S y s t e m i c R i s k o f P a n d e m i c v i a N o v e l P a t h o g e n s – C o r o n a v i r u s : A N o t e J o s e p h N o r m a n † , Y a n e e r B a r - Y a m † , N a s s i m N i c h o l a s T a l e b ∗ ‡ † N e w E n g l a n d C o m p l e x S y s t e m s I n s t i t u t e , ∗ S c h o o l o f E n g i n e e r i n g , N e w Y o r k U n i v e r s i t y , ‡ U n i v e r s a I n v e s t m e n t s T H E N O V E L C O R O N A V I R U S e m e r g i n g o u t o f W u h a n , C h i n a h a s b e e n i d e n t i fi e d a s a d e a d l y s t r a i n t h a t i s a l s o h i g h l y c o n t a g i o u s T h e r e s p o n s e b y C h i n a t o d a t e h a s i n c l u d e d t r a v e l r e s t r i c t i o n s o n t e n s o f m i l l i o n s a c r o s s s e v e r a l m a j o r c i t i e s i n a n e f f o r t t o s l o w i t s s p r e a d D e s p i t e t h i s , p o s i t i v e l y i d e n t i fi e d c a s e s h a v e a l r e a d y b e e n d e t e c t e d i n m a n y c o u n t r i e s s p a n n i n g t h e g l o b e a n d t h e r e a r e d o u b t s s u c h c o n t a i n m e n t w o u l d b e e f f e c t i v e T h i s n o t e o u t l i n e s s o m e p r i n c i p l e s t o b e a r i n r e l a t i o n t o s u c h a p r o c e s s C l e a r l y , w e a r e d e a l i n g w i t h a n e x t r e m e f a t - t a i l e d p r o - c e s s o w i n g t o a n i n c r e a s e d c o n n e c t i v i t y , w h i c h i n c r e a s e s t h e s p r e a d i n g i n a n o n l i n e a r w a y [ 1 ] , [ 2 ] F a t t a i l e d p r o c e s s e s h a v e s p e c i a l a t t r i b u t e s , m a k i n g c o n v e n t i o n a l r i s k - m a n a g e m e n t a p p r o a c h e s i n a d e q u a t e G E N E R A L P R E C A U T I O N A R Y P R I N C I P L E T h e g e n e r a l ( n o n - n a i v e ) p r e c a u t i o n a r y p r i n c i p l e [ 3 ] d e l i n - e a t e s c o n d i t i o n s w h e r e a c t i o n s m u s t b e t a k e n t o r e d u c e r i s k o f r u i n , a n d t r a d i t i o n a l c o s t - b e n e fi t a n a l y s e s m u s t n o t b e u s e d T h e s e a r e r u i n p r o b l e m s w h e r e , o v e r t i m e , e x p o s u r e t o t a i l e v e n t s l e a d s t o a c e r t a i n e v e n t u a l e x t i n c t i o n W h i l e t h e r e i s a v e r y h i g h p r o b a b i l i t y f o r h u m a n i t y s u r v i v i n g a s i n g l e s u c h e v e n t , o v e r t i m e , t h e r e i s e v e n t u a l l y z e r o p r o b a b i l i t y o f s u r v i v i n g r e p e a t e d e x p o s u r e s t o s u c h e v e n t s W h i l e r e p e a t e d r i s k s c a n b e t a k e n b y i n d i v i d u a l s w i t h a l i m i t e d l i f e e x p e c t a n c y , r u i n e x p o s u r e s m u s t n e v e r b e t a k e n a t t h e s y s t e m i c a n d c o l l e c t i v e l e v e l I n t e c h n i c a l t e r m s , t h e p r e c a u t i o n a r y p r i n c i p l e a p p l i e s w h e n t r a d i t i o n a l s t a t i s t i c a l a v e r a g e s a r e i n v a l i d b e c a u s e r i s k s a r e n o t e r g o d i c N A I V E E M P I R I C I S M N e x t w e a d d r e s s t h e p r o b l e m o f n a i v e e m p i r i c i s m i n d i s - c u s s i o n s r e l a t e d t o t h i s p r o b l e m S p r e a d i n g r a t e : H i s t o r i c a l l y b a s e d e s t i m a t e s o f s p r e a d i n g r a t e s f o r p a n d e m i c s i n g e n e r a l , a n d f o r t h e c u r r e n t o n e i n p a r t i c u l a r , u n d e r e s t i m a t e t h e r a t e o f s p r e a d b e c a u s e o f t h e r a p i d i n c r e a