光速交易：超高速演算法如何改變金融市場?

謝詞
 
Step 1 導言：HFT 高頻交易的世界
Step 2 前進高塔
Step 3「我們會給你看我們的簿子。為何他們不會？」
Step 4 交易商、客戶，以及市場結構的政治
Step 5 「我不只會失業，還可能失去雙腿！」
Step 6 HFT 演算法的交互作用與交易所的介入
Step 7 結語
 
附錄：HFT文獻
全書註
參考資料

導言

HFT 高頻交易的世界（節錄）

　　沿著百老街（Broad Street）朝曼哈頓南端前進，沿途你會行經紐約證券交易所宏偉的新古典主義建築、警察設置的路障，以及正常情況下，在這裡拍照的觀光客們。綜觀整個二十世紀，這座擠滿商人的知名建築就是「金融」二字的代名詞。再往南多走個幾分鐘，你非常有可能經過「百老街五十號」卻未曾多瞅兩眼。這棟建築的外牆相當吸睛，內部整個翻新過，但撇開這些不談，其實它就是棟普通的曼哈頓辦公大樓。一九九三年期間，百老街的這一路段荒廢雜亂，令《紐約時報》的記者不禁藉此來證實市中心的繁華已是過往雲煙。然而，一九九〇至二〇〇〇年代早期，百老街五十號的所有一舉一動都足以大幅撼動全球金融市場，沒有其他地方能夠比擬。如今，尚有一絲蹤跡可看出它過往扮演的角色：臨街店面上方的石造外牆設有一塊寫著「島嶼（island）」字樣的鑲板。（雖然此區域已經復甦，但這間店鋪多年來都是閒置狀態。）

　　我將我的受訪者稱作AF，他告訴我，如果島嶼的系統收到了收購股票的買價，同時間也有人開出相同價格出售同一支股票的話，那麼系統可以在幾毫秒之內（千分之一秒）執行一筆交易，速度遠比當時最能夠相提並論的主流電子系統「極訊」（Instinet）快上一千倍。肉眼看來，在島嶼進行交易不過是一眨眼的功夫。

　　與島嶼的速度同等重要的，是機器也開始在這裡進行交易。過去許多人投注了大量心力在自動交易這一塊，但大多都沒法順暢地運作。一九八〇與一九九〇年代，自動化交易系統與交易所的系統很難配合地天衣無縫，原因在於設計系統的前提，都是將交易者假設為人類、而非機器。再者，交易所早期的電子交易系統管理者，通常都會禁止電腦直接連接到他們，以保護人類使用者免於「不公平的」自動化競爭。對此，交易員會偷偷在辦公室中尋找規避這條禁令的方法──有時甚至會打造機械裝置來破解設計給人類交易員使用的終端密鑰（圖1.2為其中一個裝置）──但這麼做其實效率不高。相比之下，島嶼打從一開始就將機器納入考量。它的核心就是一套「訂單簿」：每支股票都有自己的電子檔案夾，用以存放考慮購入的股票買價以及欲售出的賣價。每當島嶼的電腦系統執行一筆交易、收到買價或賣價，或者是取消一筆訂單時，透過連續不斷的數據傳送，交易者即可以透過電腦隨時掌握島嶼訂單簿的最新狀況，同時間也能輕易透過電腦，以快速、簡潔、標準的電子格式發送買價與賣價給島嶼。

　　隨著在島嶼上進行交易的機器速度變得越來越快，倘若需要將訂單經由數百英哩的光纜傳送至曼哈頓下城，那麼在所難免的延遲問題將會變得相當明顯。二〇〇六年，堪薩斯城HFT公司Tradebot（Trading Robot）創辦人戴夫˙卡明斯（Dave Cummings）告訴《華爾街日報》，他發現從堪薩斯城傳送訊號至百老街五十號需要十毫秒的時間，而這導致他的公司面臨了一個劣勢：「我們因為光速而被排除在外了」〔盧切帝（Lucchetti）2006〕。大約自二〇〇二年開始，在島嶼進行機器交易的公司逐漸搬遷至百老街五十號，一開始只是非正式（讓web服務公司在大樓裡設有辦公室，用以放置電腦伺服器），而後島嶼與之達成付費協議──讓這些電腦伺服器置於島嶼位於大樓地下室的機房，就擺在島嶼的心臟、負責管理訂單與執行交易的「匹配引擎」旁邊。

