南财快评:气象预报专家预测疫情?基础学科工具为疫情防控助力

21世纪经济报道 21财经APP 殷俊
2021-09-14

自从新冠疫情爆发以来,国内各地以及全球各国疫情数据的起起伏伏也成了许多民众最关心的事之一。虽然国内的疫情已经基本得到控制,散发疫情仍然时有出现,牵动全国人民的心,比如近期的福建。越是在这个时候,越需要相信科学,遵守防疫规定。

在最近几轮疫情报道中,有一个被钟南山院士“点赞”的团队引起社会关注:兰州大学“新冠肺炎疫情全球预测系统”。自去年北京新发地疫情以来,这一系统多次较为准确地预测了各地疫情走势,得到包括钟南山院士在内的专家的“点赞”例如,他们对7-8月河南疫情的预测是,如果采取二级响应,疫情“将在8月16日左右得到控制,累计确诊病例预计约150-180人”,而最后河南疫情这一轮累计确诊病例167人。他们对其他国家如美国确诊数据的预测,也较为接近后来的实际数据。

这一预测不仅有助于我们预判疫情走势,还能帮助我们认识防控措施的价值。例如,他们对这一轮福建莆田疫情的预测提出,如果采取二级响应,可在9月26日左右得到控制,累计确诊约268人,而如果只采取三级响应,疫情要持续到10月4日,确诊要增加一倍左右。

有意思的是,这一团队的负责人黄建平教授,并非公共卫生专家,而是大气科学学院院长。天气预报和疫情预测如何走到一起?这背后的联系就在于数学工具:二者都是根据历史数据,对复杂动力系统的演变建立模型。用黄教授的话,疫情预测就是“将统计-动力气候预测的先进技术与流行病模型相结合”。

这其中涉及的一个数学领域,就是北大数学家有“恽神”之称的恽之玮所研究的偏微分方程。据报道,半个多世纪前,兰州大学的气象学研究团队就在全球率先将变分法和泛函分析引入到数值天气预报,不仅提高了长期预报的准确性,也在数学领域做出许多贡献。

兰大这一疫情预测系统是否足够科学和有效,当然还有待实践检验和学界讨论。但用数学方法去研究公共卫生问题,已被承认为非常有效和重要。事实上,人类历史上最早的一个成功的流行病学分析案例,就用到了数学方法:1854年,英国医生斯诺对当时伦敦霍乱大爆发的病例进行“大数据”分析,绘制分布图,提出霍乱传播是由于饮用水污染引起的,反驳了“瘴气”说。

现在的疫情研究工具,自然比一个半世纪前进步了很大,但也还有很大的空间——就如同天气预报,也经常被吐槽“不准确”,这并非科学家们无能,而是因为数学问题的复杂。这就是为什么数学是自然科学的基础,也就是为什么当前大学教育要以基础学科为重,以基础学科发展方向为主的根本原因。就总科学技术发展而言,一个国家的数学实力最能体现和决定整体科技实力。中国已经是数学大国,正迈向数学强国之路,无疑其他学科的发展也都将从中受益,公共政策的制定和我们的日常生活也将因此受益。

(特约作者)

(编辑:李靖云)