第01讲

金融机器学习导论

“探索数据、算法和学习如何改变金融。”


该版为机翻版本,未经人工校对,建议配合原版使用。

金融机器学习 · 第1讲

AI对行业的冲击:数学

  • 孪生素数猜想(Hilbert No. 8): (Zhang, 2013-2014), (Polymath8a, 2013-2014), (Maynard-Tao, 2013-2015), (Polymath8a, 2014), (Stadlmann, Aug 2026),GPT‑6 Astra, Aug 2026)
  • Navier-Stokes Equation (Millennium Prize Problem):
    • Córdoba-Martínez-Zoroa (arXiv:2407.06776) 此前已经研究了带外力的有限时间爆破解,但外力正则性较低;
    • Alpöge 和 Tristan (2026.08) 用Córdoba-Martínez-Zoroa方法,借助 LLM (Anthropic Claude, Codex, GPT-5.6 Sol, GPT-6 Astra) 将结果推进到光滑外力,并扩展至不可压缩 Euler 方程。
    • OpenAI (2026.9.8) 宣布基于Córdoba-Martínez-Zoroa方法独立解决无外力三维Navier-Stokes Equation问题(从2026.9.1开始使用 OpenAI下一代模型和GPT-6 Astra使用由10,000个并发智能体组成的内部多智能体系统,发送270万条消息生成约1300亿token输出,用约105小时完成全部工作)。按最新高级公开 API 的输出定价,单输出token项约为182万美元。
    • Alpöge-Tristan和OpenAI都是基于Córdoba-Martínez-Zoroa方法,论文细节不同,但两个团队间存在争议。
  • 顶尖数学家/统计学家的动态
    • Stanislav Smirnov (2010 Fields Medal) Mostik
    • Jacob Tsimerman (2026 Fields Medal) OpenAI
    • Weijie Su (2026 COPSS Presidents' Award) OpenAI

金融机器学习 · 第1讲

顶尖数学家的观点

Terence Tao (2006 Fields Medal) - The Big Think Interview

  • AI能力:从“答题”走向“科研”

    • 数学能力快速提升:中学题 → 奥赛题 → 研究生资格考试 → 部分研究级问题;
    • 可大规模生成、验证证明,并辅助文献检索、代码编写与数据分析。
  • 人机互补:广度 × 深度

    • AI擅长广度:并行探索海量问题,组合不同文献与方法,偶尔发现人类专家忽略的解法;
    • 人类擅长深度:理解问题本质,识别关键洞见,判断成果的重要性并进行有效沟通;
    • Terence Tao:AI更像“独立的一双眼睛”,而非数学家的替代者。
  • 态度:积极使用,但警惕“证明消化不良”

    • AI可加速科研早期环节,但正确答案不等于可理解、可传播的知识;
    • 若过度追求效率,可能牺牲探索过程、意外发现与下一代科学家的训练;
    • 核心判断:AI将成为增强而非取代数学家的工具,但成果必须经由人类理解、严格验证与审慎监督。

邓煜(2026 Fields Medal)

金融机器学习 · 第1讲

LLMs对劳动力市场的影响:OpenAI

  • 大约 80% 的美国劳动人口其工作中至少有 10% 的任务可能被 LLM 影响;约 19% 的劳动者可能有至少 50% 的任务面临影响。
  • 收益/分布性:较高收入、专业化岗位在暴露度上并不例外(在部分度量上甚至更高);影响跨越工资档次。
  • 结论与含义:LLM 具有广泛影响潜力,更多表现在任务重塑与工具化(tasks augmented or automated)上,而非单一的“岗位立即消失”;需关注技能改造、组织适应与采用速度对实际影响的决定性作用。

金融机器学习 · 第1讲

LLMs对劳动力市场的影响:Anthropic

  • 实际的任务覆盖/使用远低于理论可行性的上限(AI 尚未达到其理论全部能力的现实覆盖)。
  • 被评为高暴露的职业在官方预测(BLS)中预计增长较慢。
  • 高暴露职业中的工人群体特征:更偏向年长、女性、受教育程度更高且薪酬更高。
  • 至今(截至数据末期)尚未观察到系统性的失业率上升,但有迹象显示对年轻工人的招聘放缓。

金融机器学习 · 第1讲

讨论

  • AI是机遇还是挑战?我们是否会被取代?
  • AI技术快速迭代发展背景下金融人的核心竞争力是什么?
金融机器学习 · 第1讲

课程提纲

金融机器学习 · 第1讲

第1部分 · 为什么在金融中使用机器学习?

动机

  • 金融行业从 假设驱动 转向 数据驱动
  • “大数据 → 大算力 → 大金融”
  • 非结构化数据正在改变研究与实践模式

机器学习是应对不确定性决策的引擎。

金融机器学习 · 第1讲

不断变化的金融格局

  • 数据类型:
    • 结构化(价格、交易、报表)
    • 非结构化(新闻、语音、图像)
  • 案例:
    • 文本数据
    • 互联网和社交媒体数据
    • 卫星与图像数据
    • 气象与环境数据
    • 高维金融数据

金融正在成为一门信息科学。

金融机器学习 · 第1讲

文本数据类研究(Textual Analysis):Loughran & McDonald (2011, JF)

When is a Liability not a Liability? Textual Analysis, Dictionaries, and 10‑Ks.

  • 数据(大数据应用)
    • 超过 50,000 份美国上市公司 10‑K 报告文本(非结构化语言数据)
    • 来源:SEC EDGAR 数据库
  • 数据处理方法
    • 自建 金融专用情感词典 (LM Dictionary)
    • 自动分词、去停用词、词频统计;
    • 构造正面、负面、不确定性指标。
  • 意义
    • 奠定金融文本分析标准;
    • 将传统文本转化为可量化的大数据指标;
    • 对信息披露和市场反应研究影响深远。
金融机器学习 · 第1讲

文本数据类研究(Textual Analysis):Hassan et al. (2019, QJE)

Firm‑Level Political Risk: Measurement and Effects.

  • 数据
    • 约 8,000 家美国公司的 10‑K 报告文本(1995–2017);
  • 处理方法
    • 使用主题建模 (Topic Modeling) 自动识别政治风险语义主题;
    • 构造“企业层面政治风险指数 (PRisk)”;
    • 整合宏观政策事件与公司层面决策数据。
  • 意义
    • 证明文本大数据可生成新型风险测度;
    • 推动“文本→风险→行为”量化路径;
    • 是政治与宏观不确定性研究的基础。
金融机器学习 · 第1讲

文本数据类研究(Textual Analysis):Hoberg & Phillips (2016, JPE)

Text‑Based Network Industries and Endogenous Product Differentiation.

