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《北京晚报》五色土副刊“身边的科学”专栏(40)-2010-3-6--第27版

  (提要)“只闻钟声滴答,而我们却不知道时间。”

疫情预报难在哪里?

尹传红

 

  这个捉摸不定的世界总能带来无尽的纷扰。
  就在“气候门”事件引发对全球变暖的质疑声音尚未消停之时,欧美一些国家又开始怀疑世界卫生组织甲型流感大流行宣言的合理性,指责后者向制药企业输送利益,夸大甲流威胁,造成疫苗严重积压。一些媒体在转引有关言论时称:“世界流感甲流疑似世纪丑闻。”当然,也有媒体指出,欧美国家批评世卫组织还有另一层原因,那就是金融危机导致这些国家财政困难,舆论对“浪费预算”非常敏感。
  上月底(2月23日),世卫组织召开了由专家组成的紧急事件委员会会议,研究甲流世界大流行是否已经度过最坏时期。委员会最后决定维持当前甲流的大流行警戒级别。眼下,全球已经有超过16200人死于甲型H1N1流感。甲流病毒至今仍然是世界范围内最主要的流感病毒。目前,甲型H1N1流感在北美和西欧等地区已经相对稳定,仅在东欧部分地区和中亚等地较为活跃;此外,在西非的塞内加尔和毛里求斯呈上升趋势。
  流行病学家认为,流感的传播有高潮也有低谷,不排除将来出现第三轮甚至第四轮甲流传播。新型流感病毒爆发后起伏不定,依赖人类行为、气候条件甚至其他微生物的竞争等变量。这使得它们成为流行病学重要的未解之谜之一。我国则有专家预测,甲流病毒未来不会消退,它会随人群免疫能力的提高,转化为季节性流感。对新甲流病毒来说,未来的循环和流行过程中,病毒如何变异将是监测的重点。
  然而,为什么会出现几轮流感?目前尚未找到生物学上的合理答案。还有几个“为什么”,也很让科学家坐蜡:为什么无法预测出某种“旧”型流行病(比如流感或麻疹)下一次爆发的时间、地点和规模?为什么更难预测出“新”型流行病(比如艾滋病之类)的发生?
  我们知道,天气预报必须依赖于大气环流及海洋的恰当模型等,而流行病预报的困难在于很难建立起精确而科学的感染模型。按照概率论与数理统计专家的说法,只有特定的一系列事件发生后流行病才爆发:由于每一事件都有一定的发生概率,因此疾病的爆发也就具有一个平均或预期的发生概率。为了预测流行病,我们需要建立准确的流行病发展的数学模型。要建立数学模型,就得了解整个链条中的每一环节及其各自的发生概率,然后将所有环节的发生概率与特定区域所有相关人员的总数相乘,即可测算出整个事态发展的预期结果。
  可问题是,从统计学角度分析,这样一个模型中存在太多的参数,而每一个参数又变化繁多,对于各个参数的估量也有着太多的不确定性,因此,总体而言这一预测就得打一个很大的折扣——无法准确预测出流行病的爆发。换句话说,尽管导致传染病爆发的因素广为人知,但疫情预报却几乎是不可能的。
  美国统计学家巴特·K·霍兰曾以一个类比说明核裂变连锁反应的发生机制与疫病的流行机制的相似性:持续裂变/传染的前提是某一个体的原子/人,必须撞击/传染靠近其另一个体。设想某一疾病在人际间的传播途径,比如说通过打喷嚏感染流感病毒。如果人群中每一感染者都平均接触并传染一个健康人(流行病学家称之为“易感者”),一场流行病就会爆发。倘若每个被感染者平均下来不能“成功”传染一个新个体,则流行病会逐渐衰亡。
  研究概率论的美国康奈尔大学教授理查德·达雷特去年曾介绍过一种再现传染病传播的概率模型,其最基本的一种模型叫做“接触传播”模型。该模型把世界简化为一张方格棋盘。在这样的假设下,传染病是通过与近旁其他人的直接相互作用而扩散开来的。棋盘格点上的每一个人都必然处于两种状态之一:或者是“已被感染状态”,或者是“能被感染状态”。处于“能被感染状态”的人,如果他的近旁若有处于“已被感染状态”的人,那么,他就会按照假定的概率被感染,也变成了“已被感染状态”的人。
  不过,这个模型还有一个假定,即处于“已被感染状态”的人会按照设定的概率随时间的流逝而得到康复,回到“能被感染状态”。这样一来,传染病就存在着一个“临界值”。一种传染病,如果它通过感染传播的能力低于这个临界值,迟早都会自然消失……总之,在任一给定规模的人口内部,某种疾病的易感人群所占的比例,对该病流行的最终规模起着关键作用。
  病毒学家和公共卫生官员普遍认为,新的疾病大流行几乎无法避免,他们也无法预测它何时发生。正如一位流感专家所言:“只闻钟声滴答,而我们却不知道时间。”
   (此为未删节稿)
  
