七八百个”，这就不免吸引了投资者的兴趣。高频交易之所以如此受欢迎的原因之一就是，这种交易方式瞬间就完成了，人们根本来不及对交易过程施加影响力。任何一个理智的交易商都不会将时间浪费在0.01美分的讨价还价上，但计算机却不嫌麻烦。
雅虎财经的买卖交易盘记录（order book）很可能是运行某种算法得出的结果，而普通投资者几乎不可能按照上面记录上显示的股价买卖股票，因为你根本就不可能接入股票交易市场。即使你接入了，这些记录上显示的交易数据也已经早就过期了。这才是真正的危险所在：这不单单是人类越来越少地从事股票交易的问题，而是人类根本无法参与其中的问题。美国新泽西州投资经纪公司Themis Trading的合伙人赛尔•阿努克（Sal Arnuk）指出：“当普通投资者在网上浏览股票报价记录表时，他们就像是在看一颗5万年前开始燃烧的星星。”阿努克还与他人共同撰写了一本批判高频交易的书籍，名为《衰败的市场》（Broken Markets）。据估计，主要股票交易市场90%的报价都在真正交易前被取消了。其中很多报价的目的根本就不在于执行，而是为了检验市场反应、干扰和破坏竞争算法、或者通过阻塞交易系统放缓股票交易。这是一种被称为“塞单”（quote stuffing）的投机手法，即对某些股票大量下单，但随即取消交易的牟利行为。在互联网上，这被称为“拒绝服务”（denial-of-service）攻击，是一种犯罪行为。在金融工程师业内，这被视为最糟糕的攻击行为。
受此影响，这套聚合了全美12家股票交易市场的报价信息并将这些信息传送给交易商的综合报价系统正在感受到越来越大的数据压力。市场数据聚合和分析服务提供商Nanex的首席执行官斯科特•亨塞德（Scott Hunsader）指出：“每次股票交易市场提高数据加载流量都会催生出更多的数据阻塞现象。你需要1GB或者更高的接入流量才能够始终处于竞争者的前列。2000年，我使用56K的调制解调器上网追踪股票信息。而现在，虽然可以免费提交报价，但我们只有缴费才能收到数据信息。”
高频交易引发质疑
高频交易所引发的质疑能否继续维持华尔街牛市（腾讯科技配图）
美国第三大证交所运营商BATS在原定于今年3月的上市当日经历一次严重技术故障后宣布取消上市。BATS确定了每股16美元的招股价，并计划进行630万股的首轮募股交易。但是在上市当天上午的交易中，技术故障导致BATS的报价跌至每股15.25美元；交易所随后在美国东部夏令时下午1点10分暂停了交易。更令人始料未及的是，就在暂停交易前，BATS的股价又从15.25美元大幅下跌至仅剩0.28美元。
BATS高管随后出面进行了道歉、承担了责任、取消公司IPO上市计划并撤销了股票交易。但是，技术故障可能并不足以解释其中的原因。在对交易过程进行分析后，Nanex工程师杰弗里•多诺万（Jeffrey Donovan）发现了计算机算法在其中捣鬼的蛛丝马迹。Nanex首席执行官亨塞德认为，这是有人想故意整垮BATS。 #p#page_title#e#
BATS高管并没有对这种猜测做出任何评论。其他市场观察家也对此存有疑问。Tradeworx首席执行官马诺耶•纳朗（Manoj Narang）指出，总体上来说，“计算机不会介入操控市场的活动。只有人类才能够这样做。那些通过在算法中编入操纵程序赚钱的高频交易商实在太愚蠢了。”
多数华尔街分析师对此都持乐观态度。因为BATS的系统崩溃并没有导致其他证交所的大范围的系统瘫痪。部分市场观察人士认为，美国证券监管机构有意防止类似2010年5月6日美国股市出现的“闪电崩盘”（Flash Crash）现象再次发生，当时道琼斯工业平均指数（Dow Jones Industrial Average）在半小时内暴跌650点，瞬间蒸发了8500亿美元市值。高频交易商认为，这次事件误导公众，使后者认为高频红移投资交易商是1929年爆发的“庞大崩盘”（Great Crash）以来的每一次金融系统瘫痪的幕后主使。2012年纽约金融工程师大赛评委会成员、资深算法交易员艾琳•阿尔德里奇（Irene Aldridge）表示：“当人们得知我从事的职业后，他们简直被吓到了。”
高频交易行为引发了资本市场长期存在的一个问题：我们建立股票交易市场的目的何在？这也是多数交易员尽量避免的一个问题。教科书对此给出的解释是：其目的是让投资者相信他们总是能够以公开价格出售所持股票，确保股票的流动性，从而促进商业投资。从1792年到2006年，纽交所一直都是由其成员所有的类似非盈利机构。今天，纽交所已经成为国际股市交易巨头纽约泛欧交易所的一个下属机构，其自身的利润和股价在很大程度上都要取决于由高频交易商创造的财富。
SEC主席玛丽•夏皮罗（Mary Schapiro）在几个月前召开的一个新闻发布会上表示，她对“与公司核心业务无关的”大量股票交易感到忧虑。包括对取消大量股票订单的交易员进行处罚在内的限制性措施已经浮出水面，但多数还处于审议阶段。
任何数据都可能影响股市
Tradeworx使用微波信号塔接力传输数据（腾讯科技配图）计算机算法为高频交易提供支撑，而这种交易热潮所引发的影响之一就是金融摩尔方德数据市场的迅速崛起。部分最具价值的金融数据遵循历史规律，因为金融工程师需要大量数据在后台对他们的交易模式进行检测。如果能够被制作成机器可以识别的格式，即使是免费信息也可以进行买卖，比如公司营收报告和政府公布的官方数据。
不仅仅是银行家们的评论能够影响股市。在经济环境下产生的几乎任何形式的数据都在被聚合，然后再被用来对股价的潜在影响进行测试。比如，GPS数据可以显示商场或办公大楼内手机用户的密度，这种数据已经被用来解读人们的实时经济活动。只要你能够获得足够多的Twitter转发量，也能够从股市上找到这些转发文章的价值。
印第安纳大学信息研究员乔翰•布伦（Johan Bollen）与其他两位同事从2008年开始至今收集了近1000万篇被转发的Twitter，并撰写了题为《Twitter情绪能够预测股市》（Twitter Mood Predicts the Stock Market）的文章。布伦在文章中对Twitter发布者情绪与股市变化进行了研究，并发现更多地表现出“镇静”情绪的文章往往能够在两道六天后的道琼斯工业平均指数上涨中得到体现。包括布伦在内的任何人都不知道这意味着什么或者为什么会出现这种现象。但如果换做是具有一定经验的金融工程师，他们就会说：“既然有效，那就遵循这种规律进行交易吧。”
术业有专攻。物理学家精通物理，但很少有物理学家从事过金融行业。因此，他们似乎并不知道一旦证实中微子的传播速度超过光速对金融行业意味着什么。然而，每一位金融工程师在得知此事后都会做出一致的决定：
采用中微子传导技术取代光纤进行数据传输