  • 数据
    • 数千家上市公司 10‑K 产品描述文本。
  • 处理方法
    • 文本相似度分析 (余弦距离、TF‑IDF);
    • 构建企业间“文本语义相似网络”;
    • 代替 SIC/NAICS ,定义产业边界。
  • 意义
    • 将语言大数据转化为经济结构映射;
    • 揭示产业结构和竞争模式的动态演化;
    • “文本+网络”成为结构性建模新方向。
金融机器学习 · 第1讲

互联网与社交媒体数据:Da, Engelberg & Gao (2011, Journal of Finance)

In Search of Attention.

  • 数据
    • Google Search Volume Index (SVI) 2004‑2010
    • 数千只股票的搜索量时间序列(上百万观测点)
  • 方法
    • 把 SVI 作为投资者注意力代理变量
    • 多期回归与截面分析。
  • 意义
    • 首次引入互联网用户行为数据;
    • 体现“大数据行为金融”;
    • 建立实时注意力测度工具。
金融机器学习 · 第1讲

互联网与社交媒体数据:Bollen, Mao & Zeng (2011, Journal of Computational Science)

Twitter Mood Predicts the Stock Market.

  • 数据
    • 980余万条 Twitter 消息
    • 覆盖全球用户文本(2008‑2009)
  • 方法
    • NLP 情绪词典分析(6 类情绪);
    • 构造“集体情绪指数”;
    • Granger 因果检验 预测 DJIA 走势。
  • 意义
    • 首次验证社交媒体情绪与市场波动关系;
    • 将实时非结构化数据用于金融预测。
金融机器学习 · 第1讲

互联网与社交媒体数据:Ke, Kelly & Xiu (2019 WP; 2026 WP)

Predicting Returns with Text Data., Enhancing Investment Decisions with Sentiment Analysis: A Probabilistic Ranking Framework.

  • 数据
    • 1989—2020年约 1,200万篇单一公司 Dow Jones Newswires 新闻;
    • 匹配 CRSP、TAQ 收益,形成带精确时间戳的“新闻—价格”高频数据。
  • 方法
    • 提出 SESTM(Sentiment Extraction via Screening and Topic Modeling)
    • 以股票收益为监督信号,通过“词语筛选—情绪主题估计—惩罚似然”提取新闻情绪;
    • 从2019版的情绪评分与收益预测,拓展为2026版的半参数情绪排序框架:利用收益的序数信息,无须估计完整收益分布即可实现一致排序。
  • 意义
    • 将海量非结构化文本转化为可解释、低成本且具有理论保证的金融预测信号;
    • 等权多空组合样本外夏普比率达 5.21;在可比样本中优于 LM 词典、RavenPack和BERT;
    • 体现大数据金融研究由“黑箱预测”转向任务定制、结构建模与可解释学习
金融机器学习 · 第1讲

新闻数据:Bybee, Kelly, Manela, and & Xiu (2024 RFS)

Business News and Business Cycles.

  • 数据
    • 80万篇《华尔街日报》全文新闻(1984—2017年);
    • 将海量非结构化商业新闻与宏观经济、金融市场数据相匹配。
  • 方法
    • 运用 LDA无监督主题模型,从新闻中提取 180个经济主题
    • 以各主题的新闻关注度构建高维经济状态指标,并通过机器学习预测宏观经济与资产价格。
  • 意义
    • 新闻主题能够实时刻画经济周期,尤其是衰退关注度包含传统指标之外的信息;
    • 提升对宏观经济活动与股票市场收益的样本外预测能力;
    • 展示文本大数据如何将经济叙事转化为可量化、可预测的经济信号。
金融机器学习 · 第1讲

卫星与图像数据(Remote Sensing):Henderson, Storeygard & Weil (2012, AER)

Measuring Economic Growth from Outer Space

  • 数据
    • 全球 夜间灯光卫星影像 (DMSP‑OLS) ;
    • 时间:1992 – 2008,覆盖 180 多个国家。
  • 方法
    • 灯光亮度校正(去噪声、跨卫星校准);
    • 灯光强度  GDP 回归;
    • 面板模型估计照明‑产出弹性。
  • 意义
    • 用遥感影像替代 GDP 测度;
    • 弥补统计空缺,推动“卫星数据经济学”;
    • 开创影像大数据在经济研究的先河。
金融机器学习 · 第1讲

卫星与图像数据(Remote Sensing):Jean et al. (2016, Science)

Combining Satellite Imagery and Machine Learning to Predict Poverty.

  • 数据
    • 多源卫星数据(白天高分辨率影像 + 夜光);
    • 覆盖非洲数国 > 6 万 个村庄。
  • 方法
    • 卷积神经网络 (CNN) + 迁移学习;
    • 先通过夜光特征训练 CNN ,再预测贫困概率地图。
  • 意义
    • 展示 AI + 遥感影像在经济发展测度的潜力;
    • 用公开大数据生成贫困分布,为发展评估提供新手段。
金融机器学习 · 第1讲

气象与环境数据(Weather‑Based Big Data):DeHaan, Madsen & Piotroski (2017, JAR)

Do Weather‑Induced Moods Affect the Processing of Earnings News?

  • 数据
    • NOAA GHCN‑Daily : > 1000 气象站、50 年数据;
    • 匹配公司所在地及公告日期。
  • 方法
    • 构造“异常天气指数”;
    • 面板回归检验天气对财报反应的影响。
  • 意义
    • 高维跨空间数据融合;
    • 揭示情绪‑信息处理机制;
    • 结构化气象数据的典型大数据应用。
金融机器学习 · 第1讲

气象与环境数据(Weather‑Based Big Data):Hirshleifer & Shumway (2003, Journal of Finance)

Good Day Sunshine: Stock Returns and the Weather.

  • 数据
    • 26 个城市 × 多年 × 日度 云量/日照 观测;
    • 全球股票市场指数。
  • 方法
    • 日频面板模型;
    • 天气与市场回报的交叉检验。
  • 意义
    • 首次跨国使用高频气象面板;
    • 建立天气‑情绪假说全球证据。
金融机器学习 · 第1讲

气象与环境数据(Weather‑Based Big Data):Novy‑Marx (2014, JFE)

Predicting Anomaly Performance with Politics, the Weather, Sunspots and the Stars.

