Over het algemeen, natuurkunde en financiële systemen zijn in de hoofden van mensen niet gemakkelijk met elkaar in verband te brengen. Nog, principes en technieken afkomstig uit de natuurkunde kunnen zeer effectief zijn bij het beschrijven van de processen die plaatsvinden op financiële markten. Het modelleren van financiële systemen als netwerken kan ons begrip van fenomenen die niet alleen relevant zijn voor onderzoekers in economie en andere disciplines, aanzienlijk vergroten, maar ook voor gewone burgers, overheidsinstanties en regeringen. De theorie van complexe netwerken vertegenwoordigt een krachtig raamwerk om te bestuderen hoe schokken zich voortplanten in financiële systemen, signalering van vroegtijdige waarschuwingssignalen van aanstaande crises, en het reconstrueren van verborgen verbanden in interbancaire systemen.

In een recensieartikel dat verschijnt op Natuur beoordelingen Natuurkunde , verschillende wetenschappers in complexe netwerken hebben nu samengewerkt om de kennis in het veld te organiseren en bij te werken. Het artikel vat meer dan 15 jaar echt interdisciplinair onderzoek samen, benadrukken hoe de statistische fysica-benadering licht heeft geworpen op verschillende belangrijke eigenschappen van deze verschijnselen. De auteurs vertegenwoordigen enkele van de meest internationaal actieve onderzoeksgroepen in het veld, gevestigd aan de IMT School for Advanced Studies Lucca, de Universiteit van Leiden, Ca' Foscari Universiteit van Venetië, Universiteit van Zürich, Tor Vergata Universiteit van Rome, University College London en de Bank of England.

Het uitgangspunt van de analyse is de erkenning dat financiële instellingen met elkaar verbonden zijn in een wereldwijd web van interacties waarvan de structuur kwantitatief kan worden geanalyseerd door middel van netwerktheorie, het raamwerk dat de structuur en gevolgen bestudeert van de relaties die verschillende objecten in grote systemen met elkaar verbinden. In feite, het financiële systeem kan worden gezien als een netwerk waarvan de knooppunten agenten vertegenwoordigen, b.v. retail- en investeringsbanken, verzekeringsmaatschappijen, beleggingsfondsen, centrale banken, maar ook niet-financiële bedrijven en huishoudens - en waarvan de randen afhankelijkheden tussen knooppunten vertegenwoordigen.

De modellen die traditioneel door regelgevers en beleidsmakers worden gebruikt, beschouwen veel te eenvoudige representaties van financiële systemen, door ze te beschrijven als verzamelingen van geïsoleerde acteurs of als een homogeen "mengsel" waarin elke acteur gelijk met alle andere omgaat. Echter, zoals de crisis van 2007-2008 dramatisch liet zien, beide representaties geven geen passende beschrijving van de zeer heterogene en verweven structuur van deze systemen, evenals de gevolgen voor de samenleving. Toen de crisis toesloeg, banken die failliet gingen, konden hun schuld niet terugbetalen, waardoor andere banken failliet gaan, in een trapsgewijze effect waarvan de dynamiek sterk afhing van de details van de onderlinge verbindingspatronen. Beleidsmakers gaven toe dat ze zich in de steek gelaten voelden door traditionele economische modellen.

Hier komt netwerktheorie om de hoek kijken, door de wisselwerking tussen de structuur van het netwerk te verduidelijken, de heterogeniteit van de individuele kenmerken van financiële actoren en de dynamiek van risicoverspreiding, in het bijzonder besmetting, d.w.z. het domino-effect waardoor de instabiliteit van sommige financiële instellingen kan weerklinken op andere instellingen waarmee ze verbonden zijn. Het bijbehorende risico is inderdaad "systemisch", d.w.z. zowel geproduceerd als geconfronteerd met het systeem als geheel, zoals bij collectieve verschijnselen die in de natuurkunde worden bestudeerd. "Elke bank bepaalt de rentevoet voor leningen aan andere banken op basis van hun waargenomen individuele risico, " legt Diego Garlaschelli uit, Universitair hoofddocent aan de IMT School for Advanced Studies Lucca en aan de Universiteit Leiden, Nederland. "Maar als die banken op hun beurt onderling verbonden zijn via andere leningen, dan kan het daadwerkelijke risico van een collectieve wanbetaling veel hoger zijn. Aangezien het bestaan ​​van leningen een kwestie van vertrouwelijkheid is, men moet nieuwe technieken bedenken om de belangrijkste eigenschappen van interbancaire netwerken te raden uit gedeeltelijke informatie. Dit is ook van cruciaal belang voor centrale banken die ernaar streven betrouwbare stresstests uit te voeren op het financiële systeem. Een niet-triviale generalisatie van het statistische fysica-raamwerk stelde ons in staat om deze uitdaging op een originele manier aan te pakken."

De publicatie in Natuur beoordelingen Natuurkunde is een erkenning van het feit dat financiële netwerken een van de nieuwe grenzen van de moderne natuurkunde zijn; Daarnaast, het erkent de sleutelrol die de statistische fysica speelt bij het geven van een wiskundige beschrijving van de relatie tussen microscopische en macroscopische eigenschappen van systemen die uit vele delen bestaan, inclusief sociale en economische.

De auteurs van de review werken al enkele jaren op het gebied van financiële netwerken. "Onze methoden voor netwerkreconstructie zijn wereldwijd getest door verschillende groepen, waaronder één die onderzoekers van verschillende centrale banken verenigt, en bleken systematisch beter te presteren dan de alternatieve, " zegt Tiziano Squartini, Universitair docent natuurkunde aan de IMT School. "In samenwerking met De Nederlandsche Bank, dat vonden we zelfs, terwijl de crisis van 2007-2008 als een verrassing kwam voor traditionele modellen, een netwerkanalyse die rekening houdt met de waargenomen heterogeniteit van banken had dit drie jaar van tevoren kunnen voorspellen."

Vandaag, na bijna vijftien jaar na de financiële crisis, de rol van netwerken voor het bewaken van de financiële stabiliteit en het ontwerpen van macroprudentiële regelgeving wordt algemeen erkend. Zowel beleidsmakers als onderzoekers zijn het erover eens dat systeemrisico's moeten worden bestudeerd en beheerd vanuit een netwerkperspectief. Daarnaast, het is noodzakelijk dat instellingen netwerkmodellen voor risicobeoordeling uitgebreider adopteren. Dit komt ook tot uiting in de beleidsactie en het discours van de hoogste financiële autoriteiten, zowel in de VS als in de EU.