s e s i n t r a n s p o r t a t i o n c o n n e c t i v i t y o v e r r e c e n t y e a r s T h i s m e a n s t h a t e x p e c t a t i o n s o f t h e e x t e n t o f h a r m a r e u n d e r - e s t i m a t e s b o t h b e c a u s e e v e n t s a r e i n h e r e n t l y f a t t a i l e d , a n d b e c a u s e t h e t a i l i s b e c o m i n g f a t t e r a s c o n n e c t i v i t y i n c r e a s e s G l o b a l c o n n e c t i v i t y i s a t a n a l l - t i m e h i g h , w i t h C h i n a o n e o f t h e m o s t g l o b a l l y c o n n e c t e d s o c i e t i e s F u n d a m e n t a l l y , v i r a l c o n t a g i o n e v e n t s d e p e n d o n t h e i n t e r a c t i o n o f a g e n t s i n p h y s i c a l s p a c e , a n d w i t h t h e f o r w a r d - l o o k i n g u n c e r t a i n t y t h a t n o v e l o u t b r e a k s n e c e s s a r i l y c a r r y , r e d u c i n g c o n n e c t i v i t y t e m p o r a r i l y t o s l o w fl o w s o f p o t e n t i a l l y c o n t a g i o u s i n d i v i d u a l s i s t h e o n l y a p p r o a c h t h a t i s r o b u s t a g a i n s t m i s e s t i m a t i o n s i n t h e p r o p e r t i e s o f a v i r u s o r o t h e r p a t h o g e n J a n 2 6 , 2 0 2 0 C o r r e s p o n d i n g a u t h o r : N N T a l e b , e m a i l N N T 1 @ n y u e d u R e p r o d u c t i v e r a t i o : E s t i m a t e s o f t h e v i r u s ’ s r e p r o d u c t i v e r a t i o R 0 — t h e n u m b e r o f c a s e s o n e c a s e g e n e r a t e s o n a v e r a g e o v e r t h e c o u r s e o f i t s i n f e c t i o u s p e r i o d i n a n o t h e r w i s e u n i n f e c t e d p o p u l a t i o n — a r e b i a s e d d o w n w a r d s T h i s p r o p e r t y c o m e s f r o m f a t - t a i l e d n e s s [ 4 ] d u e t o i n d i v i d u a l ‘ s u p e r s p r e a d e r ’ e v e n t s S i m p l y , R 0 i s e s t i m a t e d f r o m a n a v e r a g e w h i c h t a k e s l o n g e r t o c o n v e r g e a s i t i s i t s e l f a f a t - t a i l e d v a r i a b l e M o r t a l i t y r a t e : M o r t a l i t y a n d m o r b i d i t y r a t e s a r e a l s o d o w n w a r d b i a s e d , d u e t o t h e l a g b e t w e e n i d e n t i fi e d c a s e s , d e a t h s a n d r e p o r t i n g o f t h o s e d e a t h s I n c r e a s i n g l y F a t a l R a p i d l y S p r e a d i n g E m e r g e n t P a t h o g e n s : W i t h i n c r e a s i n g t r a n s p o r t a t i o n w e a r e c l o s e t o a t r a n s i t i o n t o c o n d i t i o n s i n w h i c h e x t i n c t i o n b e c o m e s c e r t a i n b o t h b e c a u s e o f r a p i d s p r e a d a n d b e c a u s e o f t h e s e l e c t i v e d o m i n a n c e o f i n c r e a s i n g l y w o r s e p a t h o g e n s [ 5 ] A s y m m e t r i c U n c e r t a i n t y : P r o p e r t i e s o f t h e v i r u s t h a t a r e u n c e r t a i n w i l l h a v e s u b s t a n t i a l i m p a c t o n w h e t h e r p o l i c i e s i m p l e m e n t e d a r e e f f e c t i v e F o r i n s t a n c e , w h e t h e r c o n t a g i o u s a s y m p t o m a t i c c a r r i e r s e x i s t T h e s e u n c e r t a i n t i e s m a k e i t u n - c l e a r w h e t h e r m e a s u r e s s u c h a s t e m p e r a t u r e s c r e e n i n g a t m a j o r p o r t s w i l l h a v e t h e d e s i r e d i m p a c t P r a c t i c a l l y a l l t h e u n c e r t a i n t y t e n d s t o m a k e t h e p r o b l e m p o t e n t i a l l y w o r s e , n o t b e t t e r , a s t h e s e p r o c e s s e s a r e c o n v e x t o u n c e r t