  • 数据
    • 多源时间序列(天气、气候、天文、政治等);
    • 结合股票因子回报。
  • 方法
    • 多变量面板回归;
    • 高维外生因子稳健性分析。
  • 意义
    • 展示多源大数据用于验证与稳健测试;
    • 示范“大数据反思”模型。
金融机器学习 · 第1讲

机器学习与高维金融数据:Gu, Kelly & Xiu (2020, RFS)

Empirical Asset Pricing via Machine Learning.

  • 数据
    • 数百个股票特征 × 数千只股票 × 几十年高维面板。
  • 方法
    • 系统比较 Lasso、Random Forest、Boosting、NN;
    • 特征重要性排名;
    • 构建 ML 因子模型。
  • 意义
    • 非线性特征选择与预测最优化;
    • 奠定机器学习资产定价基础;
    • 实证金融进入“算法‑大数据”阶段。
金融机器学习 · 第1讲

机器学习与高维金融数据:Bryzgalova, Pelger & Zhu (2025, Journal of Finance)

Forest through the Trees: Building Cross‑Sections of Stock Returns.

  • 数据
    • 数万只股票因子特征(横截面高维数据)。
  • 方法
    • 随机森林+因子降维 构建“Tree‑based Factor Model”;
    • 将非线性特征映射为可解释定价因子。
  • 意义
    • 实现因子建模的非线性化与机器学习化;
    • 推动大数据资产定价框架的前沿发展。
金融机器学习 · 第1讲

金融与大数据


来源: Nagel S. Machine learning in asset pricing[M]. Princeton University Press, 2021.

  • 大数据(4V)
    • 规模(Volume):文件、记录和表格中收集的数据量非常庞大,包含数百万乃至数十亿个数据点(GB->TB->PB->EB->ZB)。
    • 速度(Velocity):数据传输速度极快。实时或近实时数据已成为许多领域的常态。
    • 多样性(Variety):数据来自许多不同来源,并采用多种格式,包括结构化数据(例如SQL表或CSV文件)、半结构化数据(例如HTML代码)和非结构化数据(例如视频消息)。
    • 价值(Value):价值密度低。
金融机器学习 · 第1讲

总结——为什么使用机器学习?


  • 大规模复杂数据 → 传统方法受限
    • 高维、非线性
    • 多样、复杂
  • ML 提供灵活工具:非线性建模、变量筛选、稳健预测
  • 跨界互动:金融×计算×统计
金融机器学习 · 第1讲

第2部分 · 两种文化:计量经济学与机器学习

“统计建模的运用中存在两种文化:
一种假设数据由给定的随机模型生成;
另一种使用算法模型拟合数据。”
— Leo Breiman (2001)

金融机器学习 · 第1讲

核心思想

维度 数据建模文化 算法建模文化
目标 解释关系、估计参数 预测结果、提高准确性
方法 假设随机模型  并估计参数 直接从数据中学习映射 
典型方法 线性/逻辑回归、ARIMA、Probit 决策树、随机森林、神经网络
评估 显著性检验、置信区间 样本外误差、交叉验证表现
假设 小样本、低维、强结构 大样本、高维、弱假设
重点 参数可解释性(“为什么”) 预测能力(“是什么”)
金融机器学习 · 第1讲

Breiman的论点


  • 传统统计学过度依赖模型假设,而这些假设往往无法充分反映现实世界的复杂性。

  • 算法文化优先考虑经验预测,而非理论形式。

  • 在实际应用中(语音、视觉、金融),算法模型的表现优于经典模型。

  • 统计教育和研究应重视预测、验证和模型表现,而不仅是显著性。

金融机器学习 · 第1讲

对金融学的启示

  • 计量经济学文化:构建理论驱动的结构模型
    (例如 CAPM、Fama–French 因子、VAR)。
  • 机器学习文化:从大规模数据中学习复杂的非线性关系
    (例如使用随机森林筛选因子、使用 LSTM 预测、使用 BERT 分析文本情绪)。
  • 融合
    • ML → 提高预测准确性
    • 计量经济学 → 提供解释和因果机制

预测与因果是互补关系,而非竞争关系。

延伸阅读

  • Breiman (2001) “统计建模:两种文化。” Statistical Science, 16(3), 199–231。
  • Varian (2014) “大数据:计量经济学的新技巧。” Journal of Economic Perspectives
  • Athey & Imbens (2019) “应用计量经济学的现状:因果关系与机器学习。”
金融机器学习 · 第1讲

第3部分 · 机器学习方法概览

三种范式

  • 监督学习:使用带标签的数据集,推断一组输入()与目标输出()之间模式的机器学习算法。
  • 无监督学习:不使用带标签数据的机器学习。在无监督学习中,仅使用输入()进行分析,不提供任何目标()。算法试图发现数据本身的结构。无监督学习的两类重要问题是降维聚类
  • 强化学习:计算机通过与自身交互(或与同一算法生成的数据交互)进行学习。

在不同监督程度下发现模式。

金融机器学习 · 第1讲

监督学习

  • 定义
    • 任务 是学习从输入 到输出 的映射
    • 输入 也称为特征协变量预测变量
    • 输出 也称为标签目标响应变量
    • 经验 训练集
金融机器学习 · 第1讲

监督学习:分类

分类问题

  • 输出空间是由 个无序且互斥的标签组成的集合,这些标签称为类别
  • 该问题也称为模式识别。
  • 二元分类:仅有两个类别,通常表示为
金融机器学习 · 第1讲

示例:鸢尾花分类

金融机器学习 · 第1讲

示例:图像分类

金融机器学习 · 第1讲

探索性数据分析

  • 探索性数据分析:查看是否存在明显模式
  • 特征数量较少的表格数据:成对关系图
  • 高维数据:先进行降维,再将数据可视化为二维或三维图形
金融机器学习 · 第1讲

学习分类器

  • 通过一维(1d)决策边界建立决策规则

  • 决策树:更复杂的决策规则涉及二维决策曲面
金融机器学习 · 第1讲

经验风险最小化

  • 训练集上的误分类率

  • 损失函数
  • 经验风险:预测器在训练集上的平均损失

  • 通过经验风险最小化进行模型拟合/训练

金融机器学习 · 第1讲

不确定性

我们必须避免因不了解世界的概率本质,以及试图在本应看到灰色之处只看到黑白而产生的虚假自信。

--- 伊曼努尔·康德,由Maria Konnikova转述

  • 两类不确定性
    • 认知不确定性模型不确定性:源于对输入—输出映射缺乏了解
    • 偶然不确定性数据不确定性:源于映射中内在的(不可约的)随机性
  • 可以使用以下条件概率分布表示不确定性:

