En juin, Merton et Scholes retrouvent Bronzin
Jean-Edouard — 30/06/2010 - 18:28

Ouf, voilà in extremis un feuillet à rajouter au calendrier des Nobel pour juin, avec toutes nos excuses pour les lecteurs qui impriment religieusement chaque feuillet et comptent sur cette série pour égayer leur emploi du temps l’an prochain, et que nous imaginons nombreux (ou pas).
Mois assez agité et occupé pour nous deux, le dernier événement en date étant la très intéressante conférence sur « Industrial Organization of Securities Markets » organisée par le Center for Financial Studies de la Goethe-Universität de Francfort et la Deutsche Börse, conférence dont nous reparlerons peut-être.
Or, lors de cette conférence, messieurs Wolfgang Hafner et Heinz Zimmermann, de l’Université de Bâle, ont présenté leur découverte (exhumation serait peut-être plus exact) d’un grand nom de l’histoire de la théorie de la finance : Vinzenz Bronzin (voir une ancienne version du papier ici).
Les lecteurs de l’ouvrage de référence sur les prix Nobel d’économie savent bien qu’une des découvertes théoriques les plus importantes en finance au XXe siècle a été la formule de Black et Scholes, qui donne le prix théorique d’une option en fonction des caractéristiques du titre sous-jacent et a surtout lancé tout un champ de recherche utilisant des modélisations et des méthodes similaires.
Cette formule a une longue histoire. Si elle est officiellement associée aux noms de Fisher Black et Myron Scholes, ceux-ci n’auraient guère pu la développer sans Robert Merton, co-lauréat de Scholes. Mais eux-mêmes auraient été bien en peine de poser le problème s’il n’y avait pas eu auparavant certains travaux de Samuelson. Lequel Samuelson a découvert plus ou moins par hasard que le problème avait été déjà attaqué dans la thèse de Louis Bachelier, publiée en 1900 et complètement oubliée depuis, qui introduisait notamment l’hypothèse que le cours d’une action suivait un mouvement brownien.
Mais Bachelier, s’il a posé cette dernière hypothèse importante, n’est pas allé jusqu’à suivre le raisonnement devant mener à la formule de Black et Scholes. Or nos amis bâlois ont découvert là encore par hasard, j’imagine chez un bouquiniste triestin, un vieux livre de 1908, par un auteur totalement inconnu du nom de Vinzenz Bronzin, intitulé « Theorie der Prämiengeschäfte » (on dirait aujourd’hui théorie des options). Renseignement pris et le livre déchiffré, il semble bien que cet éminent mais inconnu professeur à la K. und K. Handels- und Nautischenkademie de Trieste aurait proposé, 65 ans avant nos lauréats, la formule de Black et Scholes (à un petit changement de variable près) ! Non content d’avoir la formule, Bronzin introduit surtout un raisonnement reposant sur les opportunités d’arbitrage, un concept proche de ce qu’on appelle aujourd’hui un « pricing kernel », et peut-être même l’idée de probabilité neutre au risque, autant d’éléments théoriques appelés à un grand avenir.
Hafner et Zimmermann s’intéressent au contexte historique de l’époque et tentent d’expliquer comment Bronzin a pu développer un ouvrage aussi en avance sur son temps, et aussi pourquoi il n’a eu absolument aucun écho. Le deuxième point ne me semble pas si surprenant. Les auteurs sont surpris parce que leur point de référence est Bachelier : Bronzin étant à l’époque dans un environnement beaucoup plus favorable (Trieste est alors une des capitales mondiales de l’assurance notamment), comment se fait-il qu’il n’ait pas eu plus d’écho que son confrère français ? La surprise est moins grande si on prend comme point de référence Black et Scholes, qui ont mis très longtemps à convaincre les praticiens de l’utilité et de la pertinence de leur formule. Pour le dire autrement, si les Etats-Unis avaient été pris dans une guerre mondiale six ans après la naissance de la formule de Black et Scholes, si le pays avait éclaté 4 ans après le début de cette guerre, et si les options avaient été de toute façon interdites en 1998, probablement que les noms de Black, Scholes et Merton nous seraient aujourd’hui aussi inconnus que celui de Bronzin. La question est donc plus générale : en 1908 comme en 1973 et probablement comme aujourd’hui, comment se fait-il que certaines découvertes théoriques soient appliquées aussitôt, d’autres bien plus tard, voire jamais ?
