“财神爷”系列 – 一流的数学家+投资界的绝顶高手Jim Simons

2024年5月10日,Jim Simons在曼哈顿的家中去世,享年86岁。

Jim Simons一生横跨数学和量化投资两大领域,凭借自己的智慧、毅力和创新精神,在两个领域都极有建树。他在微分几何领域取得的开创性成就,足以跻身一流几何学家的行列。他在40岁后转战投资领域,成为了现代量化投资的先驱和泰斗。其几十年的投资业绩足以傲视包括巴芒组合在内的任何投资者。Simons用三句话总结了自己的一生:“我做了很多数学,我赚了很多钱,我把大部分钱都捐出去了。”

一流的几何学家

James Harris Simons于1938年4月25日出生于马萨诸塞州布鲁克莱恩,是鞋厂老板Matthew Simons和家庭妇女Marcia (Kantor) Simons的独生子。他很早就显露了在数学方面的天赋,对数字和形状有着强烈的直觉。在他3岁的时候,他就能独自算出2的10次方是1024。他高中毕业后进入麻省理工学院攻读数学专业。在这里有机会和Barry Mazur这样人物成为同学,这使他意识到自己可能不会成为超一流的数学家,但是仍有机会做出很好的数学成果。也是在这里,他会在午夜的街角咖啡店看到像Warren Ambrose和Isadore Singer这样的杰出数学家还在兴致勃勃地讨论数学问题。使他意识到:雪茄、咖啡、数学,这就是我想要的生活。

Jim Simons
Jim Simons

Simons用了三年完成本科学业,本想继续在MIT攻读博士学位,但是他的导师建议他去加州大学伯克利分校跟陈省身教授学习微分几何。他拿到了伯克利数学系提供的奖学金,于1959年夏天来到了伯克利攻读数学博士学位。但是那一年陈教授正在休学术年假,并不在系里。他就投在了Bertram Kostant教授的门下,开始撰写博士论文。除了开头部分,他的博士论文研究基本顺利,他仅用了两年时间就完成了博士论文,给出了 Berger 对黎曼流形完整群分类的新证明。论文很快发表在一本很有分量的学术杂志上,他也因此获得了一个回MIT任教的机会。

从1962年开始,Simons在麻省理工学院和哈佛大学任教。他被分配教一门高年级研究生的课程,“偏微分方程”。他之前并没有系统地学过这方面的课程,对课程内容也不是很熟悉,但是他生动的讲课方式很受学生欢迎。当学生们知道Simons也就是比他们早一周开始学习这门课程的内容,都十分惊讶。

1964年Simons接受了一份新的工作来到了Princeton。这是一个由普林斯顿高等研究院和美国国防部合办的国防分析研究所(IDA的CRD),他在通信研究部担任研究人员,帮助破译苏联密码。之前有十几年的时间,美国在破译苏联的密码方面没有取得显著进展。Simons开始用数理统计理论和概率论的方法建构算法,取得了不错的进展,受到了国防部的嘉奖。新工作的薪水比在哈佛教书涨了一倍,而且他还可以保留一部分时间继续研究自己感兴趣的课题。在1968年,他在顶刊“数学年鉴”上发表了一篇几何方面的经典论文“黎曼流形上的最小簇”,奠定了Simons在几何领域的显著地位。也是在这一年,Simons因公开表达强烈的反越战观点而被该研究所开除。

此时Simons在数学界的名声正在上升,经过朋友牵线推荐,他收到了纽约大学石溪分校校长John Toll的邀请,出任石溪分校数学系系主任一职。Toll校长从纽约州政府获得了大量的经费,立志要把石溪分校办成美国东岸的伯克利。此前他已经招募了杨振宁出掌物理系。为了数学系主任一职,他已经寻觅五年,尚不得合适的人才。年仅30岁的Simons就这样走马上任纽约大学石溪分校数学系主任。1968年至1978年,他担任石溪大学数学系主任。招募一流的数学家来石溪任教是他的首要任务。通过他的努力,石溪大学数学系的地位稳步提高,成为全世界顶尖的几何研究中心之一。

从他的博士论文开始,Simons的数学研究工作主要集中在流形的几何和拓扑上。因为阴差阳错,陈省身没有成为他的直接论文导师,但是也是他论文答辩委员会成员之一。之后他也开始和陈有几何研究上的合作,两人在1971年就有合作论文发表。1974年他发现了一个在3维流形上的不变特征类,他把这个结果告诉了陈省身,陈马上意识到这在任何高维流形上也能成立,这就诞生了在微分几何里的一个经典成果——黎曼流形的陈-Simons二次特征类。后来,数学物理学家Edward Witten、Albert Scwharz、David Thouless等发现了这些特征类在许多物理领域的大量应用,如拓扑量子场论、弦论、凝聚态物理、超引力理论等等。它也与 4 维流形上的杨-Mills泛函有关,杨振宁和Simons也有许多深入的讨论和交流。来自英美的三名物理学家用陈-Simons理论描述了分数量子霍尔效应,并获得2016年的诺贝尔物理学奖。足见其对现代物理学产生了深远的影响。这些以及对几何和拓扑学的其他贡献使Simons成为 1976 年美国数学会 (AMS) Oswald Veblen 几何奖的获得者。这个每五年颁发一次的奖项,是在几何领域的最高荣誉。