金融机器学习 · 第1讲

最大似然估计

  • 似然函数

  • 对数似然函数

  • 负对数似然:训练集概率的负对数平均值。

  • 最大似然估计量(MLE)

金融机器学习 · 第1讲

回归

  • 输出空间
  • 损失函数:二次损失或 损失

  • 均方误差或MSE

金融机器学习 · 第1讲
  • 示例
    • 不确定性:高斯/正态分布

  • 条件分布

  • 负对数似然

金融机器学习 · 第1讲

(简单)线性回归

  • 模型的函数形式:

  • 参数:
  • 最小二乘估计量:

金融机器学习 · 第1讲

多项式回归

  • 模型的函数形式:

金融机器学习 · 第1讲
  • 特征预处理特征工程

金融机器学习 · 第1讲

深度神经网络

金融机器学习 · 第1讲
  • 深度神经网络(DNN):由 个嵌套函数构成:

  • 层的函数:
    • 最后一层:

    • 学习得到的特征提取器:
金融机器学习 · 第1讲

过拟合与泛化

  • 欠拟合意味着模型未能捕捉数据中的关系。
  • 过拟合意味着模型开始纳入由数据特性或虚假相关性产生的噪声
    • 将随机性误认为模式和关系
    • 记住了数据,而非从数据中学习
    • 数据噪声水平过高且模型过于复杂
    • 复杂度是指模型中特征、项或分支的数量,以及模型是线性还是非线性的(非线性模型更复杂)。
金融机器学习 · 第1讲
  • 经验风险

  • 总体风险

  • 泛化差距

  • 测试风险

金融机器学习 · 第1讲

评估机器学习算法的表现误差与过拟合

  • 数据科学家将总样本外误差分解为三个来源:
    • 偏差误差,即模型拟合训练数据的程度。具有错误假设的算法会产生较高偏差和较差近似,从而导致欠拟合和较高的样本内误差。
    • 方差误差,即模型结果面对来自验证样本和测试样本的新数据时发生变化的程度。不稳定的模型会吸收噪声并产生较高方差,从而导致过拟合。
    • 由数据随机性导致的基础误差
金融机器学习 · 第1讲

学习曲线

  • 学习曲线以训练样本中的数据量为横轴,以验证样本或测试样本(即样本外)的准确率(= 1 − 错误率)为纵轴
金融机器学习 · 第1讲

拟合曲线

  • 拟合曲线以模型复杂度为横轴,以样本内和样本外错误率()为纵轴
金融机器学习 · 第1讲

无监督学习

  • 无监督学习:仅有“输入”,没有任何对应的“输出”
  • 任务:拟合形式为 的无条件模型

当我们学习观察时,没有人告诉我们正确答案是什么——我们只是观看。你的母亲偶尔会说“那是一只狗”,但这提供的信息非常少。通过这种方式,如果每秒能获得几个比特甚至一个比特的信息,你就很幸运了。大脑的视觉系统拥有1014个神经连接,而人的一生只有109秒。因此,每秒学习一个比特并无用处。你需要每秒获得大约105个比特的信息,而能够提供如此多信息的地方只有一个:输入本身。

--- Geoffrey Hinton, 1996

金融机器学习 · 第1讲

无监督学习:聚类

  • 在数据中寻找:将输入划分为包含“相似”数据点的区域。
金融机器学习 · 第1讲

发现潜在“变异因子”

  • 假设每个观测到的高维输出 均由一组隐藏或未观测到的低维潜在因子 生成。

  • 因子分析(FA)

  • 主成分分析(PCA)

  • 非线性模型:神经网络

金融机器学习 · 第1讲

强化学习

  • 机器学习的在线/动态版本
    • 系统或智能体必须学习如何与环境交互
    • 强化学习与马尔可夫决策过程(MDP)密切相关
金融机器学习 · 第1讲

马尔可夫决策过程

MDP是描述系统状态随机演化的随机变量序列()。当然,()的分布取决于所选择的行动。

  • 表示系统的状态空间。状态 是时点 控制者可以获得的信息。控制者必须根据这些信息选择行动。

  • 表示行动空间。给定时点 的特定状态 ,可能只有某个行动子集 是可行的。

金融机器学习 · 第1讲
  • 随机转移核,给出在时点 的当前状态为 且采取行动 时,时点 的下一状态落入集合 B 的概率。

  • 表示在时点 当前状态为 且采取行动 时,系统的(折现)单阶段奖励

  • 表示系统在规划期末的(折现)终端奖励

金融机器学习 · 第1讲

控制 是一系列决策规则(),其中 ;对于每个可能状态 ,它决定时点 的下一行动 。这样的序列 称为政策或策略。形式上,马尔可夫决策问题表示为

金融机器学习 · 第1讲
  • MDP问题的类型:

    • 有限期)与无限期
    • 完全状态观测部分状态观测
    • 有约束问题无约束问题
    • 总(折现)成本准则平均成本准则
  • 研究问题:

    • 最优政策是否存在?
    • 它是否具有特定形式?
    • 能否高效计算最优政策?
    • 能否通过解析方法推导最优价值函数的性质?
金融机器学习 · 第1讲

MDP的应用:消费问题

假设一位投资者拥有给定的初始资本。在 个时期中,每个时期开始时,她可以决定将多少资本用于消费,以及将多少资本投资于风险资产。消费金额和终端财富均通过效用函数 进行评价。剩余资本投资于风险资产;我们假设该投资者规模较小,无法影响资产价格,并且该资产具有流动性。她应当如何消费和投资,才能最大化预期折现效用之和?

金融机器学习 · 第1讲

MDP的应用:现金余额或存货问题

设想一家公司试图在有限的 个时期内确定最优现金水平。我们假设现金储备在每个时期都会发生随机变化(由提款或收入引起)。由于企业无法从现金头寸中获得利息,因此现金储备为正时会产持有成本,为负时则会产生利息(成本)。管理层可以在每个决策时点增加或减少现金储备,而这会产生转移成本。最优现金余额政策是什么?

