三年多来,我国科技人员利用数学模型来预测新型冠状病毒肺炎(简称“新冠”)的疫情走势,取得了一定的成效。而数学模型是一种模拟,是用数学符号、数学式子、程序、图形等对实际问题本质属性的抽象而又简洁的刻画。利用数学模型来预测新冠疫情演变,已经成为一种重要的分析方法;正如国际知名学者周海中教授曾经预言:“数学模型在今后将显得越来越重要。”
广大科技人员借助数学模型来预测新冠及其变异的流行过程及相关信度,尤其是疫情的峰值及拐点;为人们了解它们的疫情演变,数学模型(如SEI模型、SIR模型、SEIR模型等)提供了必要的科学信息。不同的数学模型具有不同的微分方程组及其解,以描述不同的新冠及其变异的疫情演变,从而预测出不同的趋势走向。
最简易的SIR模型采用最基本的假设,比如新冠感染者感染所有人的几率是一样的,因为人群分布非常均匀,所有感染者在去世或痊愈前的传染力也是一样的。比这更先进的模型会进行量化预测,这也是决策者在新发传染病出现时需要的预测;量化预测会把人群按年龄、性别、健康状况、接触次数等分成更小的组——设定好他们在何时何处遇见过谁。
2020年5月,我国兰州大学借助数学模型研发成功新冠预测系统。这一系统现在已经更新至第二版,相较于第一版,它同时考虑社区解封时间及市民自我隔离对疫情发展的影响等因素,方法更加优化,以期获得更好的预测结果。中国工程院院士、呼吸病学专家钟南山教授曾经两次点赞该系统。
最近,有专家通过数学模型测算,发现到最后,大概率80%-90%的人都会被新冠感染。也就是说,你在路上遇到的10个人中,有可能8、9个人都曾经感染过。这是什么概念?这在从前是不可想象的;但三年多的保护期快结束,在我国传染病医学中心(上海)主任张文宏教授看来,新冠迟早会变得像感冒一样寻常。
需要指出的是,在传染病新冠研究中,数学模型并非万能,存在一定的局限性,即通常所说的数据不足而预测不准,加上疫情防控工作存在不确定性。其实,数学模型只是一种分析和预测的工具,它是根据已有的数据和信息进行的推测,其结论可能会相对准确、可靠;而这对人们判断新冠疫情走势所作出重要决策具有实用意义和参考价值。
文/张靖(作者单位:深圳大学医学部)
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