Полёты 1 доллара предсказывают характер всемирной эпидемии
Популярная интернет-игра помогла учёным отследить путешествие по рукам американцев $464 тысяч в виде купюр преимуществом 1 американский доллар. Результатом данной слежки стали статистические законы передвижения людей по Штатам и математическое описание для модели распространения инфекционных заболеваний по стране.
Как-то раз Дирк Брокманн (Dirk Brockmann), германский физик из университета Макса Планка (Max Planck Institute for Dynamics and Self Organisation), посетил собственного приятеля-краснодеревщика в Вермонте, и тот продемонстрировал ему сетевую игру называющиеся «Где Джордж?» (Where?s George?).
Это развлечение некто Хэнк Эскин (Hank Eskin) придумал в далеком прошлом, во второй половине 90-ых годов двадцатого века. Всё достаточно легко.
Джордж — это Вашингтон, чей портрет украшает 1-долларовую купюру. Визитёры, пройдя регистрацию на сайте, смогут ввести регистрационный номер имеющейся в наличии банкноты, указать её нынешнее местонахождение и, быть может, заметить, где эта купюра всплывала раньше — отыскать собственного Джорджа.
Физик был заинтригован. Деньги транспортируются людьми с места на место совершенно верно равно как и вирусы.
А что, в случае если?.. С данной идеей Брокманн отправился к сотрудникам — директору родного университета Тео Гейзелю (Theo Geisel) и Ларсу Хафнейджелу (Lars Hufnagel) из университета теоретической физики университета Калифорнии (KITP).
«Шапка» сайта игры «Где Джордж?». По окончании сообщения об открытии учёных ресурс не осилит с наплывом визитёров (изображение с сайта wheresgeorge.com).
В итоге трое учёных, применяя 1 миллион 33 тысячи 95 сообщений от визитёров сайта, отследили перемещение по Америке 464 тысяч 670 Джорджей, проанализировали эти, развили математическую теорию и опубликовали отчёт о собственной работе в издании Nature.
«Сейчас люди перемещаются на громадные расстояния за достаточно маленькое время, меняя наряду с этим виды транспорта. Но запрещено же смотреть за людьми как за животными посредством маяков, однако, мы должны были получить информацию о перемещении миллионов людей, — говорит Хафнейджел. — Мы были уверены, что сможем обнаружить этом сайте массу интересных данных, но результаты превзошли все отечественные ожидания».
Соавторы изучения из университета Макса Планка: Дирк Брокманн (слева) и Тео Гейзель (фото Max Planck Institute for Dynamics and Self Organisation).
Вправду, прошли те времена, в то время, когда пандемия перемещались медлительно. Это в четрандцатом веке чуме потребовались три года, дабы пройти европейский континент с юга на север.
Средневековье люди не торопились, исходя из этого и чума распространялась со средней скоростью около двух километров в сутки.
На данный момент интернациональное распространение болезней стало важной угрозой в объединённом мире интенсивной интернациональной путешествий и торговли. Угроза птичьего гриппа и вероятное появление нового «человеческого супервируса» делают прогнозирование «перемещения» заболеваний жизненно нужным без промедлений.
Третий создатель работы Ларс Хафнейджел (фото Kavli Institute for Theoretical Physics).
«Так, мы вправе ожидать, что будущие пандемии распространятся по вторым правилам, с куда большей скоростью. И атипичная пневмония нам уже это показала», — показывает Хафнейджел.
Авторы работы говорят, что передвижения людей соответствуют тому, что математики именуют универсальным масштабом, и согласуются с правилами степенной зависимости.
Но больше всего учёных поразило то, что распространение купюр определяется всего двумя универсальными параметрами – двумя аномальными дорогами «рассеивания».
Во-первых, это случайное блуждание, известное как полёты Леви (Levy flight). Издание New Scientist растолковывает их так: притом, что большая часть банкнот всегда путешествует на маленькие расстояния, имеется маленькая возможность, что купюры внезапно «прыгнут» весьма на большом растоянии, к примеру, улетят в бумажнике авиапассажира.
Применяемая учёными глобальная сеть воздушных сообщений между 500 наибольшими аэропортами Почвы.
Чем бросче цвет, тем загруженнее линия (изображение Max Planck Institute for Dynamics and Self Organisation).
Во-вторых, это «хвосты» кривой распределения возможностей. По New Scientist, это указывает шанс, что банкноты будут оставаться в одном месте в течение продолжительного времени, скажем, попадут в копилку ребёнка.
Вот, как бы, и всё. Этого, согласно точки зрения авторов изучения, достаточно, дабы вычислить возможность того, что банкнота преодолеет определённое расстояние в определённое время. Учёные пишут:
«Мы продемонстрировали, что поведение путешественников возможно с необычной точностью обрисовано математически в пространственно-временном масштабе с двумя параметрами модели случайного блуждания, и заключили, что путешествия людей в географическом масштабе — противоречивый и действенно супердиффузный процесс».
Примеры случайного блуждания, названного полётами Леви в честь французского математика (иллюстрации с сайта wikimedia.org).
Брокманн, действительно, признаёт, что распространение денег, быть может, в совершенстве не отражает передвижения людей, но, говорит, что сравнение модели с дешёвой информацией довольно пассажирских авиаперелётов и дорожных путешествий говорит о том, что всё совершенно верно.
А директор университета Макса Планка заявил: «Мы с оптимизмом полагаем, что отечественное изучение существенно улучшит уровень качества прогнозов географического распространения эпидемий». Отлично, в случае если так.