  题外话
  
  因报纸对专栏文章篇幅有限制,且在下笔头功夫尚不到家,故诌成的文字总有词不达意、言犹未尽之憾。由是,于见报之余再唠叨些许成文背景,或延伸扯几句,曰“题外话”。
  欢迎各位朋友批评指正或提供专栏文章题材线索,我的联系方式是:simov@126.com
  此文在我的博客(华声在线精英博客)中配有相关图片(感谢马晓霖前总裁的关照和支持):http://blog.voc.com.cn/yinchuanhong/
  感谢上海交通大学科学史系江晓原先生与关瑜桢先生、吴慧女士的关照和支持:http://www.shc2000.com/
  感谢好友北风吹的博客:http://blog.sina.com.cn/beifengjingchui以及千龙网-千龙教育专给我设了“传红科普”栏目:http://edu.qianlong.com/。
  
  关于流感和病毒,本栏开张伊始先后发过3篇文章,标题是《下一分钟我们的对手是谁?》、《病毒是打哪儿来的?》、《病毒与疫苗:龟兔赛跑》。这次本来是想写《潜藏的病毒》的,但写着写着就换了主题,感觉这样交差也好。那个题材过段时间再写无妨,我都考虑好了。
  本文由生物和微生物话题又插入了数学内容(概率),不是巧合,恰恰也是我的兴趣所在。我以前多次提起,我打小就对数学很感兴趣。近来也考虑过几个方面的选题:天气预报的概率,彩票和赌博,数字迷信,想象不到的“大数”,还贷的策略问题,数字化生活……都跟数学有关联。以后慢慢思考慢慢写吧(有的话题我自己还没整明白但很想搞明白,比如还贷的策略问题)。
  
  前时上网查东西,意外地发现,我的一篇专栏文章被编成了高中语文考试试题(以前发现过我写卡尔·萨根的一篇短文,被编入中学语文教学参考书)。搞笑的是,我自己先尝试(据我自己写的文章)去做题,竟还答错了一道,大笑不已(见附录一。我答错的是第二道题,故意弄穿帮考查细心不细心)。
  想起七八年前一件真事:我《科技日报》的同事范建拿来一篇文章,是他亲自了解采写的,关于王蒙做题的故事——他的文章被编成试题,标准答案让他自己也吃了一惊(见附录二)。当然,这事跟我那事性质不同。也附在后边,供诸位笑阅。
   2010-3-16


附录一:尹传红文章改编的试题

http://q.sohu.com/forum/10/topic/45916071
七月末检测题
河南省新安县第二高级中学 于剑涛
第Ⅰ卷
二、(9分,每小题3分)
阅读下面的文字,完成5—7题。