即使后来投身于投资业,Simons也一直没有完全脱离数学研究。他后来又发表了模式识别、弦理论以及将几何学、拓扑学与量子场论相结合的框架方面的突破性研究,于2014年当选美国国家科学院院士。

傲视群伦的长期投资业绩

Simons很早就意识到钱的重要性。在伯克利读博期间,他就开始用亲友赠送的婚礼金开始做大宗商品的投资,效果还不错。在国防分析研究所工作期间,他也和同事一起写过一篇论文,试图用微分方程的方法来预测一些商品和证券的价格。1976年,Simons将自己的一笔钱交给了以前他在哈佛教过的一个学生来管理。这个学生用数学和统计模型来预测蔗糖的价格,效果奇佳,一年内资产就翻了十倍多。Simons也收获颇丰,这也重新触发了他内心对钱的强烈欲望。他决定将他的才智用到一个更平淡的学科上——在尽可能短的时间内赚到尽可能多的钱。1978年他他放弃了学术生涯,在长岛Setauket 的一个小型购物中心租了一家店面办公室,创立了 Monemetrics。他坚信,他和他的数学家、物理学家和统计学家小团队(主要是前大学同事)可以分析金融数据、识别市场趋势并进行有利可图的交易。他要证明商品、货币、股票和债券的价格也可以像运动的物体一样可以用微积分和偏微分方程来预测,价格波动的密码也可以像苏联的密码那样用数理统计和概率论的算法来破译。他抛弃了金融分析师和商学院毕业生,而是聘请了志同道合的数学家和科学家。Simons为他的同事配备了先进的计算机,以处理通过数学模型过滤的大量数据。

最初用数学模型预测货币的波动颇为顺利,Monemetrics收获了不错的利润。但是拓展到债券领域的时候,损失开始扩大,长达半年多的时间一直在失血。有一次,Monemetrics公司的计算机程序预测马铃薯价格上的机会,购买了大量缅因州马铃薯期货,几乎控制了市场。这遭到了负责期货交易的监管机构商品期货交易委员会的反对。结果,Simons不得不卖掉他的投资,并错失了巨大的潜在利润。

经过四年的过山车岁月,Monemetrics 更名为 Renaissance Technologies。Simons和他的学者团队最初专注于货币和大宗商品。每一种可以想到的数据类型——非洲政治动荡的新闻报道、亚洲小国的银行统计数据、秘鲁不断上涨的土豆价格——都被输入先进的计算机中,以收集模式,使Renaissance能够持续获得巨额年度回报。

Simons团队在推动用数学模型做交易决策的道路也远远不是一帆风顺。从货币汇率到大宗商品,到债券,再到股票和期货,每一次投资标的的变化和拓展,都几乎伴随着大量的损失。Simons团队早期的主要合伙人有曾经和他在国防分析研究所合作发表价格波动预测模型的Lenny Baum,有Simons在石溪任数学系主任时花大力气从Cornell挖角来的顶尖的数论专家James Ax,还有信息编码论专家Elwyn Berlekamp,计算机和大数据专家Sandor Straus,复分析专家Henry Laufer,随机微分方程专家René Carmona等。他们在不同时期为Renaissance的交易系统的演进添砖加瓦,做出了各自的贡献。从1978年到1990年,Renaissance的交易算法系统和价格数据库经过不断的演进迭代,才初具规模。而此时的美国资本市场也刚好迎来了冷战胜利后的一波大牛市。

当Renaissance投资股市时,真正的财富出现了。这是一个比货币和大宗商品大得多的市场。股票和债券长期以来被视为华尔街券商、投资银行和共同基金公司的职权范围,这些年轻、不知疲倦的MBA分析上市公司,并将研究结果交给高级财富经理,然后由他们依靠自己的经验和直觉来选择市场的获胜者。

Simons旗下的Renaissance公司的对冲基金在世界各地的市场上进行交易,一直采用数学模型来分析和执行交易。Renaissance 使用基于计算机的模型来预测金融工具的价格变化。这些模型基于分析尽可能多的收集数据,然后寻找非随机运动来做出预测。Renaissance许多交易决策都由数据驱动,只关注数据的模式和相关性,而不作因果判别,是完全自动化的。这个系统注重捕捉市场上出现的短期价格差异,快进快出,往往一个证券的持有时间不超过两天,甚至更短。