金融机器学习 · 第1讲

MDP的应用:均值—方差问题

考虑一位在给定金融市场中交易的小型投资者。她的目标是在所有能够于 个时期后获得至少某一预期收益(基准)的投资组合中,选择投资组合方差最小者。最优投资策略是什么?

金融机器学习 · 第1讲

MDP的应用:风险理论中的股利问题

假设我们考察一家保险公司的风险准备金:公司一方面获得保费,另一方面必须支付可能发生的理赔。在每个时期开始时,保险公司可以决定是否支付股利。只有当时的风险准备金为正时才能支付股利。一旦风险准备金变为负数,我们便认为公司已经破产并必须停止经营。哪种股利支付政策能够使破产前的预期折现股利最大化?

金融机器学习 · 第1讲

MDP的应用:多臂老虎机问题

假设我们有两台成功概率未知的老虎机,其成功概率分别为 。在每个阶段,我们必须选择其中一个拉杆。如果该拉杆获胜,我们获得一欧元;否则没有现金流。应当如何操作,才能在 次尝试中最大化预期总奖励?

金融机器学习 · 第1讲

MDP的应用:美式期权定价

为了确定美式期权的公平价格及其最优行权时间,需要求解最优停止问题。与欧式期权不同,美式期权的买方可以在到期时点之前(包括到期时点)的任何时间选择行权。这种最优停止问题可以在马尔可夫决策过程框架下求解。

金融机器学习 · 第1讲

算法概览(1/2)

类别 示例算法 金融应用
回归 OLS、LASSO、偏最小二乘(PLS)主成分回归(PCR)、随机森林 资产定价、风险模型、因子选择
分类 逻辑回归、SVM、XGBoost、MLP 信用评分、欺诈检测
聚类 k均值、层次聚类 市场细分、状态识别
降维 PCA、自编码器、PLSPCR 因子提取、潜在风险建模
金融机器学习 · 第1讲

算法概览(2/2)

类别 示例算法 金融应用
高级因果/结构机器学习 双重机器学习(DML) 处理效应、政策评估、金融因果推断
表征学习(深度学习) CNNRNNTransformerGNN 文本与新闻分析、时间序列预测、ESG图像分析
生成模型 GAN、变分自编码器 情景模拟、合成金融数据
强化学习(RL) Q-learning、PPO 投资组合优化、交易策略
金融机器学习 · 第1讲

选择机器学习算法

变量 监督学习%%BR%%(有目标变量) 无监督学习%%BR%%(无目标变量)
连续型 回归 %%BR%%• 线性回归;惩罚%%BR%%回归/LASSO%%BR%%• 逻辑回归%%BR%%• 分类与%%BR%%回归树(CART)%%BR%%• 随机森林 降维 %%BR%%• 主成分%%BR%%分析(PCA)%%BR%%聚类%%BR%%• K均值%%BR%%• 层次聚类
分类型 分类 %%BR%%• Logit%%BR%%• 支持向量机(SVM)%%BR%%• K近邻(KNN)%%BR%%• 分类与%%BR%%回归树(CART) 降维 %%BR%%• 主成分%%BR%%分析(PCA)%%BR%%聚类 %%BR%%• K均值%%BR%%• 层次聚类
连续型或%%BR%%分类型 神经网络%%BR%%深度学习%%BR%%强化学习 神经网络%%BR%%深度学习%%BR%%强化学习

来源:CFA课程体系
金融机器学习 · 第1讲

课程路线图(8讲)

  1. 金融机器学习导论 (本讲)
  2. 浅层学习算法
  3. 深度学习算法
  4. 强化学习
  5. 金融大数据与机器学习
  6. 实证资产定价与机器学习
  7. 因果推断与机器学习
  8. 金融大语言模型与智能体
金融机器学习 · 第1讲

第4部分 · 机器学习的金融实践

金融机器学习 · 第1讲

案例1 · 基于机器学习的实证资产定价

Gu、Kelly与Xiu(2020,Review of Financial Studies

“机器学习从企业特征的高维空间中提取
能够预测收益的结构。”

金融机器学习 · 第1讲

动机与研究问题

  • 背景:
    实证资产定价传统上依赖少数线性因子(例如 Fama–French 三因子/五因子)。
    然而,文献已经发现数百个潜在预测变量 → “因子动物园”。

  • 挑战:

    • 高维  问题
    • 多重共线性和不稳定的系数
    • 极低的样本外 R²(≈ 0%)
  • 核心问题:

    机器学习方法能否在预期股票收益的横截面中
    发现稳定且具有经济意义的预测模式?

金融机器学习 · 第1讲

模型与数据

  • 数据

    • 美国股票月度数据(1957–2016年)。
    • 约94个企业特征 + 30个宏观变量 → 输入特征
    • 预测未来一个月收益
  • 机器学习模型
    1. 正则化线性模型(LASSO、Ridge、Elastic Net)
    2. 基于树的模型(随机森林、梯度提升)
    3. 神经网络(前馈MLP)

  • 估计设计

    • 每月进行横截面机器学习拟合:
    • 滚动样本外验证与经济表现检验。
金融机器学习 · 第1讲

预测表现

模型 样本外 R² 说明
OLS ≈ 0 % 传统线性基准
LASSO / Ridge 0.5 – 0.8 % 正则化线性结构
Elastic Net / NN ≈ 1.2 % 预测表现最佳的模型
RF / GBRT ≈ 1.0 % 非线性树集成模型

投资组合含义

  • 根据机器学习预测收益排序构建的投资组合获得显著的alpha。
  • 夏普比率最高可达Fama-French五因子基准的2倍。
  • 预测模式在不同子时期和市场条件下均具有稳健性。
金融机器学习 · 第1讲

经济解释

  • 机器学习模型自动重新发现并组合已知信号

    • 价值动量盈利能力投资流动性情绪。
  • 捕捉线性模型经常忽略的非线性交互作用和时变关系。

  • 学习得到的函数 隐含一个估计的随机贴现因子(SDF),
    并与无套利定价相一致。

正则化 = 统计约束;机器学习 = 经济灵活性。

金融机器学习 · 第1讲

核心结论

  • 机器学习将资产定价重新表述为一个预测问题
  • 推动该领域从小规模参数模型转向数据驱动的非线性映射
  • 在Breiman的“算法建模文化”
    与金融计量经济学之间建立桥梁。

结论:

机器学习技术能够提供更高的预测准确性、更稳健的SDF估计,以及理解风险溢价的新方法。

金融机器学习 · 第1讲

参考文献

Gu, S., Kelly, B., and Xiu, D. (2020).
基于机器学习的实证资产定价。
Review of Financial Studies, 33(5): 2223 – 2273。

金融机器学习 · 第1讲

案例2 · 投资组合优化

Dixon等(2020)· 金融中的深度强化学习

“目标是让学习智能体通过与市场环境交互,自主调整投资组合权重,
从而最大化风险调整后收益。”

金融机器学习 · 第1讲

动机 · 传统方法与强化学习方法

  • 经典投资组合优化(Markowitz,1952):
    给定预期收益和协方差,进行一次性的均值—方差权衡。
    → 静态优化;需要事先作出分布假设。

  • 现实投资环境:

    • 市场动态且具有不确定性
    • 存在交易成本和约束
    • 需要适应性序贯决策
  • 强化学习(RL):
    通过反复试错学习最优政策,以最大化累计奖励。

金融机器学习 · 第1讲

投资组合选择中的强化学习框架

要素 金融解释
环境(状态 时点 的市场特征——价格、收益、波动率、宏观信号
智能体行动 投资组合再平衡向量(权重或交易)
奖励 风险调整后收益(例如夏普比率或对数效用增量)
政策 从观测状态到配置决策的映射
目标 最大化预期折现累计奖励

训练循环(智能体 市场):
1. 观察市场状态 → 2. 选择行动(再平衡)→ 3. 获得奖励 → 4. 更新政策。

金融机器学习 · 第1讲

方法要点(源自Dixon等,2020)

模型类型: 深度强化学习(DRL)

  • 状态向量 :对数收益、波动率、移动平均、动量信号、历史配置。
  • 行动向量 :满足 的连续权重。
  • 奖励函数:

    在收益与风险惩罚之间进行平衡。
  • 政策学习:深度确定性策略梯度(DDPG)或近端策略优化(PPO)。
  • 探索与利用:使用 ε-贪心或随机政策采样提高学习效率。
金融机器学习 · 第1讲

实证设置与结果

  • 数据:标普500成分股(或ETF组合)的日度价格。
  • 训练:1990–2010年滚动窗口;测试:2011–2019年。
  • 基准:等权重(EW)、均值—方差、风险平价策略。

主要发现

  • 与基准相比,DRL模型获得更高的年化夏普比率(约为1.5–2倍)
  • 在市场回撤期间,政策会适应性地转向安全资产。
  • 通过在奖励函数中加入惩罚项,提高对交易成本的稳健性。

→ 证据表明,学习智能体能够在动态不确定性下持续优化资产配置。

金融机器学习 · 第1讲

解释与启示

  • 强化学习表述统一了预测与控制:
    在适应性反馈循环中同时估计预期收益和最优行动。
  • 学习得到的政策 ≈ Markowitz模型的数据驱动动态扩展:

  • 智能体的行为具有可解释性:基于模式进行再平衡(在高波动时期更加厌恶风险)。
  • 挑战:深度强化学习的样本效率和稳定性;可解释性与黑箱学习之间的权衡。
金融机器学习 · 第1讲

可视化——智能体 市场 奖励循环


flowchart LR A[市场状态 $s_t$] -->|观察| B["智能体政策 π(a|s)"] B -->|行动 $a_t$| C[投资组合再平衡] C -->|新价格| D[市场环境] D -->|奖励 $r_t$| A

该循环说明了持续交互过程:
随着市场演化,智能体学习最优配置。

金融机器学习 · 第1讲

核心结论

  • 强化学习将投资组合理论扩展至多时期、反馈驱动的世界。
  • DRL智能体通过纳入非线性动态和适应性风险控制,优于静态基准。
  • 将机器学习的预测能力(GKX,2020)与强化学习的决策优化(Dixon,2020)相结合,构成现代金融AI基础设施的核心。
金融机器学习 · 第1讲

参考文献

  • Dixon, M., Halperin, I., and Bilkay, P. (2020). 金融机器学习:从理论到实践。Springer。
  • Moody, J. & Saffell, M. (2001). 通过直接强化学习进行交易。IEEE Trans. NN。
  • Li, Y., and Dixon, M. (2020). 用于动态投资组合优化的深度强化学习。Applied Stochastic Models in Business and Industry。
金融机器学习 · 第1讲

案例3 · 信用风险建模

Lessmann等(2015)· EJOR

“对信用评分中的现代分类算法进行基准比较表明,
机器学习模型的表现始终优于传统统计方法。”

金融机器学习 · 第1讲

动机与问题

  • 信用风险建模是银行业的一项核心任务:估计每位申请人的违约概率(PD)
  • 经典评分卡为了简洁性和可解释性而使用逻辑回归
  • 然而,在大规模数据集中,借款人特征与违约风险之间的关系具有以下特点:
    • 非线性
    • 高维
    • 包含较强的交互作用

研究问题:

哪些机器学习方法在信用评分任务中表现最佳?

金融机器学习 · 第1讲

数据与实验设计

  • 数据: 8个公开和专有信用数据集(每个数据集约有3万–6万个观测值)。
    • 个人贷款和信用卡申请。
    • 特征:人口统计信息、财务比率、还款历史。
    • 目标:违约(1)与不违约(0)。
  • 参与基准比较的算法(8种以上):
    1. 逻辑回归(基准)
    2. 决策树
    3. 随机森林
    4. 梯度提升(MART / GBM)
    5. 支持向量机(SVM)
    6. 神经网络(MLP)
    7. k近邻(kNN)
    8. 朴素贝叶斯
  • 评估指标: AUC、Brier分数、准确率、最高十分位捕获率、泛化稳定性。
金融机器学习 · 第1讲

主要实证发现

模型 平均AUC(数据集间平均值) 说明
逻辑回归 ≈ 0.75 行业标准基准
决策树 0.77 – 0.80 简单非线性模型
随机森林 0.82 – 0.85 稳健的集成表现
梯度提升(GBM) 0.84 – 0.88 准确性和一致性排名最高
神经网络 0.80 – 0.86 具有竞争力,但对数据敏感
SVM ≈ 0.82 需要谨慎调整参数

结果总结

  • **集成方法(GBM、RF)**的表现系统性优于传统统计方法。
  • 具有正则化和概率校准的模型能够产生最稳定的PD估计。
  • 没有任何一种方法能够普遍胜出 → 选择模型时应考虑数据规模和类别不平衡。
金融机器学习 · 第1讲