HS : On nous avait proposé il y a peu de commenter le débat sur les retraites. Nous avons refusé, estimant n'y rien connaître. Mais d'autres plus légitimes s'en sont chargés..
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La question est aussi de
Visiteur discret mais bienvenu — 01/07/2010 - 11:33La question est aussi de savoir si ces découvertes n'étaient réellement pas employées. Après tout, il n'est même pas garanti que cet auteur ait été le seul à réaliser ce raisonnement et il n'est même pas garanti qu'il ait été le seul à le publier.
Ce qui est plus intéressant, c'est de constater qu'il a fallu que certains des auteurs ayant tenu ce raisonnement soient remarqués pour qu'une catastrophe se produise.
Un peu gratuit...
Jean-Edouard — 01/07/2010 - 13:36Evidemment on ne peut pas être certain que personne d'autre n'ait tenu le même raisonnement, puisqu'on ne peut pas être dans la tête de tous les gens ayant vécu au début du XXe siècle. Il paraît néanmoins extrêmement peu probable que quelqu'un ait utilisé ce genre de formule en pratique avant les années 1970. A vrai dire, avant les années 1970, l'idée même de gérer un portefeuille en allant un peu plus loin que d'acheter les actions que l'on "sentait" était jugée comme hérétique par la quasi totalité des gestionnaires de portefeuille.
Votre deuxième paragraphe ne repose sur aucun raisonnement, et je ne vois pas très bien non plus ce qui dans les faits corrobore le lien entre formule de Black et Scholes et crises financières (si c'est bien à ça que vous pensez). D'une part la crise de 1929 n'a guère eu besoin de la formule de Black et Scholes, et inversement si cette dernière est responsable de la crise de 2007 le moins qu'on puisse dire est que le lien causal doit être assez faible pour mettre 34 ans à jouer.
La justification de
Visiteur discret mais bienvenu — 01/07/2010 - 14:59La justification de l'existence des brevets est l'intérêt de garantir que l'une des premières personnes à faire une découverte soit incité à la révéler rapidement sous une forme appréciable par tous. Or, il n'existe pas, je crois, (et c'est peut-être un tort), de brevets sur les produits financiers.
Sait-on qui employait ou à quoi s'employait cet auteur ?
Comme Jean-Edouard le
Emmeline — 01/07/2010 - 15:33Comme Jean-Edouard le précise, il dirigeait la K. und K. (= kaiserliche und königliche, impériale et royale, en référence à la double couronne austro-hongroise) Handels- und Nautischen Akademie (académie de commerce et maritime) de Trieste. A l'époque où ce modèle a été publié, il n'était encore que professeur d'arithmétique politique.
D'après cet article publié par un journal zurichois et germanophone, Bronzin se serait totalement désintéressé des questions de mathématiques financières après la guerre, préférant se concentrer sur son académie et des questions du type "Quel jour tombera Pâques en 3615 ?".
Pâques en 3615 ...
Sincère nain — 01/07/2010 - 23:12... tombera le 29 mars* ... On annonce des giboulées sur Midi-Pyrénées et même de la neige en Normandie. Soyons prévoyants ...
* http://www.dioceserimouski.com/ch/paquesdates.html
Après cela, si je peux me
serenis.cornelius — 01/07/2010 - 15:10Après cela, si je peux me permettre, il va falloir généraliser, et écrire un nouveau Repères présentant tous ceux dont les Nobel ont retrouvé ou repris les idées et qui n'ont pas eu le Nobel notamment parce qu'il n'existait pas... Sympa, non ?
Vous êtes volontaire ?
Emmeline — 02/07/2010 - 19:14On se fera un plaisir de vous recommander à notre éditeur !
"Comment se fait-il que certaines découvertes théoriques ...