　　這本書欲探討的主題即是出現（「出現」這個詞再恰當不過，因為這完全是計劃之外的事）在百老街五十號及其周圍的系統：高頻交易，又名HFT（high-frequency trading）。早在被正式命名之前，這項交易方式便已存在；就我所知，這個術語出現在二〇〇〇年早期，由芝加哥對沖基金業者「城堡公司」（Citadel）首次提出。HFT是「自營的」自動化交易，速度遠遠超過人類獨立操作，關於這點，交易的盈利能力本身就是取決於速度。（自營交易的目標為直接獲利，而不是要，舉例來說，藉由代表他人進行交易賺取手續費。）雖然HFT公司雇用來設計與監督交易演算法的員工經常自稱是交易員，但負責交易的其實是計算機演算法。人類撰寫演算法（HFT早期比較常見），有時候會在交易日當天調整參數，但最終決定買價及賣價的仍舊是機器，而非人類。

　　HFT的演算法會和相同的、以及其他種類的演算法進行交易，比方說機構投資者──以及代表這些投資者的銀行和經紀人──使用的「執行演算法」，以此將買入或售出的大筆訂單拆成多筆較小、較低調的「孩童」訂單。HFT公司的演算法同時也會與人類手動下訂的訂單相互運作，後者包括那些被稱為「零售者」（散戶投資客）的市場參與者。然而，最終只有少數零售訂單會於紐約證券交易所這類地方進行交易。這類訂單通常都是由有時亦被稱作批發商（大多是HFT公司的分部）的機構直接執行，散戶投資客會將訂單發給他們，他們付費給代理人後透過這些代理人進行交易。

　　總體來看，HFT公司進行的是大規模的交易。舉例來說，如稍後第四章節會提到的，單單是二〇一五年的其中兩個月，八間HFT公司的交易總額就等同於七兆美元的美國國庫券（美國國庫券為美國財政部發行的公債。一兆等於一百萬乘以一百萬）。現今大多數交易都是匿名制，因此很難確定其中有多少金額是出自HFT，不過據觀察家估算，在全球眾多最重要的市場中，HFT大約佔了其半數以上的交易量。（梅耶（Meyer）與布拉克（Bullock），2017；梅耶、布拉克與芮尼森（Rennison），2018）。

　　負責如此大量交易的HFT公司通常都是最近才剛成立的小公司，只有極少數是創立於二〇〇〇年之前，但即便一間HFT公司的員工不超過幾十位，仍舊扮演了至關重要的角色。就以總部恰好在百老街五十號幾個街區外的HFT公司沃途金融（Virtu）為例。沃途的主要工作是「打做市場」──持續不斷地買入證券或其他金融工具，再以稍微高一點的價格賣出──透過在三十六個國家交易兩萬五千多種金融工具來達成目的。沃途掌管了大約五分之一的美國股票交易。根據我的受訪者所說，雖然員工不超過一百五十人，但沃途已經崛起至龍頭地位（由於收購了兩間勞動密集型公司，最近員工人數有增加）。

　　在特定的利基市場中，公司的重要性並不取決於員工的多寡。一位受訪者相當平靜地告訴我，二〇一九年他任職的歐洲HFT小公司負責了印度全數股票交易的其中百分之五。過去有些大銀行相當積極於HFT，但付出的心力幾乎全數付諸東流；對大型的官僚組織來說，要急速開發快速、高度專業化的軟體系統有相當的難度。銀行依舊有憑藉其他類型的金融工具打做市場（包括之後於第四章節討論的外匯交易與政府的主權債券），然而，二〇〇八年銀行危機爆發限制了銀行自營交易，因此銀行不得繼續大規模採用HFT的策略，只得以使用以HFT的標準來看速度相對緩慢的系統。

