近日，暨南大學理工學院副教授張希昀團隊與以色列巴伊蘭大學教授Barzel 、意大利復雜系統研究所教授Boccaletti合作，研究提出了隨機演化作用下，流行病傳播動力學的理論新框架。相關研究發表于《自然—通訊》。張希昀為該論文第一作者兼通訊作者。Barzel、Boccaletti，以及浙江工業大學副教授阮中遠、江蘇大學教授鄭木華和華東師范大學副教授周杰為論文的合作者。
流行病爆發是人類面臨的巨大挑戰之一，構建完善的流行病傳播動力學理論具有重要意義，而如何耦合病原體在患者體外的傳播和在患者體內的演化這兩個不同時空尺度的動力學過程，是其中的一個關鍵問題。
該研究通過將體內演化過程簡化為病原體在適應性空間中的隨機行走，提出了一個流行病傳播動力學新模型。通過對模型中兩個關鍵動力學過程的時間尺度分析，研究人員發現適中的變異速率會擴大疾病爆發相的范圍，而過慢和過快的變異速率則不利于疾病的傳播。通過對有限系統尺度的討論，該研究還討論了感染人數對疾病爆發相范圍的影響，以及疾病爆發的相變過程如何在連續和非連續相變間轉換。
該研究工作將通常被分開考慮的兩個動力學過程耦合，同時又將問題簡化并可以解析。該理論框架可以被進一步推廣，成為討論更復雜情況下流行病爆發現象的基礎。同時，該模型也展示了復雜系統中非平穩動力學的豐富現象，以及系統空間尺度和動力學時間尺度對相變過程的影響。
上述研究工作得到了國家自然科學基金項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金、廣州市科技計劃、中央高校基本業務經費的資助。
