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##特别报道：计算机模拟驱动了世界对COVID-19的反应

##特别报道：计算机模拟驱动了世界对COVID-19的反应
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作者：Lauren
导言：帝国理工团队的模型更新数据显示 ， 英国的医疗服务很快就会被严重的COVID-19病例所困扰 ， 如果政府不采取行动 ， 可能会面临超过50万人的死亡 。英国首相鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)几乎立即宣布了对人们行动的严格新限制 。
当伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的数学流行病学家尼尔?弗格森(Neil Ferguson)访问位于伦敦唐宁街(Downing Street)的英国政府中心地带时 ， 他并没有意识到自己离这场致命传染病有多近 。3月中旬 ， 他向官员简要介绍了他的团队有关计算机模型的最新结果 。该模型模拟了冠状病毒SARS-CoV-2在英国人口中的迅速传播 。不到36小时后 ， 他在推特上宣布自己发烧咳嗽 。随后的检测呈阳性 。疾病追踪科学家已经成为他自己项目中的一个数据点 。
弗格森是使用数学模型预测病毒传播的努力中最引人注目的数学流行病学家之一 ， 这些模型显示了政府的行动可能是怎样改变疫情的进程的 。“这是非常紧张和疲惫的几个月 ， ”弗格森说 ， 在他COVID-19症状相对轻微期间 ， 他一直在工作 。“从一月中旬开始 ， 我就没有真正休息过 。”
这是与政策最相关的研究了 。帝国理工团队的模型更新数据显示 ， 英国的医疗服务很快就会被严重的COVID-19病例所困扰 ， 如果政府不采取行动 ， 可能会面临超过50万人的死亡 。英国首相鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)几乎立即宣布了对人们行动的严格新限制 。同样的模式表明 ， 如果不采取行动 ， 美国可能面临220万人死亡;白宫也分享了这份报告 ， 并很快出台了有关社交疏离的新指南(见“模拟”) 。
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世界各国政府都在依靠数学预测来帮助指导这一流行病的决策 。弗格森指出 ， 计算机模拟只占模拟小组在危机中进行的数据分析的一小部分 ， 但它们在决策中越来越重要 。
但是 ， 正如他和其他建模者所警告的那样 ， 关于SARS-CoV-2如何传播的许多信息仍是未知的 ， 必须加以估计或假设——这限制了预测的准确性 。例如 ， 帝国模型的早期版本估计SARS-CoV-2与流感一样严重 ， 需要患者住院治疗 。结果证明是错误的 。
在这次大流行中模拟的真实表现可能在几个月或几年之后才会变得清晰 。但要理解COVID-19模型的价值 ， 关键是要知道它们是如何建立的 ， 以及它们所基于的假设 。“我们正在构建对现实的简化表示 。模型并不是水晶球 ， ”弗格森说 。
冠状病毒模型:基础
许多模拟疾病传播方式的模型对于研究它们多年的学术团体来说是独一无二的 。但数学原理是相似的 。他们试图了解人们如何在三种主要状态之间移动 ， 以及移动的速度有多快:个人要么容易感染病毒;已受感染(I);然后要么恢复(R)要么死亡 。R组被认为对病毒免疫 ， 因此不能再传播感染 。具有自然免疫力的人也属于这个群体 。
最简单的SIR模型做出了基本的假设 ， 比如每个人从感染者身上感染病毒的几率是相同的 ， 因为人群是完美而均匀地混合在一起的 ， 而且感染这种疾病的人在死亡或康复之前传染性都是一样的 。更先进的模型可以对决策者在一场新出现的流行病中所需的数量进行预测 ， 它将人们细分为更小的群体——按年龄、性别、健康状况、就业、接触人数等——来设定谁与谁见面、何时见面以及在何处见面(参见“衡量社会融合”) 。


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