ポートフォリオ効果によってリスクを下げることの理論的説明




私はリスクが嫌いです。

横断歩道を渡るときに、信号無視して突っ込んでくる車がいないか何度も確認するほどビビりです。あと、道を歩いているときに背後に人がいるのも嫌ですね。このご時世いきなり刺される可能性もなきにしもあらずなわけですし。


一般的にもリスクは小さい方が好まれるでしょう。ただし、株式において個別の銘柄のリスクとリターンはトレードオフの関係で、ハイリスク・ハイリターン、ローリスク・ローリターンなのです。なので、リスクを小さくしようとすれば、リターンも小さくなってしまう。


悩ましい問題ですね。


これを解決してくれるのがポートフォリオ効果です。ポートフォリオとは複数の銘柄を保有するだけのことですが、これにによって、下記のようなリターン、リスクの組み合わせが実現できるようになります。

図1

ポートフォリオ効果の理論的説明

なぜこのようなことが可能か、ガチガチの理論面から説明したいと思います。

X株とY株の二つの株式からなるポートフォリオを考えます。
X株の保有割をaとし、このポートフォリオをZとすると、

$$Z = aX + (1-a)Y $$

ポートフォリオの平均\(\mu_{Z} \)と分散\(\sigma_{Z}^2 \)は、相関係数をrとして

$$ \begin{eqnarray}
\mu_{Z} &=& a\mu_{X} + (1-a)\mu_{Y} \\ \\
\sigma_{Z}^2 &=& \frac{1}{n} \sum (Z-\mu_{Z})^2 \\
&=& \frac{1}{n} \sum (aX+(1-a)Y – (a\mu_{X}+(1-a)\mu_{Y}))^2 \\
&=& …\\
&=& a^2\sigma_{X}^2 + (1-a)^2\sigma_{Y}^2 + 2a(1-a)r\sigma_{X} \sigma_{Y}\\

\end{eqnarray}$$

途中かなり端折ってしまいましたが(数式入力けっこうしんどい、、、)、このように平均と分散はaの媒介変数表示で表すことができます。

ここで平均(\(\mu_{Z} \))はリターン、分散の平方根、つまり標準偏差(\(\sigma_{Z} \))はリスクを意味してます。

なので、この2式からリターン・リスクの関係が分かるということですね。

リターンはX,Yの単純な加重平均ですが、リスクは何やら複雑な式になってます。。
増減表を書けばリターン-リスクのグラフの全体像が分かりますが、めんどくさいのでそこまでは書きません。一応自分ではやってみました(暇人w)

数式のシミュレーション

増減表は書きませんが、エクセルでシミュレーションを行なってみたので、その結果を載せたいと思います。条件として、下記のように設定し、Xの保有割合aと相関係数rを変えたときのリターン・リスクの関係を見てみます。

  • X株:リターン 7%, リスク 20%
  • Y株:リターン 2%, リスク 11%

点AはX株のみ保有している状態(つまりa: 100%)、そこからaを変化させて点B(Y株のみ保有)に至るまでの軌跡を示してます。色は相関係数rの違いを表してます。

これらの軌跡は左側に膨らんでいる、つまりリスクが低減されていることが分かります。
このときポイントは三つあって、

  1. リターンはX,Yの加重平均である
  2. リスクはX,Yの加重平均よりも小さくなる
  3. リスク低減は相関係数が小さいほど効果が強い


1,2はリスクのみが低減されることを意味していて、「ローリスク・ローリターン」の原則を覆したことになります。たしかに点Bから出発すると、リスクは下がっているにもかかわらずリターンは上がっていることが分かります!図1に示した部分を実現できていますね。

3については、逆の値動きをする2銘柄を組み合わせた方がリスク低減効果が大きいことを示してます。たしかに相関係数-0.8の場合が最も左に膨れています。逆に、相関係数が0.8の場合を見れば分かる通り、1に近いほど効果は薄れます。まあ直感的にもそうですよね。逆の値動きをするもの同士は相殺してリスクは小さくなる。それが理論的にも示されたということです。

まとめ

ということで、ポートフォリオ効果によってなぜリスクが低減するのか理論的に説明してみました。

ここで気になるのが、リスク・リターン曲線上のどの点を買うのがいいのか?ということです。
たしかに、X, Yを組み合わせればリスクを低減できますが、リターンが最も高いのはXのみ保有した場合です。ハイリスク・ハイリターンを好む人はXのみを保有するでしょう。