下一分钟我们的对手是谁

尹传红

  它是世界上最小的生物,堪称除人类自身外人类最可怕的有生命的敌人。在20世纪开始之前,没有谁想到过这种小东西的存在。然而,千百年来,它的某些种类却经常改头换面,跟人类玩“躲猫猫”或“变脸”把戏,甚至还时不时会闹性子,像猎人一般猎杀人类,让人惊骇万分、防不胜防。
  它的名字叫病毒——virus。这是一个拉丁词,意思是毒素或毒液。这种最小最简单的生命有机体,最早是由俄国植物学家德米特里·伊凡诺夫斯基和荷兰植物学家马丁努斯·贝叶林克在19世纪末研究烟草花叶病时发现的。1901年,美国军医沃尔特·里德研究证实,导致许多美国士兵丧命的黄热病,其感染源不是一般的细菌,而是比细菌小得多的病毒!
  这一“新”的生命形式的出现,使20世纪初的许多医学问题迎刃而解,也完善了巴斯德的细菌理论。它让科学界认识到,病毒侵害是导致许多人类疾病的原因所在,必须加以研究,而且还必须跟细菌区分开来。1914年,德国细菌学家克鲁泽证明:一般的感冒是病毒所引起的。到了20世纪30年代,人们已经知道,包括麻疹、流行性腮腺炎、水痘、流行性感冒、天花、小儿麻痹症及狂犬病等40种人类常见疾病,都是由病毒引起的,但病毒的特性依然是一个谜。
  如今,我们大致已经清楚,病毒是一种完全寄生的微生物,它本身没有任何代谢机制,完全依赖其侵入的宿主细胞提供养料来进行自身繁殖,而且繁殖速度极快。一般病毒只有一般细菌大小的1/1000,它能够与人体内的细胞紧密地结合在一起,所以不容易受到任何化学药品及任何其他疗法的攻击。
  病毒侵入人体以后跟细菌的作用机理也不一样。细菌通常只是产生一些危害身体的毒素,而病毒则是直接侵入到体内一些代谢或细胞机制里,甚至能够摧毁其免疫系统,因而经常会造成细胞或整个宿主有机体的死亡。打个比方:就像人类打仗一样,它攻到你的司令部去了,或者把你的通信系统破坏掉了,这就比跟你枪对枪地打要厉害得多。
  更邪乎的是,像人流感病毒这样的病毒还会以惊人的速度突变,并能与其他流感病毒交换基因,实现重组重配。这种新的“杂交病毒”往往更为活跃,更为危险,也更难预测,更难对付。最近肆虐墨西哥等国的甲型H1N1流感,其新的病毒基因就是由来自猪、禽和人流感病毒的基因组成的。该病毒目前的致死率虽然不高,但不排除变异的可能。因为甲型流感病毒的特点就是毒性强、易变异,人和动物都会感染。
  专家提醒说,流感病毒的传播具有潜伏性和隐秘性,在未导致人发病时,也可以传播。今天,尽管我们已经可以快速测定每一株流感病毒的基因(甚至全基因组)序列,但对其起源和进化的规律仍没有完全把握,更别说预测其暴发时间了。正如国外一位流感专家所言:“只闻钟声嘀嗒,而我们不知道时间。”
  想来也有些可悲,数百万年的进化使人类拥有了非凡的技艺,但人们仍无法摆脱外在物质世界对身体的侵害,随时都在与无穷种类和数量的病毒与细菌进行抗争,以维持生命的有限存在。这是一场永无休止的战斗,而且我们永远都不知道:下一分钟我们的对手是谁? (原载《北京晚报》)

5.下列对于“病毒”的理解,不符合原文意思的一项是

A.它是世界上最小的生物,一般只有一般细菌大小的1/1000,是最小最简单的生命有机体。
B.它的实质是一种名字叫“virus”的毒素或毒液,能够与人体内的细胞紧密地结合在一起。
C.它最早是由俄国和荷兰的植物学家在研究烟草花叶病时发现的。
D.它是一种完全寄生的微生物,本身没有任何代谢机制,完全依赖宿主细胞提供养料来繁殖,繁殖速度极快。

6.下列理解和分析,不符合原文意思的一项是

A. 流感病毒的传播具有潜伏性和隐秘性,在导致人发病之前,也可以传播。
B. 1901年,美国军医克鲁泽研究证实病毒确实存在;1914年,德国细菌学家沃尔特·里德证明一般的感冒是病毒所引起的。
C. 病毒的出现,完善了巴斯德的细菌理论,使20世纪初的许多医学问题迎刃而解。
D.在 20世纪30年代,引起人类麻疹、水痘、及狂犬病等40种常见疾病的病毒的特性依然是一个谜。

7.根据原文内容,下列推断不正确的一项是

A.“经常改头换面”“躲猫猫” “变脸”“时不时闹性子”,足以说明病毒是除人类自身外人类最可怕的有生命的敌人。
B. 一般病毒能够与人体内的细胞紧密地结合在一起,所以不容易受到任何化学药品及任何其他疗法的攻击。
C. 由于病毒是直接侵入到体内一些代谢或细胞机制里,甚至能够摧毁其免疫系统,所以经常会造成生命有机体的死亡。
D. 最近肆虐墨西哥等国的甲型H1N1流感病毒目前的致死率不高,因此不具有变异的可能。

答案、(9分,每小题3分)
5、答案:B “病毒”的实质是D项的内容。
6、答案:B 两个人的身份弄颠倒了。
7、答案:D甲型流感病毒的特点就是毒性强、易变异,人和动物都会感染,因此,该病毒目前的致死率虽然不高,但不排除变异的可能。


