在试图理解这个迅速变化的COVID-19世界的过程中,我回顾了我们这个时代最伟大的物理学家之一最近去世的事情,他是我在普林斯顿的前同事、诺贝尔奖得主菲尔·安德森.安德森对我们理解构成物质的基本相互作用作出了开创性的贡献,但对许多科学家(和公众)来说,他最著名的可能是他写的一篇题为《更多的是不同的,它描述了如何在不同的复杂性层次上,需要新的概念框架。通过思考物理定律中的对称性以及它们所描述的物质形式,他自下而上地展示了这幅图。

一个常见的例子是水变成冰的相变;水分子以某种方式为更大范围的结晶度编码——例如雪花的美丽的六重对称——但它们是如何编码的却不是微不足道的。就像安德森简洁地说的那样:“整体不仅比部分的总和多,而且非常不同。”这些想法启发了我的实验室对生物相变的研究,但也与许多科学和社会有广泛的关联。

COVID-19大流行为安德森的观点提供了许多引人注目的例证。单个病毒粒子本身是惰性的,根据大多数定义,它甚至不是活的。虽然它似乎能够在表面“生活”一段时间,但它的作用与纳米级盐块的作用是相同的。长久存在的是它的特洛伊木马信息;病毒本身只是一组指令——编码在蛋白质中的一条RNA链——和富含脂质的胶囊,安德森称之为“含有信息的结晶度”的小包。

当这些信息进入我们的肺细胞时,这些细胞错误地复制了更多的病毒;它开始复制。然后,每一种新病毒都可以继续作为自己的毁灭剂,每一种病毒都可以进一步复制,类似于不受控制的核连锁反应的力量。这种复制级联——病毒既存在于个体内部,又从一个人传播到另一个人——是指数增长的基本原理:病毒数量的增长速度与病毒数量成正比——越多越好——这是一个令人难以置信的加速进入一个越来越“不同”的世界的处方。

这种日益增长的“更多”必然导致减缓战略的类似指数级发展。疫情爆发之初,工作重点是追踪接触者,以确定与已知COVID-19病例有过接触的个人。随着疫情的加剧,防控工作不是集中在个人之间的互动层面,而是集中在更大的群体和整个地区(如湖北省)的层面。

但现在几乎每个国家都发现了病例,隔离受影响的社交网络的目标是不可能的。修剪已成为必要所有互动,通过极端的社交距离来切断整个系统的网络。随着疫情规模的扩大,需要以新的方式思考这个问题,从个人层面,到整个地区或人群的隔离,然后重新回到个人层面。

病毒编码的破坏性信息改变了整个系统,它不仅在遏制层面上,而且在我们的生物医学干预尝试中继续这样做。在疫情爆发的最初阶段,人们对新冠病毒-19知之甚少,几乎无计可施。随着大流行规模的扩大,后勤问题也出现了,找到足够的病床、呼吸器、口罩和其他个人防护用品,供应链网络受到的干扰越来越大。

科学家和工程师们正试图解决口罩、口罩和其他必需品的快速生产问题,各公司正在改造设备以快速生产这些产品;蒂托伏特加和许多其他酿酒厂正在生产成吨的洗手液。各国正在努力开发和分配资源,其规模是第二次世界大战以来所未见的;在美国,这样的努力是巨大的,但主要是按州进行的。目前,疫情的规模和持续时间已达到这样的程度,不能再等待预防性疫苗的开发,这可能需要至少18个月的时间;现在正迅速推动将fda批准的药物用于治疗这种疾病。

COVID-19大流行呈指数级增长,其令人困惑的特点是,从缓解到治疗,甚至到生活方式,情况变得在质量上有所不同。现在,食品和其他必需品的配送网络出现了裂缝,这预示着新的担忧,因为“更多”的病毒将我们带入一个“不同”的新水平。心理健康问题出现了,所有社会成员都面临着与这种变化率相关的明显令人不安的压力;指数增长“更多”意味着事物在质量上变得“不同”的指数级速度。

当病例的数量每三天翻一番时,我们很快发现自己处在一个问题的性质及其解决办法每周变化几次的世界。周一,我可能会担心一些电子产品需要多长时间才能送到我这里,而到了周五,我突然不得不担心如何管理从学校被送回家的孩子。

到接下来的一周,股市崩盘,公司倒闭,人们的担忧转向无薪购买食品。在一些地方,尸体堆积在冷藏车甚至街道上已经成为一种新常态。安德森就会明白一个病毒——一个微小的信息包,一种晶体形式的物质——如何能如此迅速地改变我们的世界。

这一威胁几乎没有放缓的迹象,而且很可能会卷土重来,尤其是如果社会开放过快的话。为了应对这一威胁,我们作为一个国家需要采取一种截然不同的应对方式。到目前为止,这种方法一直是临时的,由各个国家的决定主导,相互竞争稀缺资源,往往对其影响的指数式必然性有相互矛盾的认识。我们的国家一直都不仅仅是各个部分的总和,这是南北战争结束时语法编纂出来的事实,当时美利坚合众国开始被用单数形式来指代。

但是,COVID-19战争——如果没有一个统一的应对措施,最终可能仍会像那场可怕的分裂冲突那样杀死更多的人——需要一个美国的出现,它不仅要准备好超越、而且要准备好不同于单个国家的总和。COVID-19不是第一次大流行,也不会是最后一次。但这应该是与一支支离破碎的军队进行的最后一场战斗,他们还没有准备好与看不见但病态地持续的敌人进行一场钢铁般的战斗。