　　我的受訪者們來自不同HFT公司內部的多個不同組織。其中一些組織整合成一體共同運作，沒有所謂傳統的個體損益（交易員的收益或損失，同時也是他／她的獎金的主要決定因子）；有間公司有個由電腦負責處理的「訊號庫」──一種有助於HFT演算法的數據模式的電子匯編──所有交易員與軟體開發者都可使用。然而，如同藍格（2016）所發現的，其他幾間HFT公司嚴格劃分了多個單獨的交易組，刻意阻礙了彼此之間的交流。舉例來說，有間公司在各組之間安排了一組行政人員，以人力實際將各組別區隔開來，主要辦公區域甚至會在每一組內播放白噪音，以防交談內容被別組的人聽見。另一間公司則是用白色簾幕分隔所有狹長的交易室，遮蔽住內部的工作內容。一位年輕的交易員（受訪者AC）任職的公司就有這樣的劃分，他表示：「若你在隔壁房間跟不該與之交談的人講話，那就有麻煩了。」

　　總共只有不超過二十多間數據中心負責了全球大多數的金融交易與HFT。舉例來說，大部分的美國股市交易都是在紐澤西北部的四間數據中心進行（圖1.3）。其中一間屬於現在的紐約證券交易所的母公司，洲際交易所集團。另一間則是由那斯達克承租，論及美國股票交易場所，傳統上那斯達克被視為NYSE的主要競爭對手。另兩間數據中心（NY4及NY5）內部設有多間交易所的系統，包括目前從屬於芝加哥期貨交易所的美國第三大證券交易所。NY4與NY5關係密切，實際上是作為單一個數據中心在運行。正因如此，市場參與者經常將NYSE數據中心、那斯塔克數據中心，以及NY4/5稱作「股權金三角」。（「股權」僅是「股份」的代名詞。）

　　美國所有重要的股票都是在這幾間數據中心進行交易。如此一來，一間數據中心進行的自動化交易，就成了另一間數據中心極其重要的演算法數據來源：市場從業員稱此為不可或缺的「訊號」種類。一個訊號就是一種數據模式，通知演算法開始進行交易，比如通知演算法下標購買股份或者開價出售，抑或是取消既有的買價或賣價。

　　我不是經濟學家，本書也並非要回答那些經濟學家們針對HFT慣常提出的問題，比方說它是否提高了市場流動性或者波動性；請見附錄所列HFT相關文獻。儘管如此，如附錄中所述，我確實經由經濟學家對HFT所做的研究獲得了見解。那些研究有時也幫助我確認受訪者所說的他們的演算法所採用的「訊號」確實合理。有時候，更廣泛的金融經濟學文獻（可以追溯至超過五十年前）也提供了歷史證據。舉例來說，第一個明確表示股指數期貨市場早先於基礎股票有所波動趨勢的證據是出自克瓦勒（Kawaller）、柯許（Koch）及柯許（1987）。

　　有些專家報導了本書中所討論的一些特定事件，大大完善了採訪內容。我在美國國家檔案和記錄管理局（US National Archives）參閱了NYSE的檔案以及美國證券交易委員會（Securities and Exchange Commision）的紀錄，但更有幫助的檔案是出自其中一間最早開始執行HFT，屬於HFT早期版本的公司：自動交易台（Automated Trading Desk，ATD），於一九八九年創立於南卡羅萊納的查爾斯頓。（公司的合夥人大衛．懷特康〔David Whitecomb〕）以及其他位受訪者幫助我取得紀錄。）

　　以下四人對後續章節要討論的事件相當重要——前芝加哥商品交易所董事長里歐．梅拉梅德（Leo Melamed）、愛荷華州政治家尼爾．史密斯（Neal Smith）、股票經紀人暨交易員唐納．威登（Donald Weeden），以及HFT公司Tradebot創辦人戴夫．康明斯（Dave Cummings）——他們皆有自傳，以下章節我將偶爾引用。