Sincère nain — 01/07/2010 - 23:50... aussitôt, d’autres bien plus tard, voire jamais ?"
En ce qui concerne Bronzin, une sociologuen italienne, Elena Esposito, apporte des éléments de réponse assez simples (pour ne pas dire simplistes) dans le chapitre qu'elle a rédigé dans le livre dirigé par Wolfgang Hafner,Heinz Zimmermann, "Vinzenz Bronzin's Option Pricing Models: Exposition and Appraisal" (http://books.google.fr/books?id=9Y3_bScWbRUC&printsec=frontcover&source=...) publié chez Springer en 2009.
Dans leur introduction à la partie D (Cultural and socio-historical background) de ce livre, partie qui contient la contribution d'Esposito ("The certainty of risk in the markets of uncertainty", pp. 359-372), Hafner et Zimmermann écrivent : "The question remains why Bronzin's work did not find adequate recognition and application if both - economic development and the broad diffusion of probabilistic thinking - was so widespread in Austria-Hungaria. The sociologist Elena Esposito takes a constructivist perspective on this issue in her contribution and argues that there was no need to produce security in these days : " The calculation of implied volatility convincingly suggests that risk is controllable, even if the future is unknowable - a much more congent requirement today than in Bronzin's day." Was it, because at the time of Bronzin, risk was associated with external causes, a feature of an outer world, and not as an inherent part of a complex structure of social or natural systems as it is done today ?"
Un plaidoyer pour l'HPE
Sincère nain — 02/07/2010 - 11:37Comme le disait Heinz D. Kurz lors de son discours présidentiel prononcé à l’occasion de la conférence annuelle de la Société européenne pour l’histoire de la pensée économique (ESHET) qui s’est tenue à Porto au Portugal du 28 au 30 avril 2006 (“Whither history of economic thought ? Going nowhere rather slowly ?” Article publié dans le European Journal of the History of Economic Thought téléchargeable ici http://www.eshet.net/public/file/text.pdf ) :
“There are numerous cases where ideas at first fell flat on the ground and were rediscovered only later. Had there been no interest in the history of economic thought they would have fallen into oblivion forever. They might have been reinvented by some later economist, but why not make use of an idea which, once made available, has the property of being non rival and non excludable and thus enhances our knowledge base? The economics of innovation teaches us that upon their discovery inventions frequently are not implemented because the environment into which they are born is not hospitable, especially because it would not be profitable to adopt them. It is only after some complementary invention(s) in the same or some other industry has (have) seen the light of the day that the former invention is effectively applied. I see no reason why a similar mechanism should not be at work in the realm of economic ideas and conceptualizations. It may also be the case that a theory is abandoned, not because it is intrinsically flawed, but because the form in which it has first been put forward does not stand up to close examination and because both its advocates and critics were unable to realize its full potential. (…)
Modern economic analysis may also be used to sharpen an argument in favour of the history of economic thought. The latter, we have said in the above, is a treasure trove of ideas that can be exploited by the modern economist. We have then cited Adam Smith’s reference, in chapter I of book I of The Wealth of Nations, ‘On the division of labour’, to ‘philosophers and men of speculation’ whose main business it is to ‘combine’ and recombine existing particles of knowledge in order to create new economically useful particles. The combinatoric metaphor as an abstract description of the innovation process is thus already to be found in Smith (and possibly long before him). It recurs in Schumpeter’s ‘new combinations’ (Schumpeter, 1934, p. 66) and in a somewhat different form in Kenneth Boulding’s ‘tree of knowledge’ (Boulding, 1956, p. 95). (…) We may draw a parallel between knowledge generated in the technical sphere and knowledge generated in economics. We may begin by paraphrasing a consideration Kenneth Arrow (1969, pp. 29-30) originally put forward with regard to technological progress. Ideally, progress in economic theory consists in the first instance in a reduction of uncertainty as to the working of the economic system. The product of economic research is an observation on the world which reduces its possible range of variation. Progress typically proceeds by recombining and developing known ideas: new ideas are produced by means of old ones. This in itself should be enough to make it abundantly clear that economics could not exist without its history. There is simply no idea put forward today that has no ancestors.”
