En förbättring av den berömda Markowitz -satsen kan ha potential att inte bara mer exakt förutsäga nästa finansiella kriser, men också utbrott av skadedjur och sjukdomar, eller om en patient kommer att få en hjärtattack om två timmar eller inte.

Beskrivs som en nyare version av Markowitz portföljteori, den förenade "landskapsportföljplattformen" kan förutsäga uppblåst tillväxt och minskad volatilitet i en ensemble av stokastiskt samvarierande populationer över landskapet.

Det utvecklades av prof Cang Hui, en biomatematiker från Stellenbosch University, i samarbete med två forskare från USA, Prof Gordon A Fox, en statistiker från University of South Florida, och prof Jessica Gurevitch, en välkänd ekolog från Stony Brook University.

Teoremet publicerades i Proceedings of the National Academy of Science ( PNAS ) idag med titeln "Skalberoende portföljeffekter förklarar tillväxtinflation och volatilitetsminskning i landskapsdemografi".

Prof Hui säger att samarbetet startade efter att proffs Fox och Gurevitch besökte Sydafrika 2014 som stipendiater vid Stellenbosch Institute for Advanced Studies (STIAS).

"Inledningsvis letade vi efter sätt att kvantifiera populationsdemografi för invasiva arter i större skala för att göra den mer relevant för förvaltningen, " han förklarar.

I det skedet, det mesta demografiska arbetet hade utförts på ett fåtal populationer och i lokal skala.

Men tanken att använda Markowitz -satsen var helt serendipitös:"Jag går ofta till biblioteket och bläddrar i ett avsnitt av böcker. Den dagen var jag i sektionen ekonomi och statistik när jag fick en bok om portföljteorin om finansiella investeringar. Det var där idén kom att använda Markowitz' teorem som hörnsten."

Genom att kombinera begrepp från landskapsekologi och Markowitz portföljteori, de utvecklade landskapsportföljplattformen för att kvantifiera och förutsäga beteendet hos flera stokastiska populationer över rumsliga skalor. Som en fallstudie, de använde en 35-årig tidsserie på populationer av zigenarfjärilar, täcker cirka 350 000 kvadratkilometer.

Landskapsportföljens plattform, dock, är tillämplig på alla situationer där delsystem fluktuerar med en viss nivå av synkronisering, från handelsanalys på börsen till plötsliga utbrott av patogener och invasiva arter.

Prof Hui säger att medan den aktuella artikeln tog en invasiv malart som fallstudie, den nya satsen är tillämplig på finansvärlden, ekologer som arbetar med regionala invasioner eller hotade arter, såväl som alla biologer som arbetar med tidsseriedata.

Prof Hui och medforskare arbetar nu med att utöka plattformen för att möjliggöra differentiering av systemstokasticitet och externt brus för att driva portföljinflation.

Mer om Markowitz portföljteori

Harry Markowitz portföljteori beskrivs som en av de viktigaste och mest inflytelserika ekonomiska teorierna om finansiering och investeringar. Utgiven för första gången 1952, det är ett matematiskt ramverk för att sammanställa en portfölj av tillgångar på ett sådant sätt att den förväntade avkastningen maximeras för en given risknivå, definieras som varians. Dess viktigaste insikt är att en tillgångs risk och avkastning inte bör bedömas av sig själv, men genom hur det bidrar till en portföljs totala risk och avkastning. 1990, Markowitz fick Nobel Memorial Prize in Economic Sciences för detta arbete.