最適なポートフォリオは何か?これはとても興味深い問題です。

また別のときに書きたいと思います。

では。

イカゲームから学ぶ人生の教訓w(※ネタバレ含みます)

イカゲーム流行ってますね。

私もNetflix見てしまいました。

平気で人が死んでいくのでなかなか怖かったですが、出演者も演技派揃いでついつい見入ってしまいました。

さて、最終話のシーンでなぜあのようなゲームが開催されたか明かされます。下記、主催者のおじいちゃんのセリフです。

君は金が全くないものと金が多すぎる者の共通点は何だか分かるか?人生がつまらないということだ。金があり余っている者は、何を買ったり食べたり飲んだりしても結局はつまらなくなってしまう。いつからか私の顧客たちがこう言うようになった。楽しいと思えることがもうなくなってしまった。だから皆で集まって考えてみたんだ。何をすれば少しは楽しいと思えるかをな。

イカゲーム(Netflix)

そう、このゲームは刺激を追い求めた金持ちの道楽だったわけですw


これは私の持論なんですが、基本的に幸せって変化量で感じるものだと思うんです。例えば旅行が楽しいのも今の生活と違う経験ができるという変化量があるから楽しいわけですよね。変化量が大きければ大きいほど感じる幸福も大きくなります。


私がここで言いたいのは、変化量に幸せを感じているとすれば、お金を使って生活水準を上げても慣れてしまえば幸福度は元通りということです。


このような経験はありませんか?

  • これまでよりも高いアクセサリーを買ってテンションが上がったが、慣れてくると何も感じなくなり、より良いものが欲しくなる
  • より広くて綺麗な家に住んだが、だんだん悪いところに目がつくようになり、愚痴を言い始める


私の経験ではありませんよw
つまり、最初は今までの生活との変化分を感じて幸せに浸るわけですが、慣れてしまえば感じなくなってしまうんです。


しかも、一度上げてしまった生活水準は中々下げることはできません。なぜかというと、マイナスの変化量は不幸せだからです。わざわざ不幸せな行為をしたいと思う人はいないですよね。つまり、一度上げた生活水準は現状維持かさらに上げるかしかないわけです。したがって、現状にすぐ満足できなくなる人は危険かもしれません。

生活水準を上げる→満足できなくなる→生活水準を上げる→満足できなくなる→…



このスパイラルを続けた結果、生活水準が上がりすぎて次第にお金を使っても変化量を感じられなくなる、、、。そんな人の行き着く先はイカゲームなのかもしれません、、



はいwとまあホラーチックになってしまったわけですが、もちろん幸せは変化量以外にも感じることができます。これは自分の心持ち次第なのかなと思います。

  • 好きな人と一緒にいる
  • 好きなことに取り組む
  • 毎日食べられる食事があることに感謝する

こういった当たり前のことに感謝して、当たり前の日常に楽しさを見出す、その姿勢が大切なんじゃないかと思う次第です。

相関係数って何者?: 共分散のスケーリング



相関係数の性質を理解していても、その本質を理解している人は意外と少ないんじゃないでしょうか。
*かくいう私も最近まで理解してませんでした。

相関係数の性質


相関係数は2種類のデータの関連性を示すものです。
-1~1の値を取り、下記のような性質を持つことが知られてます。

  • 相関係数が1に近い:同傾向が強い
  • 相関係数が-1に近い:反対傾向が強い
  • 相関係数が0に近い:(直線的な)関連がない

この辺りは知ってる人も多いと思います。

今回考えたいのは、よく知られた性質の話ではなく、一体どこからこのようなものが出てきたのかということです。

相関係数とは何者


まず相関係数の定義を見てみます。2種類のデータ列X, Yがあったとき、

$$ 相関係数= \frac{共分散}{Xの標準偏差\times Yの標準偏差}$$

共分散をX, Yの標準偏差の積で割ったものですね。なぜこのような式になるのか。前回の記事で書いたように、共分散は二つのデータ列の傾向を示してます。

しかし、共分散の値の大きさから傾向の程度を判断する基準がありません。例えば共分散が100だから同傾向の度合いが大きいとか、30だから小さいとか言えないわけです。なぜかというと、傾向の程度はX,Yの分散との比で決まる相対的なものだからです。

