От денежных купюр - к прогнозированию эпидемий

Работающий в США немецкий ученый проанализировал оборот денежных купюр и на этой основе создал компьютерную модель, позволяющую с высокой точностью прогнозировать распространение эпидемий. Деньги не просто пахнут...

Казалось бы, что общего между физикой и эпидемиологией? Как выясняется, немало. Об этом свидетельствует работа немецкого физика Дирка Брокмана (Dirk Brockmann), профессора Института динамики и самоорганизации имени Макса Планка в Геттингене. Вот уже несколько лет он ведет исследования в США, в Северо-Западном университете штата Иллинойс, занимаясь, на первый взгляд, далеким от физики делом: изучает закономерности распространения инфекционных заболеваний.

Более того, вскоре после начала эпидемии свиного гриппа профессор Брокман отважился спрогнозировать ее дальнейшее развитие - и точность этих прогнозов удивила многих специалистов. Возможно, это объясняется нетривиальным подходом ученого к проблеме.

Дело в том, что несколько лет назад профессор Брокман решил выяснить, существуют ли в США барьеры, препятствующие свободному передвижению жителей страны по ее территории. Казалось бы, густая сеть многорядных скоростных автотрасс и наличие аэропорта в каждом мало-мальски уважающем себя городке делают существование таких барьеров крайне маловероятным.

Но результаты, полученные Дирком Брокманом, оказались крайне неожиданными. "Вообще-то для решения этой задачи следовало собрать в одну гигантскую базу данных всю информацию об имеющихся в стране пассажирских транспортных сетях, то есть и о воздушных перевозках, и об автомобильном транспорте, и о железных дорогах, и о маломерных речных судах, - поясняет профессор. - Но обсчитать такую колоссальную массу информации очень трудно, практически невозможно. Поэтому мы решили получить те же результаты косвенным путем, а именно - проанализировать пути перемещения денег. Ведь они отражают, как бы включают в себя все виды пассажирских перевозок".

В США проследить путь денежных купюр не составляет труда благодаря наличию популярного интернет-портала под названием "Where’s George" - "Где Джордж" (www.wheresgeorge.com). Имеется в виду Джордж Вашингтон, изображенный на банкноте достоинством в один доллар. Каждый желающий может посещать этот сайт и вносить номера имеющихся у него банкнот в непрерывно растущую базу данных, что позволяет отслеживать оборот бумажных денег.

В результате любой одержимый любопытством посетитель сайта имеет возможность узнать, где и когда успела побывать та самая купюра, которую он теперь держит в руках, или проследить ее дальнейший путь после того, как он с ней расстанется. Дирк Брокман поясняет: "На сегодняшний день на сайте Where's George зарегистрировано уже свыше 150 миллионов банкнот. Примерно 15 миллионов из них всплыли повторно. Иными словами, в нашем распоряжении оказалось 15 миллионов денежных перемещений. Это огромная база данных. И на ее основе мы и составили наши карты мобильности".

Результатом этой подвижнической работы стали схемы транспортных сетей США, из которых явствует, в каких регионах пассажиропотоки наиболее интенсивны, а в каких регионах они незначительны или даже вовсе отсутствуют. То, что на этих картах отчетливо проступили границы, совпадающие с географическими преградами на транспортных путях, такими как Миссисипи или Аппалачи, не вызывает удивления. Но и без неожиданностей не обошлось.

"Нас изрядно удивило, скажем, то, что многие из наиболее ярко выраженных границ, обнаруженных нами в этой транспортной сети, совершенно не совпадают с исторически сложившимися административными границами штатов, - говорит профессор Брокман. - Некоторые штаты, например Пенсильвания и Арканзас, оказались буквально рассечены надвое".

Во многих случаях объяснить наличие границ профессор Брокман не может. Однако это нисколько не мешает практическому применению полученных данных. Именно карты мобильности позволили исследователю существенно уточнить те компьютерные модели, на основе которых прогнозируется распространение инфекционных заболеваний вроде атипичной пневмонии или свиного гриппа.

А в наши дни, когда возросшая мобильность населения привела к значительному увеличению скорости распространения эпидемий, это особенно важно: ведь если в 14 веке эпидемия чумы покоряла Европу три года, перемещаясь с юга на север со средней скоростью два километра в день, то эпидемия свиного гриппа охватила все континенты планеты за несколько недель.