當你坐在家里玩著《模擬人生》、《模擬城市》等游戲時是否知道，世界各地有一批科學家，也坐在他們的實驗室里，在計算機上模擬著H1N1甲型流感病毒的傳播？

　　他們的模擬是基于數(shù)學模型和流行病學的基礎。在疾病變化迅速的今天，研究流行病學的人并不一定要穿著白大褂，躲在臨床試驗背后，也不一定要往返著調查患者，長年地跟蹤疾病的變化，今天，坐在計算機前面，也可以對疾病的擴散趨勢胸有成竹。

　　依據(jù) 根據(jù)交通建模型

　　今年三四月份，H1N1甲型流感在墨西哥爆發(fā)，隨后，病毒在北美爆發(fā)，很快，全球各地都出現(xiàn)了病例，中國采取了嚴格的防控隔離措施，但病例也接二連三地出現(xiàn)。

　　而這一情形，在還沒發(fā)生之前，就已經(jīng)出現(xiàn)在美國印第安納大學信息學院的 “全球流行疾病傳播模式”項目實驗室里了。實驗實所用的模型結合了人口統(tǒng)計學和人口移動數(shù)據(jù)，用空間結構隨機模型的方式來模擬全球范圍內，流行疾病的擴散趨勢。在此前，很少有電腦參與到流行病學的理論推測中。

　　據(jù)參加電腦模擬病毒傳播項目的中國留學博士胡浩介紹，在SARS之后，這個模式曾經(jīng)對個別城市進行模擬，此后又對人傳人的禽流感進行模擬，從05、06年開始，這個模式中開始鋪上全球的地圖，并在今年開始進行H1N1病毒傳播趨勢的預測。

　　患者可以通過坐飛機很快地將病毒帶到另一個城市或國家。因此，當已知流感爆發(fā)的第一個國家是墨西哥之后，要預測病毒在其他國家的傳播，最重要的數(shù)據(jù)便是交通數(shù)據(jù)。

　　“我們借助航班和城際交通數(shù)據(jù)，制作交通網(wǎng)絡，看在全世界范圍內人們怎么移動，怎么分布，然后再依據(jù)其建立模型�！焙�浩說。

　　調整 幾個參數(shù)很重要

　　人口的城際交通移動分為兩層，城市與城市之間短程的移動，通常通過飛機或火車實現(xiàn)，兩個國家之間的移動則主要是航班，研究人員將全球的航空數(shù)據(jù)加上大約30個國家的每日的城際交通數(shù)據(jù)構建出了一個碩大的交通網(wǎng)。

　　“我們將全球劃分成很多既小又精確的格子，稱為人口網(wǎng)格，每個格子統(tǒng)計有多少人口。這些個格子概括了世界各地人口的移動�！焙�浩說。這個網(wǎng)格的依據(jù)就是以3300多個機場為中心，按照機場附近的人口分布來設置。最初，研究人員因為沒考慮到小城市邊上往往有很大的城市，因此產(chǎn)生了誤差，經(jīng)過調整，城市網(wǎng)絡的人口分布精確了很多。

　　在確立了交通的數(shù)據(jù)，人口的分布之后，研究人員還需要將流行病學的模式加入進去。流行病學有著很多模式，最經(jīng)典的模型是“S-I-R”，三個字母分別代表易感人群、傳染人群和已恢復人群即已經(jīng)從染病者中移出的人群。這是科學家1927年采用動力學方式建立的模型，成為流行病學模型中的一個經(jīng)典。

　　不過，這個模型中，病人的日接觸率是一個常數(shù)，有效接觸率傳染力是不變的，這就導致結果存在一定的誤差。對于善變的流感病毒而言，模型要復雜得多，還要考慮潛伏期，人群特征等各種因素。

　　“做流行病學的模型，最關鍵的是要知道平均會感染多少人�！焙�浩說。病毒的傳播能力又叫再生數(shù)，這個數(shù)值在世界衛(wèi)生組織會對每個傳染病毒有個值。再生數(shù)越小的，病毒的傳播能力就越弱，比如1918年的西班牙流感，再生數(shù)大于2.5,而今年的甲型H1N1流感，再生數(shù)估計在1.4-2.5之間。

　　應用 預知何時進入中國

　　在經(jīng)過人口分布模型與流行學模型的融合之后，再經(jīng)過幾個小組無數(shù)次的演算，研究人員終于趕在發(fā)生之前預測出了一些較為準確的結果。

　　比如，在5月份之前，他們便預測出甲流將在5月份進入中國，這一情況與后來發(fā)生的事實吻合。在多數(shù)情況下，某個國家出現(xiàn)病例的時間都在預測的范圍之內。

　　計算機模擬的結果能對決策起到一定作用。此前曾有個別地方產(chǎn)生恐慌，認為只有關閉機場這樣絕對的方式才能阻止病毒，然而經(jīng)過模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)，除非在病毒級別還很低的時候就關掉邊境，或者將航班減少到十分之一，只有這樣才能有效將國家之內的爆發(fā)壓下來，假設關得稍微晚了一點，或者關得不夠多，依舊無法起到效果。

　　“如果關掉一半的航班，那還會有一半的航班會代入病例，除非減少到十分之一，否則將得不償失，產(chǎn)生很大的經(jīng)濟損失�！焙�浩說。也正因為此類的預測，最終，世界衛(wèi)生組織采取了不建議關閉機場的決定。

　　背景

　　跟蹤美元了解人口移動

　　具體到了一個城市里面，要模擬人群的傳播就成了另外一個問題。如果說，計算城際之間傳播的模型主要還運用在輸入性病例上，那在一個城市中，還存在本土病例的情況。在世界各地模擬單個城市中甲流病毒傳播的科研小組中，有的通過城市交通工具為主要依據(jù)，有的則將視線放在更小的對象———個體的人身上，比如會將每個人作為模擬的對象，模擬其每天上學、工作、去商店等行為，并盡可能地推斷出可能傳染的人數(shù)。

　　現(xiàn)在除了美國印第安納大學，美國西北大學也在進行這方面的研究。

　　1998年，一個叫做漢克埃斯金的程序員在每張經(jīng)過自己之手的美元上都做了注釋，提醒接觸到這張鈔票的人都到一個名叫“喬治去哪兒了？”的網(wǎng)站上登記接受地的郵政編碼，這個程序員只是出于好奇的目的，卻發(fā)現(xiàn)了這張鈔票隨著形形色色的人經(jīng)過了各地的飯店、小商販、賽馬場、脫衣舞夜總會……如今，這個網(wǎng)站已經(jīng)變成一個流行的游戲網(wǎng)站，有超過300萬的人注冊了1億多美元的行蹤。

　　這個無心插柳的小故事啟發(fā)了美國西北大學的德布克教授，他在近幾年開展了美國國土上美元地理分布的調查，通過對價值464670美元的鈔票的行蹤的檢查，他們得出了相應的人口移動模型，其結果精確，受到了流行病學界的肯定。