これは共分散の役割から考えると分かります。

合計(X+Y)の分散 = Xの分散+Yの分散+共分散

上式のように共分散はX、Yの傾向から合計の分散の値を調整するものです。
分散はXとYの単純な足しあわせにならず、共分散項による調整を受けるということです。

なので、例えば下記二つの例では同じ共分散100でも意味が異なるわけです。

  • Xの分散, Yの分散 = 110, 130のときの共分散100
  • Xの分散, Yの分散 = 1000, 800のときの共分散100

当然前者の方が合計の分散に与える影響が大きいため、前者の場合の方が同傾向の度合いは大きいと考えられます。

絶対的な判断基準を作る

「共分散の傾向の程度はX,Yの分散との比で決まる相対的なもの」です。

じゃあ、共分散をX, Yの分散で割ってあげれば絶対的な判断基準ができますよね。実際には分散ではなく、分散の平方根、つまり標準偏差で割ります。なので、下記の定義になるわけですね。

$$ 相関係数= \frac{共分散}{Xの標準偏差\times Yの標準偏差}$$

そして、この式の右辺は必ず-1 ~ 1となります。
この証明はググればいろいろ出てくるので割愛します。

まとめ

はい、ということで、共分散のままでは傾向の度合いに対する判断基準がないので、

標準偏差で割ることで絶対的な判断基準を作ったと、

そしてそれが相関係数と名付けられたということですね。

では。

共分散の本質を定義から考える

共分散ってややこしいですよね。

ネットで調べても定義が出てくるだけで、そもそもどこからこのような考え方が出てきたのかよくわからん、、、と私は思ってました。

一応高校でも習ってるみたいなんですけどね。

全く覚えてませんw

ただ、投資でもよく使用する相関係数は共分散を-1~1までの値にスケール変換したものですし、現代ポートフォリオ理論にも関係してくる話なので、共分散を理解することって実は大事なことなんじゃないかなーと思ってます。

共分散の前にまず分散について

分散(\( \sigma^2 \))は平均からのばらつき具合ですね。平均との差の二乗の平均で定義されます。

$$\sigma^2 = \frac{1}{n} \sum (x-\mu)^2 $$

例えば、企業Xの株価が下記だった場合、計算は割愛しますが、分散は125となります。

4月5月6月7月
株価1001109080

企業Yの株価が下記だった場合、分散は725となります。

4月5月6月7月
株価230200180250

共分散とは

今回考えたいのは二つのデータを足し合わせたときに、分散はどのようになるかです。

4月5月6月7月
株価X1001109080
株価Y230200180250
合計330310270330

つまり合計の分散ですね。計算すると分散は600になります。
ただ、ここで知りたいのは分散の値そのものではなく、合計の分散とX, Yそれぞれの分散の関係性です。
単純な足し合わせではなさそうです。

分散の定義から、

$$ \begin {eqnarray} \sigma_{X+Y} ^2 &=& \frac{1}{n} \sum (X+Y-\mu_{X+Y})^2 \\
&=& \frac{1}{n} \sum (X+Y-(\mu_{X}+\mu_{Y})^2) \\
&=&\frac{1}{n} \sum (X-\mu_{X})^2 + \frac{1}{n} \sum (Y-\mu_{Y})^2 + 2\times \frac{1}{n} \sum (X -\mu_{X})(Y – \mu_{Y})\\
&=&\sigma_{X}^2+\sigma_{Y}^2 + 2\times \color{red}{\frac{1}{n} \sum (X-\mu_{X})(Y-\mu_{Y})} \end{eqnarray}$$

この赤色の項こそ共分散の正体です。分散の定義式から導かれるものですね。
つまり、合計の分散 = Xの分散+ Yの分散 + 2\(\times \)共分散
となるわけです。

共分散項が何を意味しているか考えてみましょう。

共分散項の意味

平面を\( x=\mu_{X}, y=\mu_{Y} \)で4つのグループに分けると、右上と左下にデータが多い場合、つまりX, Yが同傾向の場合、共分散項は正になり、左上と右下にデータが多い場合、つまり反対の傾向の場合は負になります。また、X,Yがランダムに散らばっていた場合は共分散は0に近くなります。


つまり共分散の意味するところは二つのデータの傾向になります。

したがって二つのデータ群の傾向から\( \sigma_{X+Y} \) の値を調整する、これが共分散項の役割ですね。
データが同傾向であれば共分散>0になるので分散は大きくなり、データが反対傾向であれば共分散<0となり分散は小さくなります。
もし、無関係であれば共分散=0となり、分散はXとYの分散の単純な足しあわせになります。

今回挙げた株価の例では、共分散は-125となります。
確かにXとYの株価の値動きは反対方向ですよね。

よって、
合計(X+Y)の分散=125+725 + 2 \(\times \) (-125) = 600

となり、最初に算出した分散と一致してますね。

なんだかスッキリした気分です。

相関係数については次回書きたいと思います。

ブラウン運動の奥深さ


ブラウン運動って聞いたことありますか?