a i n t y F a t a l i s m a n d i n a c t i o n : P e r h a p s d u e t o t h e s e c h a l l e n g e s , a c o m m o n p u b l i c h e a l t h r e s p o n s e i s f a t a l i s t i c , a c c e p t i n g w h a t w i l l h a p p e n b e c a u s e o f a b e l i e f t h a t n o t h i n g c a n b e d o n e T h i s r e s p o n s e i s i n c o r r e c t a s t h e l e v e r a g e o f c o r r e c t l y s e l e c t e d e x t r a o r d i n a r y i n t e r v e n t i o n s c a n b e v e r y h i g h C o n c l u s i o n : S t a n d a r d i n d i v i d u a l - s c a l e p o l i c y a p p r o a c h e s s u c h a s i s o l a t i o n , c o n t a c t t r a c i n g a n d m o n i t o r i n g a r e r a p i d l y ( c o m p u t a t i o n a l l y ) o v e r w h e l m e d i n t h e f a c e o f m a s s i n f e c t i o n , a n d t h u s a l s o c a n n o t b e r e l i e d u p o n t o s t o p a p a n d e m i c M u l t i - s c a l e p o p u l a t i o n a p p r o a c h e s i n c l u d i n g d r a s t i c a l l y p r u n i n g c o n - t a c t n e t w o r k s u s i n g c o l l e c t i v e b o u n d a r i e s a n d s o c i a l b e h a v i o r c h a n g e , a n d c o m m u n i t y s e l f - m o n i t o r i n g , a r e e s s e n t i a l T o g e t h e r , t h e s e o b s e r v a t i o n s l e a d t o t h e n e c e s s i t y o f a p r e c a u t i o n a r y a p p r o a c h t o c u r r e n t a n d p o t e n t i a l p a n d e m i c o u t b r e a k s t h a t m u s t i n c l u d e c o n s t r a i n i n g m o b i l i t y p a t t e r n s i n t h e e a r l y s t a g e s o f a n o u t b r e a k , e s p e c i a l l y w h e n l i t t l e i s k n o w n a b o u t t h e t r u e p a r a m e t e r s o f t h e p a t h o g e n I t w i l l c o s t s o m e t h i n g t o r e d u c e m o b i l i t y i n t h e s h o r t t e r m , b u t t o f a i l d o s o w i l l e v e n t u a l l y c o s t e v e r y t h i n g — i f n o t f r o m t h i s e v e n t , t h e n o n e i n t h e f u t u r e O u t b r e a k s a r e i n e v i t a b l e , b u t a n a p p r o p r i a t e l y p r e c a u t i o n a r y r e s p o n s e c a n m i t i g a t e s y s t e m i c r i s k t o t h e g l o b e a t l a r g e B u t p o l i c y - a n d d e c i s i o n - m a k e r s m u s t a c t s w i f t l y a n d a v o i d t h e f a l l a c y t h a t t o h a v e a n a p p r o p r i a t e r e s p e c t f o r u n c e r t a i n t y i n t h e f a c e o f p o s s i b l e i r r e v e r s i b l e c a t a s t r o p h e a m o u n t s t o " p a r a n o i a , " o r t h e c o n v e r s e a b e l i e f t h a t n o t h i n g c a n b e d o n e 2 R E F E R E N C E S [ 1 ] Y B a r - Y a m , “ D y n a m i c s o f c o m p l e x s y s t e m s , ” 1 9 9 7 [ 2 ] — — , “ T r a n s i t i o n t o e x t i n c t i o n : P a n d e m i c s i n a c o n n e c t e d w o r l d „ ” 2 0 1 6 [ 3 ] N N T a l e b , R R e a d , R D o u a d y , J N o r m a n , a n d Y B a r - Y a m , “ T h e p r e c a u t i o n a r y p r i n c i p l e ( w i t h a p p l i c a t i o n t o t h e g e n e t i c m o d i fi c a t i o n o f o r g a n i s m s ) , ” a r X i v p r e p r i n t a r X i v : 1 4 1 0 5 7 8 7 , 2 0 1 4 [ 4 ] N N T a l e b , T h e S t a t i s t i c a l C o n s e q u e n c e s o f F a t T a i l s S T E M A c a d e m i c P r e s s , 2 0 2 0 [ 5 ] E M R a u c h a n d Y B a r - Y a m , “ L o n g - r a n g e i n t e r a c t i o n s a n d e v o l u t i o n a r y s t a b i l i t y i n a p r e d a t o r - p r e y s y s t e m , ” P h y s i c a l R e v i e w E , v o l 7 3 , n o 2 , p 0 2 0 9 0 3 , 2 0 0 6