Разширяването на коронавируса следва характерно поведение на теорията на хаоса: то е детерминирано и в същото време хаотично или нелинейно.

пеперуда

Открито е чрез изследване, което използва данни от епидемиите на COVID-19 в Китай, Япония, Южна Корея и Италия за изграждане на детерминистични модели, базирани на теория на хаоса.

След това тези модели бяха приложени към други страни (Франция, Испания, Белгия и Обединеното кралство), за да се идентифицират най-вероятните сценарии и да се наблюдава тяхното развитие по оперативен начин, по време на епидемията.

Благодарение на математически модели, базирани на теория на хаоса, изследователите успяха да предвидят еволюцията на пандемията в няколко страни, особено в Италия, Испания, Франция и Обединеното кралство.

Хаотичен атрактор

Моделите показват във всички случаи, че малка разлика в първоначалните условия може да доведе до много различни траектории в разпространението на болестта, дори като се използват детерминирани уравнения.

Въпреки че първоначалните условия са различни, динамиката на разпространението на епидемията е абсолютно еднаква: тя следва същите детерминирани уравнения.

Поради тази причина трите траектории се сливат в една и съща геометрична структура: хаотичен атрактор с форма на пеперуда.

Атрактор е набор от точки, към които има тенденция динамична система. Хаотично е, когато показва чувствителност към вариации в първоначалните условия: тогава крилата на пеперудата се движат.

Въпреки че трите траектории на еволюция на болестта се сливат в един и същ хаотичен атрактор, те пристигат по различни начини: това причинява непредсказуемо поведение на пандемията във времето.

Моделите разкриват също, че броят на смъртните случаи на ден преживява поредица от трептения, както се предлага от хаотичния атрактор.

Ранно наблюдение

Изследователите предупреждават, че тези модели са получени в началото на целия процес и че не са взели предвид последващи действия за ограничаване на болестта.

Според това изследване, временната еволюция на броя на инфекциите може да се предвиди, като се използват динамичните модели, получени за епидемията Covid-19 в провинциите Zhejiang, Henan, Guangdong, Anhui и Jianxi.

Започнати на 24 февруари, тези симулации предполагат, че краят на епидемията не може да бъде достигнат преди три до четири седмици, като кумулативният брой инфекции достига между 800 и 1400 случая.

Въпреки това, последните потвърдени актуализации на случая (от 27 февруари) предполагат, че тези модели вероятно подценяват огнището в Италия.

Тази работа показа, че големината на епидемията е пряко свързана с очакването на мерките за контрол, предприети за нейното ограничаване.

Теория на хаоса

Това, което се казва в това изследване, е, че поведението на Covid-19 следва моделите на поведение на теорията на хаоса.

Тази теория, клон на математиката и физиката, наред с други дисциплини, установява, че в динамичните системи (тези, които се развиват с течение на времето) резултатът от процеса зависи от различни променливи, така че е невъзможно да се предскаже.

Изненадващото при тази непредсказуемост е, че е вярно, въпреки че динамичната система по принцип е детерминирана, т.е. нейното поведение може да бъде описано, като се знаят първоначалните й условия.

Първоначални условия

Ефектът на пеперудата, свързан с теорията на хаоса, е метафора за зависимостта на динамичните системи от първоначалните условия.

Ето защо се казва, метафорично, че малко смущение, като пляскане на крилата на пеперуда, може да предизвика торнадо на другия край на света.

За Covid-19 това означава, че малка промяна в начина на развитие на болестта в ранните стадии може да има глобално въздействие.

Точно това се случи с Covid-19: първоначалните променливи в развитието на болестта направиха нейното поведение непредсказуемо в целия свят.

Той се превърна в глобална пандемия с нечувана скорост, затваряйки повече от половината от човешкото население в домовете си.

По този начин хаосът се представя за пореден път като проява на разстройството, участващо във физическите процеси: той завършва като по-сложна форма на естествения ред.

Ако го разберем по този начин, можем да го управляваме по-добре на здравно ниво, показва това изследване. Същото би било валидно, може би, за да се управлява правилно и икономически и политически.