多分中学、高校の理科とかで言葉ぐらい聞いたことがある人は多いんじゃないかなと。

これですね。

出典: Wikipedia

微粒子が水中で動き回るやつです。

ブラウン運動の発見

植物学者ブラウンが花粉中の粒子が水中で動き回ることを発見したことからブラウン運動と呼ばれてます。

これって今でこそ熱運動をする水分子が衝突することが原因だと分かっているわけですが、発見当時(1827年)はさっぱりだったわけです。

そもそも原子の存在も仮説レベルでしか語られていなかった時代です。

ブラウンは当初生き物だと思ったそうです。

まあ最初はそう思いますよね。その後彼は様々な物質で実験し、この運動が生命に起因するものではないことまでは突き止めています。

アインシュタインの功績


その後結果的にブラウン運動の仕組みを解明したのはアインシュタイン(1905年)なんですが、面白いのがブラウン運動自体が原子の存在証明になったということですね。この当時はまだ原子/分子の存在は仮説でしかなく、原子反対派が根強くいたそうです。そこで、アインシュタインが原子の存在を証明すべく、思いついた仮説が下記でした。


もし仮に熱運動する分子が存在するなら、液体中の微粒子は分子の影響を受けて何かしらの運動をするであろうということです。つまり、大きすぎる粒子は分子が衝突しても加わる力が平衡となり動きませんが、粒子のサイズを小さくしていけばどこかで分子の衝突の影響を受けて何かしらの運動をすることになるだろうと。


分子そのものは見えないけど、微粒子の運動を通じて間接的に分子の動きを捉えられるんじゃないかということですね。そしてアインシュタインはその微粒子がどんな運動をするかについて理論を打ち立てました。その理論によると、微粒子の運動のx方向の平均二乗変位\( \langle x^2\rangle \)が以下の式になると。


$$\langle x^2\rangle = 2Dt = \frac{RT}{3\pi\eta aN_{A}}t$$



原子の存在を証明するためにこのような仮説を立てたわけですが、実際この微粒子の運動は現実世界では既に観察されていたんです。

それがブラウン運動ですね。すごい!


ということで3年後にぺランがブラウン運動の精密な実験を行い、上式が正しいことを実証し、アインシュタインの理論が正しいことを証明したわけです。

これによって原子の存在が確実なものになったんですね。
それと同時にブラウン運動の原理も解明されたと。

アインシュタインすごいですね。。
もちろんぺランも。
彼もこの功績でノーベル物理学賞を受賞してます。

やっぱり科学は理論と実験で成り立っている、そんなことを改めて実感しましたね。

また、その後ブラウン運動は数学的に確率過程として定式化され、今は株価変動のモデルなんかにも使われてますね。

いやーブラウン運動奥が深い。

今日もよく眠れそうです。
では。

投資の前に支出最適化では

近年投資ブームが来てると思います。
特に積み立てNISAや、iDeCoについての本は巷に溢れかえっていますし、ネットの記事もたくさん出てますね。
ただ私が思うに、資産拡大を目指すならまずは支出最適化から始めるべきではないでしょうか。

ちなみに私は節約という言葉がきらいです。なんかせこせこしたイメージがあるじゃないですかw
なので、支出最適化という言葉を使います。無駄を省くというイメージですね。

なぜ支出最適化から始めるべきか

貯蓄は収入ー支出です。
なので、資産を増やす方法としては3つあって、

  1. 収入を増やす
  2. 支出を減らす
  3. 貯蓄を投資で増やす

なんですけど、この中で一番簡単なのってなんですかね?

働いている方なら分かると思うんですけど、収入増やすのって大変ですよね。私の給料も亀のような速度でしか上がりませんw
投資にもリスクがつきものですし、そもそも種銭がたくさんなければ大して増えません。

じゃあ支出削減はどうかっていうと、自分の裁量次第で確実に減らせるんですよね。
しかも、意外と支出って見直してみると無駄なものがたくさんあるんですよ。つまり、減らしても幸福度に影響がない支出がたくさんあるんです。
それを減らして最適化しようということですね。

ということで、私は支出最適化で資産形成の土台を作ることを最優先にすべきでは、と思ってます。

もちろん投資、収入アップもその上で取り組むべきだと思ってます。
あくまで優先順位の話ですね。

今度支出最適化の方法についても書きたいと思います。

それでは。