附录二:王蒙做题

羊拐与考题——王蒙与大学生对话
范建 谢咏才

礼堂座无虚席,连过道和台上都站满了人,著名作家王蒙近日在和中国农业大学数千师生座谈时所出现的这种景况说明,文学走出低谷,重新赢得读者已成必然。
  堪称语言大师的王蒙,曾以创新的意识流文学手法享誉文坛。在他的作品中处处透露着哲思、睿智和风趣。今天,在与中国农业大学师生的对话中,他时不时语出幽默,赢得大家阵阵掌声。既然是与大学师生交流,便先由“考题”切入,其哲理性思考给人以启发。
  王蒙认为,世界上很多事情需要做判断。现在,考试时兴选择题,就是圈一个你选择的正确答案,或是选择是非题,答出对还是错。“但是,文学这种东西恰恰在于它提供给你一种形象,一种生活的画面,而不明确作出结论。所以,有时候我做文学上的选择题,就非常的不擅长。”
  王蒙以切身体会现身说法。“我孙子的语文考试成绩老不好,我说,我辅导一下你,孙子就说:‘您不会。’我就想,这个我还不会吗?初中的题,拿来一看,我还真不会。为什么?考题是这样,‘在我们的房间的窗前,长着两颗树。然后下边有四种说法,哪种说法最接近于‘我的窗前有两颗树?’”
  第一种说法,“有两棵树长在我的窗前”。我看很对,就打了对号。第二种说法,“从窗户向外一看就看见了两棵树”,画对号。第三种说法,“在我的门旁,对着窗户长着两棵树”。我看这也对,第四种说法,“对着窗户长着两棵树”,我一做,四个都对。孙子说:“怎么样?你及不了格。”我觉得这个选择非常困难。
  王蒙由此想到他在新疆工作时的一件往事。“那时,我家在北京,当我从新疆回来探亲时,女儿见到我说,她们那时候和同学们一块儿玩儿羊拐。为什么我没有羊拐?我一听,心里很难过,心想,我在新疆,不能给女儿提供别的,羊拐是要多少有多少。”因为新疆人都吃羊肉。于是,回新疆以后,他就给自己定下一个任务收集羊拐。“在饭馆里吃完饭,我问服务员:服务员同志,您看这儿厨房里还有羊拐没有,能不能给我几个?我交点钱也行。”朋友请他吃完饭后,他也问人家:“今天你这羊肉做的不错,你这羊拐哪儿去了?”就这样,他存了一口袋羊拐。“第二次探亲的时候,我像盲流一样,扛着一口袋羊拐回到北京:‘闺女,我给你带羊拐回来了’,可闺女却说:‘我们早不玩这个了’。”
  王蒙根据这个真实的经历,写下了短篇小说《羊拐》,后被选入一个中学的语文教材上,并以此作为一个考题。王蒙说:“当我一看,傻了。”为什么?其中又有选择题,说本篇小说的主题是:“1、父母爱子女,子女不爱父母”。“2、可怜天下父母心。”“3、父母与子女应该加强相互了解。”“4、一切事物都是与时俱进的。”
  王蒙认为,人们的思想不能停留在一点上。“这四个里头让回答哪个是正确的?我回答不上来,我就查这个答案,人家说,你先不要查,等以后再看。但是,我忍不住查它,最后,它要求回答的就是:‘一切事物都是与时俱进的’”。
  王蒙说:“我完全不怀疑编这本书的人的善良、美好愿望,希望通过我的一篇作品,来宣传‘与时俱进’这样一个很伟大的,非常正确的一种思想观念。我个人也拥护与时俱进。但是,小说这东西的魅力不恰恰在于可以这样解释,也可以那样解释吗?如果那四点儿让你回答,全都行,是不是?你如果能再搜集出四点来,则更好。或者说,应该爱护羊只,或者主题是要好好发展中国农业大学的畜牧专业,养更多的羊,使全中国、全世界的儿童都有足够的羊拐。如果把这个主题引申成这样,我觉得也可以啊。决不会说这主题是错的。”
  王蒙在新疆受当地影响,喜欢吃羊肉。“羊肉对人的身体很有用。现在回过头来说这个方式和态度,我们除了有科学的态度、政治的态度、政治的方式、法律的方式乃至数学的方式,把一切看成数字以外,我们也还可以有文学的方式、文学的态度、审美的态度,总体的态度和不做结论的态度,或者慢慢做结论的态度。”


20100517加入