Når fysik møder finansielle netværk

Generelt, Fysik og finansielle systemer er ikke let forbundet i folks sind. Endnu, principper og teknikker, der stammer fra fysik, kan være meget effektive til at beskrive de processer, der finder sted på de finansielle markeder. Modellering af finansielle systemer som netværk kan i høj grad forbedre vores forståelse af fænomener, der ikke kun er relevante for forskere inden for økonomi og andre discipliner, men også til almindelige borgere, offentlige instanser og regeringer. Teorien om komplekse netværk repræsenterer en kraftfuld ramme til at studere, hvordan chok forplanter sig i finansielle systemer, identificere tidlige advarselssignaler om kommende kriser, og rekonstruering af skjulte forbindelser i interbanksystemer.

I en anmeldelsesartikel, der vises på Naturanmeldelser Fysik , flere forskere i Complex Networks er nu gået sammen om at organisere og opdatere viden på området. Artiklen opsummerer over 15 års virkelig tværfaglig forskning, fremhæver, hvordan den statistiske fysik-tilgang har kastet lys over forskellige nøgleegenskaber ved disse fænomener. Forfatterne repræsenterer nogle af de mest internationalt aktive forskningsgrupper på området, baseret på IMT School for Advanced Studies Lucca, universitetet i Leiden, Ca' Foscari Universitetet i Venedig, Universitetet i Zürich, Tor Vergata Universitet i Rom, University College London og Bank of England.

Udgangspunktet for analysen er erkendelsen af, at finansielle institutioner er knyttet sammen i et globalt net af interaktioner, hvis struktur kan analyseres kvantitativt ved hjælp af netværksteori, rammen, der studerer strukturen og konsekvenserne af de relationer, der forbinder forskellige objekter i store systemer. Faktisk, det finansielle system kan ses som et netværk, hvis noder repræsenterer agenter - f.eks. detail- og investeringsbanker, forsikringsselskaber, investeringsfonde, centralbanker, men også ikke-finansielle virksomheder og husholdninger - og hvis kanter repræsenterer afhængigheder mellem knudepunkter.

De modeller, der traditionelt anvendes af regulatorer og politiske beslutningstagere, betragter alt for simple repræsentationer af finansielle systemer, beskriver dem enten som samlinger af isolerede aktører eller som en homogen "blanding", hvor hver aktør interagerer lige meget med alle de andre. Imidlertid, som krisen i 2007-2008 viste dramatisk, begge repræsentationer giver ikke en passende beskrivelse af den meget heterogene og sammenflettede struktur af disse systemer, samt konsekvenserne for samfundet. Da krisen kom, banker, der brød sammen, kunne ikke betale deres gæld tilbage, får andre banker til at gå konkurs, i en kaskadeeffekt, hvis dynamik var stærkt afhængig af detaljerne i sammenkoblingsmønstrene. Politikere indrømmede, at de følte sig forladt af traditionelle økonomiske modeller.

Det er her netværksteori kommer i spil, ved at tydeliggøre samspillet mellem netværkets struktur, heterogeniteten i de finansielle aktørers individuelle karakteristika og dynamikken i risikoudbredelse, især smitte, dominoeffekten, hvorved ustabiliteten i nogle finansielle institutioner kan give genlyd til andre institutioner, som de er forbundet med. Den tilknyttede risiko er faktisk "systemisk", dvs. både produceret og konfronteret med systemet som helhed, som i kollektive fænomener studeret i fysik. "Hver bank bestemmer renten for lån til andre banker baseret på deres opfattede individuelle risiko, "forklarer Diego Garlaschelli, Lektor ved IMT School for Advanced Studies Lucca og ved Leiden University, Holland. "Men hvis disse banker til gengæld er forbundet via andre lån, så kan den faktiske risiko for en kollektiv misligholdelse være meget højere. Da eksistensen af ​​lån er et spørgsmål om fortrolighed, man er nødt til at udtænke nye teknikker for at gætte nøgleegenskaberne ved interbanknetværk ud fra delvis information. Dette er også afgørende for centralbanker, der stræber efter at køre pålidelige stresstest på det finansielle system. En utrivelig generalisering af de statistiske fysiske rammer gav os mulighed for at løse denne udfordring på en original måde. "

Udgivelsen i Naturanmeldelser Fysik er en anerkendelse af, at finansielle netværk er en af ​​de nye grænser for moderne fysik; udover, den anerkender den nøglerolle, som statistisk fysik spiller i at give en matematisk beskrivelse af forholdet mellem mikroskopiske og makroskopiske egenskaber ved systemer, der består af mange dele, herunder sociale og økonomiske.

Forfatterne til gennemgangen har arbejdet inden for finansielle netværk i flere år. "Vores metoder til genopbygning af netværk er blevet testet af forskellige grupper verden over, herunder én, der forener forskere fra flere centralbanker, og har vist sig systematisk at overgå de alternative, " siger Tiziano Squartini, Adjunkt i fysik ved IMT -skolen. "I samarbejde med den hollandske centralbank, vi fandt endda ud af, at mens krisen i 2007-2008 kom som en overraskelse for traditionelle modeller, en netværksanalyse, der tager højde for den observerede heterogenitet af banker, kunne have forudsagt det tre år i forvejen."

I dag, efter næsten femten år efter finanskrisen, Netværks rolle til overvågning af finansiel stabilitet og udformning af makroprudentiel regulering er bredt anerkendt. Både politikere og forskere er enige om, at systemisk risiko skal undersøges og håndteres ved at anvende et netværksperspektiv. Udover, det er nødvendigt, at institutioner vedtager netværksmodeller til risikovurdering mere omfattende. Dette afspejles også i de højeste finansielle myndigheders politiske handling og diskurs, både i USA og i EU.