我們一直錯誤地看待全球大流行的傳播 - 彭博社

迪克·布羅克曼五百年前，疾病的傳播在很大程度上受到當時主要交通方式的限制：人們步行旅行。一個城鎮的疫情會像石頭落入靜水錶面時產生的漣漪一樣，緩慢向外擴散。黑死病在14世紀的歐洲以這種方式傳播，就像在大陸上展開的同心波浪。

今天，疾病在不同的人羣和地理區域之間遷移，呈現出一種奇特的不同模式。2003年，SARS首次出現在中國，然後傳播到香港，隨後又出現在歐洲、加拿大和美國。在世界地圖上繪製疾病的傳播，其運動看起來完全是隨機的。

彭博社城市實驗室貝爾法斯特的中央車站為北愛爾蘭的公共交通創造了新時代芝加哥應考慮所有解決預算危機的方案，普利茲克説消除美國道路死亡的月球計劃AOC提議300億美元的社會住房管理局在這幾個世紀間發生的顯著變化並不一定是疾病本身，而是人類的流動網絡。迪克·布羅克曼，西北大學的理論物理學家和複雜系統教授，一直對不斷演變的長途交通方式如何改變許多事物感興趣：疾病動態、信息傳播、物種從一個生態系統運輸到另一個不屬於它們的生態系統。

大約十年來，布羅克曼和其他研究人員一直在將全球航空運輸網絡的真實數據集納入疾病動態模型中。他們可以模擬一個地點的疫情爆發，並估計其在另一個地點的到達。但早期，布羅克曼注意到他和其他同事創建的模型常常產生驚人相似的結果，即使這些模擬是基於不同的感染率、疾病動態、季節性或感染人羣的年齡結構的假設。

“這讓我思考，‘是什麼讓這些不同的模擬如此一致？’”布羅克曼説。所有其他因素似乎都發揮了很小的作用。“我的假設是，這很大程度上是由這些流動網絡的結構驅動的。”

布羅克曼的研究最終使他得出了一個出人意料的簡單結論。今天，疾病在全球傳播的方式與幾個世紀前僅靠步行旅行和黑死病時期的方式完全相同。我們只是一直錯誤地看待世界地圖。

首先考慮布羅克曼的這兩個“玩具模型”，它們模擬了疫情傳播的空間模式。第一個模型顯示了一種僅通過地方交通傳播的疾病（就像幾個世紀前的情況一樣）：

而這就是在航空旅行時代，疫情藉助長途交通傳播的樣子：

那麼你如何在第二張圖片中找出一個連貫的模式，特別是一個可以讓你預測未來疫情傳播的模式呢？布羅克曼和他的同事們提出了一個他稱之為“非常簡單的想法”： “我們想，如果我們重新定義地理距離的概念呢？”

幾個世紀以來，我們一直被引導去思考以英里或公里為單位的距離。但在飛機旅行的時代，倫敦和紐約之間的距離並不像以前看起來那麼遙遠。航空旅行網絡意味着今天的世界在根本上以不同的方式連接，這與幾年前大相徑庭。這裏是一張世界上大約4000個機場的地圖，它們之間有40000個連接：

布羅克曼説，通過一點數學，研究人員可以根據航空旅行之間的流動重新繪製這張圖，而不是根據字面上的地理位置，而是根據兩個地方之間的時間距離。

“那麼你可以在這個網絡中的任何任意位置上定位自己，”布羅克曼説。“然後你可以從這個角度問自己，‘世界看起來是什麼樣子？’”

假設你站在塞浦路斯的帕福斯，從那裏你可以乘飛機連接到倫敦，然後是巴塞羅那或華盛頓特區或鹽湖城。這就是現在的世界，在一個“最短路徑樹”上，顯示你到達網絡中所有其他機場的最可能路線：

同樣的地圖可以從世界航空旅行網絡中的任何起始地點繪製。布羅克曼説，地圖的結構，按定義，必須是樹狀的。但這並不意味着這些連接和路線是唯一可能的；相反，它們是概率最高的。

這是布羅克曼對一種類似大流行流感的假設疾病在53天內傳播的模擬：

傳統地圖上的模式看起來是隨機的。這是通過布羅克曼的轉變視角看到的樣子：

“如果你從這種新型表現中觀察疫情及其全球傳播，一切變得非常簡單，”他説。再一次，這種模式類似於幾個世紀前流行病特徵的水面上石頭的同心漣漪。“如今，它看起來並沒有太大不同，”布羅克曼補充道。“你只需從正確的角度看整個過程。”

這裏是另一對模擬，展示了源自亞特蘭大的類似假設疾病的傳播：

這種洞察力的真正力量來自於其診斷潛力。想象一個場景，一種新的大流行——其起源未知——已經出現在中國、布宜諾斯艾利斯、魁北克和温哥華的部分地區。這種新的距離表現可以幫助確定疫情的起源。

“這是唯一一個從中看起來是同心的地點，”布羅克曼説。他補充道，任何孩子都可以告訴你石頭在漣漪水面上落在哪裏。“它在中心。”

疾病通過機場網絡傳播的想法對流行病學家來説並不是一個新穎的想法。但發現過去500年間大流行模式並沒有發生太大變化卻是一個新發現。

“出於某種原因，這一點被忽視了，回想起來有點奇怪，”布羅克曼説。“但在科學中，有時就是這樣。你做了這個，然後你想，‘我們為什麼不早點想到這些？’”