賣時間的物理學家：他為金融界「高頻交易」打造出新的時間系統

**隨著電腦自動化普及，人工智慧成了新的股市操盤手。不過這對金融監管單位也帶來新的挑戰。例如，判別交易事件的先後順序，需要各個交易所、各主機一致的標準時間。

英國的國家物理實驗室，把「提供標準時間」當成新的商品，賣給交易所等金融機構。他們最後的目標，更想要建立全球金融業一致的時間系統。

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寸金難買寸光陰，這是古人的說法。時間是無價的，至少在時光機發明之前是如此。不過，在自動化的金融交易市場裡，寸寸光陰都是金。

二十一世紀的跨國、跨洲交易速度之快已經超出了人們的想像。在周星馳《功夫足球》電影裡，三師兄鐵布衫的「我一秒鐘幾十萬上下」只是喜劇裡的浮誇台詞。不過如今超級電腦取代人腦的金融市場裡，據麥可路易斯的《快閃大對決：一場華爾街起義》（Flash Boys: A Wall Street Revolt）的形容，三毫秒（千分之三秒）的差別，大概一年在20億到40億美元之間。

這些錢，正是「高頻交易」一年收入的總和。如今利用大型電腦的自動化程序快速交易，押注買賣股票、期貨的高頻交易員（high-frequency trader）常吹噓自己如何在千分之幾秒內做出交易決定。

從紐約到芝加哥一千兩百多公里的距離，交易員只需要千分之八秒就可以完成下單。相較之下，人們用手指點滑鼠的速度——0.15秒——似乎有點太過悠哉。

時間上微小的差別，決定了金融交易成敗。這也讓制定和執行規則的金融監管人員，工作越來越不好幹。歐洲各國，正全面對高速交易加強管制。這些技術上的改變，也讓市場重新思考他們在數位時代裡度量時間的方式。

什麼是高頻交易（High Frequency Trading）？

高頻交易是指從那些人們無法利用的、極為短暫的市場變化中尋求獲利的自動化程序交易，例如某種證券買入和賣出價差的微小變化，或者某股票在不同交易所之間的微小價差。

這種交易的速度如此之快，以至於有些交易機構將自己的「伺服器群組」安置到了離交易所伺服器很近的地方，以縮短交易指令通過光纜以光速傳送的時間。一般是以電腦買賣盤程式進行非常高速的證券交易，從中賺取證券買賣價格的差價。

（資料來與：維基百科）

從今年初開始，歐盟祭出了Mifid II（Markets in Financial Instruments Directive, II，「金融工作市場規則（二）」），目的是提供投資人更多保護和帶給市場更多的競爭力。根據規範，銀行、仲介與基金管理人，如今必須提報更多的交易資訊，包括每一筆交易事件（event）的時間戳記（timestamping）。

統一所有電腦，記錄每個事件的時間順序，說起來容易。不過，對歐洲所有交易加蓋時間戳印其實問題多多。因為各個交易電腦上的時鐘並不同步，也因此時間上並不統一。在多變的市場中，資產類別的變化極其快速。連串的陰錯陽差的爭議事故，加上外界對交易速度的普遍關注，讓監管單位需要有更好的訊息，來掌握查證的事件發生時詳細樣貌。這情況，很類似如今運動競賽中需要大量仰賴慢動作重播鏡頭對爭議判決做出仲裁。

根據英國國家物理實驗室的里昂・洛伯（Leon Lobo）的說法，Mifid II對全球金融市場無窮微小的計時方式的影響，就和十九世紀鐵路改變了人們度量時間方式的影響一樣重大。

1900年創立，位在倫敦南郊特丁頓（Teddington）的國家物理實驗室，是英國國家測量基準的研究中心。它負責官方標準授時，並製作數以千計高精準的科學計量儀器。現在，它又發現了一個商業市場，提供二十一世紀全球交易所需的超快速電腦參照的基準點。已經有超過十幾個機構與它簽訂合作，其中包括全球最大交易商之一的洲際交易所平台（Intercontinental Exchange）、以及瑞士的瑞銀集團（UBS）。

洛伯認為，英國國家物理實驗室的產品「幾乎建立了全球的時間網絡」。這位主持發展原子鐘和管理時間標準的機械與光學工程師說：「我們已經發展出傳送時間的新技術。」他現在的工作，職稱是實驗室的「戰略企業發展經理」，實際上說起來，就是在賣時間。

如今交易商以及交易所對於他們的交易活動，必須在全球統一的「世界協調時間」（Coordinate Universal Time，簡稱UTC）框架下準確做時間戳記。市場中一些速度最快的交易員，他們的戳記時間可能需要精準到萬分之一秒。不過金融監管人員，對於定義時間的物理科學領域認知可能有所不足。一開始，他們希望時間戳記的時間解析度（resolution）可以準確到十億分之一秒（one nanosecond）。洛伯說：「我們不得不寫信告訴他們，這在物理學上是不可能辦到的。」

電腦的分散式系統的特性，導致各個主機對時間的表示不可能完全精確，即使是要求精確度調校到萬分之一秒仍存在一些挑戰。其中一個問題是時間的「飄移」（drift）：不同電腦以不同的頻率運作會隨著時間誤差加大（電腦時鐘是以結晶振盪的週期來計算時間，所以不同的時鐘可能有不同的振盪頻率）。

除此之外，時間要仰賴GPS（Global Positioning System，全球定位系統），這個由美國空軍負責運作的系統也可能帶來問題。GPS使用衛星網絡傳送時間和地點的資訊給地面上的接收者，不過它傳送的強度很弱，按照洛伯的形容：「差不多就像月球上的燈泡。」

這也讓GPS的訊號很容易受干擾，可能受太陽活動和人類行為所影響。透過科技有可能阻斷和干擾它訊號的傳送。據英國政府統計，倫敦市每個月平均會經歷到80到120次GPS「塞車」的情況，這些可能嚴重妨礙金融監管機關建立全球金融市場可靠交易紀錄的工作。

英國國家物理實驗室的解決方法是轉向另一個新市場尋求答案：它們採用光纖纜線傳送時間，這意味著訊號不會受到干擾。

至於訊號的本身，是由六名科學家和工程師組成的團隊所研發。它是以銫元素同位素轉換能階（energy level）所釋放的微波訊號來計算和記錄時間的原子鐘。據實驗室的說法，它的最大誤差在1.58億年之間不超過一秒。

儀器本身看來毫無威脅性。它是一座米色、手提箱大小、以電子數字顯示鐘面的儀器，有公文櫃大小的微波激射器。這個儀器因為太過於敏感，因此絕大部分時間這個房間與外在世界封閉，只有不定期會進行維修。

兩百年前，不同城市之間各自有自己的時間標準。各個城市依據與太陽的相對位置設定自己的標準時間，這也讓英國十九世紀發展的鐵路系統，在制定火車時刻表時出現難題。最後，透過格林尼治標準時的制定和各站台的電報聯繫，而統一了時間。日後，格林尼治標準時間（Greenwich Mean Time，GMT）也成了全球通用的時間標準。

而英國國家物理實驗室，如果能順利把時間「賣」給全世界的交易所，特丁頓或許也將成為金融市場的新格林尼治。

參考資料：Financial Times