解释与启示

  • 梯度提升能够捕捉复杂的非线性特征交互作用,并对PD进行稳健排序。
  • 神经网络可以逼近非线性决策边界,但需要更多数据和参数调整。
  • 可解释版本(例如特征重要性、部分依赖图)有助于满足监管透明度要求。
  • 该研究提供了一个通用基准,银行和金融科技公司至今仍使用它验证新的机器学习信用模型。
金融机器学习 · 第1讲

可视化——信用评分流程


flowchart LR A["贷款申请数据"] --> B["预处理与特征工程"] B --> C["分类算法(Logit、GBM、NN)"] C --> D["违约概率(PD评分0-1)"] D --> E["表现指标(AUC、PRC、KS)"] E --> F["信用决策/资本配置"]

该流程说明机器学习模型如何估计PD并支持基于风险的贷款决策。

金融机器学习 · 第1讲

核心结论

  • 机器学习增强了信用风险预测,尤其是GBM和RF等集成方法。
  • 基准研究(265项实验)表明,相对于逻辑回归基准,机器学习获得了一致的改进。
  • 支持行业在巴塞尔IRB框架内采用配备可解释性工具的现代机器学习方法这一趋势。
  • 为后续“信用风险中的可解释AI”文献奠定基础。
金融机器学习 · 第1讲

参考文献

  • Lessmann, S., Baesens, B., Seow, H.‑V., & Thomas, L. C. (2015). 信用评分前沿分类算法的基准比较。European Journal of Operational Research, 247(1), 124–136。
  • 基准数据集与代码:http://www.creditriskanalytics.net
  • 被视为现代信用评分模型的首选比较研究。
金融机器学习 · 第1讲

案例4 · 商业新闻与商业周期

Bybee · Kelly · Manela · Xiu(2024 · Journal of Finance

“商业新闻文章中的经济内容为宏观经济状况和预期提供了一种实时、
数据驱动的测度。”

金融机器学习 · 第1讲

动机与研究问题

  • 背景
    宏观经济指标(GDP增长、工业生产)的发布频率较低且存在时滞
    → 难以实时观察商业周期。

  • 思想
    金融和商业新闻文章包含大量有关
    当前经济活动和情绪的信息。

  • 研究问题
    1. 能否从高维新闻文本数据中提取定量信号?
    2. 这些“新闻因子”能否预测宏观经济和资产市场波动?

金融机器学习 · 第1讲

数据与方法

数据构建

  • 来自**《华尔街日报》、Bloomberg和Reuters的130万篇文章(1980–2021年)。
  • 文章被标记为商业或经济主题。
  • 按月汇总;使用TF–IDF词袋表示。

降维

  • 对词语—文档项矩阵应用主成分分析(PCA)
  • 构建三个正交新闻因子:
    - 总体经济活动
    - 金融状况/信贷压力
    - 不确定性/政策新闻

解释

每个因子对应一种潜在经济叙事,概括同期的新闻报道。

金融机器学习 · 第1讲

实证发现

类别 发现
宏观跟踪 第一个新闻因子与工业生产增长%%BR%%及NBER衰退日期的相关系数约为0.8。
预测能力 新闻因子可以预测未来1–12个月的GDP增长、失业率变化%%BR%%和信用利差。
资产定价联系 预期收益和估值比率与新闻推断的周期状态共同变动。
实时优势 新闻数据每日更新 → 相对于滞后的宏观统计数据提供更及时的信号。

示例:
“经济活动”因子的急剧下降比官方经济衰退约提前3个月。

金融机器学习 · 第1讲

经济解释

  • 作为宏观传感器的文本
    新闻报道汇集了来自企业、市场和政策制定者的分散信息。
    → 作为潜在商业状况的实时代理变量。

  • 对传统信号的补充
    将定性洞见与定量估计相结合。
    改善预测与即时预测

  • 含义

    • 中央银行和投资者可以使用基于新闻的指数,及时制定政策和风险决策。
    • 在NLP方法与宏观经济建模之间建立桥梁。
金融机器学习 · 第1讲

可视化——文本 → 因子 → 经济循环


flowchart LR A[商业新闻文章(WSJ/Reuters)] --> B[文本处理 · TF–IDF矩阵] B --> C[PCA → 潜在新闻因子F₁–F₃] C --> D[经济周期跟踪与预测] D --> E[资产市场 · 政策信号] E --> A

该循环展示了媒体信息、实体经济与金融市场之间的持续反馈。

金融机器学习 · 第1讲

核心结论

  • 高频新闻文本包含丰富的经济信号。
  • 机器学习(在TF-IDF空间上应用PCA)构建出可解释的新闻因子。
  • 基于新闻的指数能够实时跟踪并领先于商业周期。
  • 展示NLP如何连接新闻媒体与宏观金融之间的信息流。
金融机器学习 · 第1讲

参考文献

Bybee, L., Kelly, B., Manela, A., & Xiu, D. (2024)。
商业新闻与商业周期。Journal of Finance, 79(4), 1919 – 1978。

金融机器学习 · 第1讲

第5部分 · 机器学习基础

什么是机器学习?

“如果一个计算机程序能够从经验 E 中学习,以完成某类任务 T,并以表现度量 P 衡量其在任务 T 上的表现,而且其表现会随着经验 E 的增加而改善,那么就称该程序进行了学习。”
Tom Mitchell (1997)

金融机器学习 · 第1讲

学习设置

  • 数据集:
  • 模型:
  • 目标:最小化经验风险

金融机器学习 · 第1讲

偏差—方差权衡

  • 偏差:模型过于简化,拟合不足
  • 方差:模型过度复杂,噪声敏感
  • 平衡:正则化 + 验证集
  • 图示:U形误差曲线
金融机器学习 · 第1讲

过拟合与正则化

方法 概念 金融意义
LASSO L1惩罚 特征选择:因子稀疏性
Ridge L2惩罚 稳健估计:防止过拟合
Dropout 随机隐藏节点 模型泛化
金融机器学习 · 第1讲

第6部分 · 模型评估与验证

训练集/验证集/测试集划分

  • 学习的最终目标不是拟合训练集,而是预测新数据
  • 金融特例:时间序列切分法
金融机器学习 · 第1讲

评估机器学习算法表现:防止监督学习中的过拟合

  • 通常使用两项指导原则和两种方法减少过拟合:

    • 防止算法在选择和训练期间变得过于复杂(正则化
    • 使用交叉验证实现合理的数据抽样
  • K折交叉验证

    • 将数据(不包括测试样本和新数据)随机打乱,然后划分为 个大小相等的子样本
    • 使用 个样本作为训练样本,一个样本作为验证样本
    • 通常设为5或10
    • 重复该过程 次。将 个验证误差的平均值(平均 )作为模型样本外误差()的合理估计
  • 留一交叉验证:

金融机器学习 · 第1讲

使用sk-learn进行交叉验证:train_test_split

import numpy as np  
from sklearn.model_selection import train_test_split  
from sklearn import datasets  
from sklearn import svm  
X, y = datasets.load_iris(return_X_y=True)  
X.shape, y.shape  

((150, 4), (150,))

X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(  
    X, y, test_size=0.4, random_state=0)  
X_train.shape, y_train.shape  

((90, 4), (90,))

X_test.shape, y_test.shape  

((60, 4), (60,))

clf = svm.SVC(kernel='linear', C=1).fit(X_train, y_train)  
clf.score(X_test, y_test)  
金融机器学习 · 第1讲

使用sk-learn进行交叉验证:计算交叉验证指标

from sklearn.model_selection import cross_val_score  
clf = svm.SVC(kernel='linear', C=1, random_state=42)  
scores = cross_val_score(clf, X, y, cv=5)  
scores  

array([0.96..., 1. , 0.96..., 0.96..., 1. ])

print("%0.2f accuracy with a standard deviation   
    of %0.2f" % (scores.mean(), scores.std()))  

0.98 accuracy with a standard deviation of 0.02

from sklearn import metrics  
scores = cross_val_score(  
    clf, X, y, cv=5, scoring='f1_macro')  
scores  

array([0.96..., 1. ..., 0.96..., 0.96..., 1. ])

金融机器学习 · 第1讲

时间序列切分

from sklearn.model_selection import TimeSeriesSplit  
X = np.array([[1, 2], [3, 4], [1, 2], [3, 4]  
    , [1, 2], [3, 4]])  
y = np.array([1, 2, 3, 4, 5, 6])  
tscv = TimeSeriesSplit(n_splits=3)  
print(tscv)  

TimeSeriesSplit(gap=0, max_train_size=None, n_splits=3, test_size=None)

for train, test in tscv.split(X):  
    print("%s %s" % (train, test))  

[0 1 2] [3]
[0 1 2 3] [4]
[0 1 2 3 4] [5]

金融机器学习 · 第1讲

评估指标

类型 指标 含义
回归 MSE、MAE、R² 拟合质量
分类 准确率、精确率、召回率、F1 判别能力
排序 AUC、ROC 信号质量
投资组合 夏普比率 风险调整后表现
金融机器学习 · 第1讲

“没有免费午餐”定理

所有模型都是错误的,但其中一些是有用的。

--- George Box

  • 没有免费午餐定理:不存在一个对所有类型问题都能达到最优表现的单一模型
  • 选择合适的模型
    • 基于领域知识
    • 反复试验
      • 交叉验证
      • 贝叶斯模型选择技术
金融机器学习 · 第1讲

第7部分 · 从机器学习到课程框架

课程学习路线图

浅层学习 → 深度学习 → 强化学习 → 大数据 → 金融 → 因果 → 大语言模型与智能体  
  • 难度与抽象层逐步提升
  • 应用层从预测 → 解释 → 智能体
金融机器学习 · 第1讲

学习目标

层面 培养目标
技术 掌握常见ML算法与评估
金融 结合金融数据场景建模
研究 理解方法背后的经济含义
金融机器学习 · 第1讲

8讲概览

讲次 主题 重点
1 导论 背景与框架
2 浅层学习 经典统计学习
3 深度学习 表征学习
4 强化学习 决策建模
5 大数据 文本与图像分析
6 资产定价与机器学习 实证与量化应用
7 因果推断 因果与解释
8 大语言模型与智能体 智能体与AI前沿
金融机器学习 · 第1讲

第8部分 · 展望与阅读材料

未来趋势

  • 大语言模型 (LLMs) 与金融智能体
  • 生成式AI:从模型到智能决策系统
  • 强调可解释性与伦理透明性
金融机器学习 · 第1讲

推荐阅读

  • Gareth James, Daniela Witten, Trevor Hastie, Robert Tibshirani, Jonathan Taylor. Python应用统计学习导论[M]. Springer Cham, 2023。
  • Murphy K P. 概率机器学习:导论[M]. MIT press, 2022。
  • Gaillac C, L'Hour J. 计量经济学机器学习[M]. Oxford University Press, 2025。
  • Dixon M F, Halperin I, Bilokon P. 金融机器学习[M]. Springer International Publishing, 2020。
  • Nagel S. 资产定价机器学习[M]. Princeton University Press, 2021。
  • de Prado M M L. 资产管理者机器学习[M]. Cambridge University Press, 2020。
  • Ashwin Rao, Tikhon Jelvis. 强化学习基础及其金融应用[M]. Stanford University, 2022。
  • Denev A, Amen S. 另类数据之书:投资者、交易者和风险管理者指南[M]. John Wiley & Sons, 2020。
金融机器学习 · 第1讲

最终结论

  • ML 是金融研究的范式变革
  • “预测”与“解释”可以兼容共进
  • 下一讲:浅层学习算法
    → 金融中的回归、分类、聚类与降维
金融机器学习 · 第1讲

- 数据 - 约 1,200 万篇 Dow Jones Newswires 新闻; - 高频专业媒体文本流。 - 方法 - 提出 **SESTM (Sentiment Extraction via Screening & Topic Modeling)**; - 监督学习模型,用股票收益信号训练文本情绪。 - 意义 - 机器学习+金融文本融合; - 优于词典与专家打分; - 代表金融文本算法化预测的前沿。

### [Breiman的两种文化](https://projecteuclid.org/journals/statistical-science/volume-16/issue-3/Statistical-Modeling--The-Two-Cultures-with-comments-and-a/10.1214/ss/1009213726.full):数据建模与算法建模 | 维度 | 计量经济学 | 机器学习 | |------------|---------------|------------------| | 重点 | 参数推断 | 预测准确性 | | 模型 | 结构假设 | 算法优化 | | 评估 | 显著性检验 | 样本外表现 | | 数据 | 小规模、结构化 | 大规模、高维 |