50万死亡数字惊动英国首相,数学模型如何左右国家抗疫政策
模型预测如何撬动政策转向
3月中旬,帝国理工学院的计算机模型进行展示,呈现出一个十分可怕的场景,倘若英国政府不采取任何干预举措,新冠病毒便有可能致使超过50万人死亡。这份报告公布之后,英国首相Boris Johnson几乎就在立刻宣布了严格的行动限制。另外同样的模型表明了,美国要是不采取行动,便可能面临220万人死亡的情况,白宫也迅速地跟进推出了防控措施。
各国政府应对疫情时,关键决策工具已成为数学模型,伦敦帝国理工学院的数学流行病学家Neil Ferguson透露,团队数据分析工作中,计算机模拟只是其中一小部分,可是在决策过程里正变得越发重要,那些数字不再仅仅存在于学术论文当中,而是直接转变为封城、社交距离等影响每个人生活的政策。
模型背后的未知数与局限性
弗格森以及其他从事建模工作的专家不止一次地着重指出一个实际存在的情况:在关于新冠病毒究竟是以怎样的方式进行传播的诸多至关重要的信息方面,到现在依旧属于未知的状态。从事研究的人员没有别的办法,只好去做数量众多的估计以及假设,而这样的做法直接在一定程度上对预测所能够达到的准确程度构成了限制。就好比在最开始的版本当中认定该病毒的严重程度和流感是差不多的,然而在后续才发觉需要有更多的受到感染的人去住院接受治疗。
若非切实弄明白这些模型究竟是怎样构建起来的,以及是基于何种假设,那就没法真切领会这些模型所具备的价值。每一个学术团队都拥有自身独具一格的模型,历经多年的发展,这些模型已然塑造出各自的特点。从本质上来说,它们统统都针对人群于三种状态之间的移动速度以及移动方式展开追踪,这三种状态分别是:处于易感状态的人、受到感染的人、康复或者已经死亡的人。
从SIR模型到复杂模拟系统
基础模型把人群简单分成了三类 ,然而更先进版本却会依据年龄 、性别 、健康状况 、职业以及社交频率等因素 ,将人们细分成为更小的群体。这种精细化的分类 ,能够助力政策制定者知晓谁在何时何地与谁碰面 ,进而做出更为精准的防控决策。另外还有一种替代方法 ,是基于代理的模型 ,每个人依照特定规则来移动和行动。
2006年,同样的模型被用于研究英美应对致命流感爆发的情况,3月26日,Ferguson团队发布了全球影响预测,此次采用了更简单的基于方程的办法,结果颇为有趣,基于方程的方法预测美国会有218万人死亡,而早期基于代理的模拟在相同假设下估算为220万人,二者几乎不存在实质差别。
多模型协作避免决策盲区
虽不同方法所获预测结果之差不大,然人们自然而然会对这些数字的可靠性萌生怀疑。疫情期间极难获取感染率等实时数据用以验证模型准确性,这亦给决策铸就更大挑战。为规避过度倚赖单一模型,英国政府同步听取若干团队的建议,其中涵盖帝国理工以及伦敦卫生与热带医学院的团队。
按照媒体的报道来讲,帝国理工在3月初所展开的那份模型更新,乃是促使英国去改变大流行政策的关键要素所在。研究人员起初预估15%的住院病例是需要ICU进行治疗的,之后又把这个数字更新成了30%,并且于3月16日首次公开予以发布。然而Ferguson觉得模型更新的那种重要性也许是被过度夸大了,原因在于早在更新之前,模型便已然显示出在没有干预的情况下英国大概会有50万人死亡。
关键变量不断更新完善
咨询小组曾就通过社交疏远抑制疫情展开讨论,但官员们担忧这会致使今年晚些时候出现更大规模二次爆发。英国未采纳像韩国那样的大规模检测,部分缘由是卫生机构向政府顾问表明他们无法迅速扩大检测规模。随着研究人员获取更多病毒信息,他们正在更新繁殖数等关键变量,于3月30日的报告中将其范围确定在3到4.7之间。
LSHTM建模者John Edmunds表明,要是存在一种可发现无症状感染者的可靠测试,那将会彻底改变建模的游戏规则。英国牛津大学的研究小组甚至提出,现有的死亡模式可能契合了数百万人已被感染然而尚未出现症状的模型假设。另外还有一个重要的未知数,那便是人们对强制措施的反应,是否能够如同科学家所期望的那般减少传染性接触。
封锁之后面临的长期挑战
关于中国武汉以及上海所开展的调查表明,处在社交隔离措施施行期间的时候,居民日常接触出现了缩减,缩减幅度为7到9倍。Ferguson在3月25日宣称,英国的那种反应致使他有理由去相信死亡总数能够被控制在2万以下。整个欧洲范围之内的封锁已然在使得病毒传播量减少,然而对于那些担忧经济以及公民心理健康的国家来讲,社交隔离究竟还要持续多久这是一个重大的问题。
就像中国湖北省目前所做的那样,只有在解除封锁时密切监测各地区,才能为建模者提供预测长期死亡人数所需的关键信息,帝国理工模型显示,解除措施可能会在今年晚些时候或明年引发第二波大流行,韩国通过大规模测试和接触者追踪实施了较为宽松的隔离政策。
见到此处,你试想,若你身为决策者,会全然笃定这些随时存有变化可能的数学模型吗,抑或是会更多地去考量其他诸多因素从而拟定防疫政策呢?欢迎于评论区留言去分享你的观点,点赞以使更多人投身讨论。




