近日，公共卫生学院王伟教授与中科院尚明生研究员等学者合作，在《Physics Reports》发表题为“高阶网络上流行病传播”(Epidemic spreading on higher-order networks )长篇综述论文。
揭示SARS、埃博拉病毒、COVID-19等流行病的传播规律，预测其发展态势，提出有效的防控措施，是公共卫生领域亟需解决的科学难题。人与人之间的近距离接触是流行病传播的主要方式，可抽象为复杂网络，用节点表示人，连边表示接触关系。在真实社会系统中，个体之间不仅存在两者之间的接触关系，还存在多个体同时作用（如聚餐、乘坐公交与地铁等），容易导致流行病超级传播。前者可抽象为传统复杂网络，而后者则需用高阶网络来刻画。在高阶网络中，一条超边用于描述多个节点同时作用。
王伟等人系统地阐述了高阶网络上流行病传播的最新研究进展，并强调在统计物理和网络科学领域的贡献。该文将流行病传播分为单个流行病传播和多个流行病共演化传播两大类，详细介绍相应的数学模型、理论方法、临界现象、相变、传播机制和影响，并讨论了该领域面临的挑战和未来研究的开放问题。对于单个流行病传播，点对感染率是决定爆发阈值和感染范围的决定性因素，系统呈现出简单地相变过程。高阶交互使得系统出现双稳态、爆炸性转变和迟滞回线。对于多个流行病共演化传播，病毒间可能呈现出竞争、合作以及非对称的交互形式。高阶网络结构对不同的耦合机制下的共演化传播现象截然不同，可导致系统出现一级相变、磁滞回线等现象。
最后，王伟等人总结了在高阶网络上的流行病传播领域的代表性进展，并讨论了这一新兴领域所面临的挑战和亟待解决的问题。
高阶交互表示形式示意图高阶网络上单个流行病传播相图
高阶网络上竞争流行病传播相图
公共卫生学院王伟教授为论文第一作者。《Physics Reports》，是物理科学和交叉科学类最具国际影响力的期刊之一，发表相关领域内各研究方向的综述论文。由期刊编辑邀约在领域内做出突出贡献的领军团队撰稿，旨在对当前研究热点进行总结和评述，引领和展望相关领域的未来发展。
论文全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157324000176?dgcid=author