Avant de vous lire, je
henriparisien — 02/07/2010 - 10:36Avant de vous lire, je n’avais jamais entendu parler de Vinzenz Bronzin ; Mais ce que vous en dites me fais penser un peu à Grégor Mendel et c’est loi de l’hérédité qui ont mis 35 ans à être redécouverte.
On est un peu dans le même cas de figure : une découverte fondamentale, mais sans application pratique immédiate, réalisée par quelqu’un qui est à la marge de la recherche académique (enfin peut-être un peu moins pour Bronzin…).
Dans un autre domaine, on a un peu le même cas de figure avec l’i-pad et la tablette PC Archos : Une idée ou un produit original et pertinent ne s’impose pas de lui même. C’est peut-être pour ça que dans les entreprises, le directeur marketing est souvent mieux payé que le directeur technique.
Développements mathématiques
Duncna — 02/07/2010 - 21:05Je pense aussi que l'arsenal mathématiques n'était pas assez rigide à l'époque pour pouvoir affirmer fortement une telle formule. Il a quand même fallu l'apport de pleins de mathématiciens comme Kolmogorov, Levy dans les années 30 et surtout Ito et son intégrale dans les années 40 pour définir proprement les objets.
En parallèle de ça, les problématiques de calcul stochastique ont été portés par les physiciens. Einstein en 1905 a découvert indépendamment de Bachelier le mouvement brownien. Les petits gars du projet Manhattan ont pas mal travaillé également dans les années 40 sur cette question et ont inventé par exemple l'algorithme de Métropolis pour rendre les calculs possibles. Ce qui fait qu'à la fin des années 50 on avait à la fois des outils et un usage concret du mouvement Brownien.
Comme c'est tout de même (pour faire super court) Samuelson qui a fortement encouragé à la mathématisation de la science économique, il était à mon sens difficile pour la discipline économique de l'époque de Bachelier de faire le saut conceptuel d'adopter le parti pris de la mathématisation en s'appuyant sur une théorie aussi peu construite.
La physique qui avait définitivement intégré les mathématiques dans sa formulation depuis Newton était à mon sens plus assurée dans son usage des mathématiques pour que ce mouvement dialectique entre l'élaboration d'un modèle mathématiques et l'utilisation en physique ait lieu.
C'est qui rend d'ailleurs l'apport de Bachelier et Bronzin encore plus exceptionnel.
Du coup l'époque de Samuelson était plus propice. Ce n'est pas un hasard si Mandelbrot a élaboré à peu près à la même époque en 1962 un modèle basé sur les processus plus généraux de Levy, étudié par son propre professeur des années auparavant, le Levy du mouvement Brownien d'au dessus.
Je crois d'ailleurs que pour essayer de comprendre la vie d'une théorie, on peut suivre la bataille fascinante des ces modèles fractales popularisés par Mandelbrot.
Introduits en 1962, ils ont été rapidement abandonnés car si ils avaient fait leurs preuves pour modéliser le prix du blé, ils étaient en pratiques difficilement utilisables car les coefficients du modèle étaient quasi impossibles à évaluer à l'époque. Le modèle de Black-Scholes-Merton a fourni plus tard une alternative calculable et donc utilisable. En face de cela, une théorie certes permettant de décrire mieux les évolutions des prix mais peu pratique ne faisait pas le poids. Un peu comme la bataille de standards entre betacam et vhs.
Les théories de Mandelbrot ont été redécouvertes après le krach de 1987 car les limites du modèle brownien sont apparus (enfin disons qu'elles sont apparues dès le départ mais qu'elles étaient jusque là gérables) C'est depuis cette date qu'elle sont à nouveau étudiés, que des apports de l'économétrie permettent d'en envisager un usage, qu'elles ont été popularisés par Nassim Taleb... Dès lors je crois qu'on peut voir quasi en temps réel cette bataille entre le modèle gaussien bien affirmé et le modèle outsider à base de fractal qui pousse et rogne progressivement du terrain.