　　當你研究一項物質活動，它會助你了解事發當時的物理環境。如前所說，HFT不是於交易公司的辦公室內進行，而是在交易中心的計算機數據中心內。拜訪數據中心的行程不易安排，但我有幸走訪了兩間，一邊行經裡頭的人一邊寫下有關第二章與第五章將提到的微電波塔的通訊基礎設施的筆記。某種意義上來說，我並沒有因此學到多少東西。僅僅是在數據中心內走動，且看到的比在外頭來得少，並無助於了解計算機的運作。儘管如此，這仍是必須的行動。我正試著了解一個世界，可以這麼說——是HFT的物質世界，它出現的方式、周圍的紛爭、它的世俗經濟學等等——而看見HFT實地發生的地方是這個過程中相當重要的一環。

　　本書章節概要

　　第二章聚焦於芝加哥商品交易所（CME）以及它成為超速自動交易龍頭之一。本章節記述了期貨買賣從芝加哥公開喊價交易轉變為電子交易過程中引發的劇烈衝突，其中包括，舉例來說，後者最非凡的倡導者里歐．梅拉梅德所面臨的死亡威脅。此章節也講述了CME如何在金融期貨交易中扮演核心角色的故事，其中涵蓋了一九七○年代嚴重干預國會政治，以及重新調整了賭博與合法期貨交易之間的法律界線。章節的最後為何芝加哥股指數期貨市場的價格變化總是領先於其他潛在的股票。

　　第三章探索了由HFT所引起，美國股票交易的劇烈改變，最一開始是透過早期HFT公司ATD來觀看這項變化。此章節描述了該公司於HFT出現之前的股票交易會場進行交易所遇到的困境。接著來到島嶼，第一間「HFT友善」的交易會場，以及它從一九九○年代美國金融體系聲名狼藉的利潤中脫穎而出。

　　此章節探討美國自動交易和新交易會場，例如島嶼，之間相輔相承的關係，而證券監管機構及美國交易委員會更加鞏固了這層關係。章節的最後扼要討論了類似的關係如何改變歐洲股市交易，以及HFT演算法於美國和歐洲股市交易中所使用的「訊號」。

　　第四章談論政府債券與外匯交易，其市場結構和期貨與股票交易的結構大不相同，但在後者躍居領頭位置時仍大幅存在。此市場結構首先組織的方式是依據社會經濟角色間的差異，意即「交易商」（先金主要是大型銀行）和「客戶」之間的區別，後者通常不是指私人，而是指小型銀行、非營利公司以及尤其是機構投資客。即便世界上最大的投資者，在債券與貨幣交易中仍被簡單視為顧客。舉例來說，政府債券，這種交易商—客戶的市場結構是以政府指定的「初級市場交易商」體系為根基：銀行（有時候也有其他證券機構）承諾都會於政府債券的首次拍賣會中的出價，並於後續的交易中持續身為做市商人，以換取特權作為回報。

　　第五章直接探討了HFT發生地點的物質技術系統。此章討論將HFT關鍵訊號從一處數據中心傳往另一間數據中心之間的纜線與無線連結，例如，此處強調了一條線路與數據中心間的測地線距離緊密靠近的極度重要性。此章接著轉而討論交易公司的計算機系統如何於數據中心內與交易所的計算機系統有實質性的交互作用。這些描述的現象中，探討了空間位置在光纖和無線傳輸中的宏觀重要性如何也反映在微小之處：現在所有HFT最快形式的計算機芯片（現場可編程邏輯門陣列，FPGAs）的專業設計師與程序員也必須密切注意這些芯片執行動作的確切位置。

　　第六章重點介紹HFT的兩個主要演算法：有系統地在交易所電子訂單簿出價買入正在被出價（價格稍微比較高）交易的金融工具的做市演算法；以及透過執行現有的買價與賣價尋求獲利機會的流動性回吐演算法。接著此章節轉而討論交易所與其他交易會場努力尋求改變的「物質政治」，此會藉由故意改變交易發生所在地技術系統的物質特徵——有時明目張膽、有時低調行事——來改變HFT演算法的交互作用。

　　第七章的結論將會回頭檢視前面章節討論過的HFT與物質政治經濟的內容。最後將會以後者觀點或許能有效地應用於經濟生活的其他層面做結尾，並以加密貨幣以及線上廣告這兩者可說是日常數位生活的經濟根基作為例子。將會有則附錄討論現有的HFT文獻。社會科學家讀者可能會希望在繼續閱讀下一章前先翻閱附錄。