华尔街公司最初嘲笑Renaissance的数学呆子和他们的定量方法。但是到 2020 年,Renaissance公司引领的定量投资方法几乎占华尔街交易业务的三分之一。即使是依赖企业研究、直觉和个人联系的传统投资公司也感到有必要采用Renaissance的一些计算机驱动的方法。在其存在的大部分时间里,Renaissance基金都是华尔街最大的量化基金,其投资风格极大地改变了对冲基金的交易方式以及为其富有的投资者和养老基金赚钱的方式。

Renaissance公司的四只投资基金变成了虚拟印钞机。Medallion 是这些基金中规模最大的,自 1988 年成立以来的 30 年间,其交易利润超过1000亿美元。在此期间,它创造了闻所未闻的66%的平均年回报率。即便扣除费用和利润分享部分后,基金客户也有39.1%的平均年净回报率。这个投资业绩足以傲视包括巴芒组合在内的任何投资者。

2006年,Simons被国际金融工程师协会评为年度金融工程师。2020年,他的个人收入估计为26亿美元,2007年为28亿美元,2006年为17亿美元,2005年为15亿美元(当年对冲基金经理中薪酬最高的) ,2004 年 6.7 亿美元。2010年,Simons从公司首席执行官的职位上退休时,他的身价已达110亿美元。Simons去世时的净资产估计为 314 亿美元,使他成为世界上第 51 位最富有的人。

如果在当代投资殿堂树立两座丰碑,一座会是巴芒组合,展示了50多年接近20%的平均年回报率;一座会是Simons领军的Renaissance团队,展示了30多年超过60%的平均年回报率。其余的即使享有盛名,或是一时赚了大钱,都只能是来来往往的过客。其长期业绩不一定经得起显著的统计假设检验,到底是运气还是有真材实料,都还两说。

慈善事业

在继续担任Renaissance董事长期间管理其基金的同时,Simons越来越多地将时间和财富投入到慈善事业中。

Simons和他的妻子 Marilyn Hawrys Simons于1994 年共同创立了Simons基金会,这是一个慈善组织,除了科学研究外,还支持与教育和健康相关的项目。Simons基金会于2003年建立了西蒙斯基金会自闭症研究计划 (SFARI),作为Simons基金会一系列计划中的一项科学计划。SFARI 的使命是提高对自闭症谱系障碍的理解、诊断和治疗。

2004年,Simons创立了Math for America,其使命是通过招募更多高素质教师来改善美国公立学校的数学教育。Simons基金会最初承诺提供2500万美元,后来他在2006年将这一承诺增加了一倍。该基金会继续为其运营提供资金,2018年捐款近2200万美元。

2006年,Simons和他的妻子通过Simons基金会向石溪大学捐赠了2500万美元,这是当时纽约州立大学学校有史以来最大的一笔捐款。2008年2月27日,Simons基金会捐赠6000万美元,在石溪建立Simons几何和物理中心,这是纽约州历史上对公立大学的最大一笔捐赠。2011年,这对夫妇再次打破了这一记录,向石溪分校捐赠了1.5亿美元,用于医学科学研究、建造生命科学大楼、建立神经科学研究所和生物成像中心、研究癌症和传染病、35个新的教授职位和40个研究生奖学金。2023年,该大学宣布收到Simons基金会捐赠的5亿美元,这是公立大学有史以来收到的第二大捐赠。

Simons是他的本科母校麻省理工学院的最大贡献者之一。这对夫妇和他们的基金会资助了数学系大楼的翻修,该大楼于2016年以他们的名字命名,并资助了Simons社交大脑中心。Simons是麻省理工学院公司的终身名誉会员和董事会成员。

Simons是他的研究生母校伯克利分校的主要捐助者。2012年7月1日,Simons基金会承诺向伯克利分校提供6000万美元建立Simons计算理论研究所,这是世界领先的理论计算机科学合作研究机构。2020年,该基金会向伯克利分校单独拨款总计超过4600万美元,以增加该研究所的捐赠并支持其运营。2023年10月,该大学宣布Simons基金会额外向该研究所提供2500万美元作为配套承诺。Simons和他的妻子还向伯克利附属机构提供了大量资助,特别是Simons-Laufer数学科学研究所和伯克利实验室。

Simons基金会成为基础科学研究最大的私人资助者之一。Simons基金会于 2016 年建立了 Flatiron 研究所,容纳5个计算科学家组(每个组有60名或更多博士级研究人员)。该研究所由四个核心或部门组成:CCB(计算生物学中心)、CCA(计算天体物理中心)、CCQ(计算量子力学中心)、CCM(计算数学中心)和CCN(计算神经科学中心)。新研究所位于曼哈顿,代表着对基础计算科学的重大投资。

另外,Simons基金会也为清华大学捐赠了陈-Simons楼,也是尼泊尔医疗保健的大型捐助者。

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