Essays on world trade as a complex system

The present Ph.D. Thesis is developed around the concept of Complexity. The economic system of World Trade can be considered as a Complex System as Internet and a large variety of biological and social systems. Nowadays it is not unusual to describe countries’ performance using terms that evoke the idea of Complexity such as “globalization” or “economic integration”. As economic agents we are indeed part of systems that hardly can be defined as simple. This work has assumed the task to show some examples of such empirical consideration. The choice of deal with this task originates from the interest forward the so-called Emergence that can be defined as a process in which larger entities, regularities, and patterns, arise through interactions among simpler and smaller entities that themselves do not exhibit such properties. To engage this path means to take on the challenge of developing computational skills and the ability to manage large datasets. All aspects that, along with the study of the shared Science, took part to the development of the present work. The main research problem undertaken in this Ph.D. Thesis consists in understanding how we could manage the information embedded in economic complex systems structure. Indeed we would like to induce further attributes regarding the economic agents that are not measurable just considering their own individual original characteristics. The structure of interactions among the economic agents could add relevant information to explain or complete the knowledge we already hold using simple descriptive attributes. All the three papers presented try to contribute to the main research question applying three self-contained methodologies. In this work, the Complexity of economic systems is tackled using methods representing new empirical approaches in the field of international economics. To be more specific the works here presented are aimed both to embed and develop measures that – computationally speaking- take into account the complex system of economic relations among countries to unveil their structural positions and, when possible, observe the impact of the latter on countries' trade performance. From an academic perspective, this PhD Thesis represents an attempt to introduce novel ways of doing data analysis using large dataset regarding economic relations that realize within complex economic systems. From a practical perspective, the idea is to show empirical cases where data availability on relations among economic agents brings about new insights regarding their (economic) performance. The latter aspect could bring some benefit to policymakers for decision-making processes.

La presente Tesi di Dottorato è stata sviluppata servendosi del concetto di Complessità. Il sistema economico costituito dagli scambi internazionali di merci può essere considerato un Sistema Complesso così come lo sono Internet e un’ampia varietà di sistemi biologici e sociali. Oggi non è insolito descrivere le prestazioni economiche dei paesi usando termini che evocano l’idea di complessità come “globalizzazione” o “integrazione economica”. Come agenti economici siamo infatti parte di sistemi che difficilmente possono essere definiti come semplici. Questo lavoro ha assunto come compito quello di mostrare alcuni esempi di tale considerazione empirica. Il problema di ricerca principale affrontato in questa Tesi di Dottorato consiste nella comprensione di come estrarre al meglio l’informazione riguardante attributi sistemici e strutturali dei paesi andando ad integrare le caratteristiche di origine individuale che essi possiedono. Infatti la struttura delle interazioni tra i vari agenti economici e il ruolo svolto da ciascun agente nel determinare tale struttura può in molti casi aggiungere dell’informazione rilevante per spiegare o completare la conoscenza che già si possiede riguardo le qualità individuali di essi. La Complessità dei sistemi economici è qui affrontata usando metodi che rappresentano nuovi approcci empirici nel campo dell’economia internazionale. Per essere più specifici, il lavori qui presentati sono volti sia ad applicare che a sviluppare misure in grado di passare in rassegna l’intera struttura di interazione tra i vari agenti economici per rivelarne il posizionamento strutturale e quando possibile per osservarne l’impatto che questo può avere sulle rispettive prestazioni economiche. I tre i lavori qua presentati cercano di contribuire al problema di ricerca principale applicando tre metodologie indipendenti. Da un punto di vista accademico, la presente Tesi rappresenta un tentativo di applicare ma anche introdurre metodi innovativi per la misura delle prestazioni “socio-strutturali” dei paesi, metodi che allo stesso tempo sono appropriati all’uso di ampi dataset contenenti informazioni che descrivono la struttura di interazione tra di essi. Dal punto di vista pratico, i casi discussi e i metodi necessari per estrarre l’informazione sul posizionamento strutturale dei paesi e del possibile effetto che questo può avere sulle rispettive prestazioni economiche, possono essere utili ai fini di ottimizzare processi decisionali riguardanti scelte economiche e commerciali.