数据科学能让我们独特地洞察政府、企业和普通民众应如何应对 COVID-19 新型冠状病毒疫情。
中国应对疫情的措施包括对多个大城市实施全面封锁，并建立检测流程，使每周能够为超过一百万人进行检测。
两位数据科学家审视相关统计数据，看看其中有哪些经验值得世界其他地区借鉴。
我们是数据科学家，也就是说，我们的工作是理解如何分析和解读数据。分析新冠肺炎疫情相关数据时，我们非常担忧。社会中最脆弱的群体——老年人和贫困人群——风险最高，但要控制疾病传播及其影响，需要我们所有人改变行为。勤洗手、彻底清洁双手，避免聚会和人群聚集，取消活动，不要触摸脸部。在这篇文章中，我们会解释自己为何担忧，也说明你为何应该担忧。若想了解你需要掌握的关键信息概要，请阅读《新冠疫情简报》，作者是 Ethan Alley（他是一家非营利组织的负责人，该组织致力于开发降低疫情风险的技术）。
我们需要一个正常运转的医疗体系
两年多前，我们中的一位（Rachel）患上了脑部感染。这种感染会导致约四分之一的患者死亡，三分之一的患者留下永久性认知障碍。许多人还会遭受永久性视力和听力损伤。Rachel 爬过医院停车场时已经神志不清。幸运的是，她及时得到了护理、诊断和治疗。在这件事发生前不久，Rachel 的身体状况还很好。及时进入急诊室几乎可以肯定救了她的命。
现在来谈谈新冠肺炎，以及未来几周和几个月里，Rachel 这种情况的人可能会遭遇什么。确诊感染新冠肺炎的人数每 3 到 6 天翻一番。若翻倍周期为三天，那么三周内确诊人数就可能增加 100 倍（实际情况并没有这么简单，但我们先不陷入技术细节）。每 10 名感染者中就有 1 人需要住院数周，其中大多数人需要吸氧。虽然这种病毒出现的时间还很短，但已有一些地区的医院不堪重负，人们无法再获得所需治疗（不仅是新冠肺炎的治疗，也包括其他疾病的治疗，例如 Rachel 所需的救命护理）。例如，意大利官员一周前还在表示一切正常，如今已有 1,600 万人被封锁（更新：本文发布 6 小时后，意大利对全国实施封锁），并搭建了这样的帐篷，以应对涌入的患者：
意大利疫情重灾区一处地区危机应对部门负责人 Antonio Pesenti 医生表示：“我们现在被迫在走廊、手术室和复苏室里设置重症监护病床……伦巴第拥有全球最好的医疗体系之一，如今已濒临崩溃。”
这和流感不同
流感感染者的死亡率约为 0.1%。哈佛大学传染病动力学中心主任 Marc Lipsitch估计新冠肺炎的死亡率为 1%–2%。最新的流行病学模型发现，中国 2 月份的死亡率为 1.6%，是流感的 16 倍1（不过这个数字可能相当保守，因为医疗体系无力应对时，死亡率会大幅上升）。目前的最佳估计认为，今年新冠肺炎造成的死亡人数将是流感的 10 倍（而Elena Grewal 的模型显示，最坏情况下可能达到 100 倍；她曾任 Airbnb 数据科学主管）。这还没有考虑到上文所述的医疗体系所受的巨大冲击。可以理解，有些人试图说服自己，这并不是什么新鲜事，只不过是一种类似流感的疾病，因为接受现实——这件事完全不同以往——让人很不舒服。
凭直觉理解感染人数呈指数增长，并非我们大脑擅长处理的事情。因此，我们必须像科学家那样分析，而不能依赖直觉。
流感患者平均会传染给另外 1.3 人。这就是流感的“R0”。如果 R0 小于 1.0，感染就会停止传播并逐渐消退；如果大于 1.0，就会继续传播。目前，中国以外地区新冠肺炎的 R0 为 2–3。这个差异听起来可能不大，但在感染者传播病毒的 20 代之后，R0 为 1.3 会造成 146 人感染，而 R0 为 2.5 则会造成 3,600 万人感染！（当然，这种估算非常粗略，没有考虑许多现实影响，但在其他条件相同的情况下，它合理地说明了新冠肺炎与流感之间的相对差异。）
请注意，R0 并非疾病的某种固有属性。它很大程度上取决于应对措施，并且会随时间变化2。最明显的是，中国的新冠肺炎 R0 已大幅下降，目前正接近 1.0！原因是什么？中国采取了在美国等国家难以想象的大规模措施，例如全面封锁许多大城市，并建立每周能为超过一百万人进行检测的检测流程。
社交媒体上经常出现一种说法（包括 Elon Musk 等拥有大量关注者的账号也有提及），即人们混淆了逻辑斯蒂增长和指数增长的区别。“逻辑斯蒂”增长指的是疫情传播在实际中呈现的“S 形”增长模式。显然，指数增长不可能永远持续，否则感染者人数就会超过世界人口！因此，感染率最终必然会下降，形成随时间变化的 S 形增长曲线（也称为S 形增长曲线）。不过，增长放缓总有原因，并非凭空发生。主要原因有：
大规模且有效的社区应对；或
感染者比例过高，导致可供传播的未感染者越来越少。
因此，指望逻辑斯蒂增长模式来“控制”疫情，在逻辑上毫无道理。
另一个让人难以凭直觉理解新冠肺炎对当地社区影响的因素，是从感染到住院之间存在显著延迟——通常约为 11 天。这段时间看起来可能不长，但如果结合这期间的感染人数来看，就意味着等你发现医院病床已经住满时，社区感染规模早已达到需要应对的人数会增加 5 到 10 倍的程度。
请注意，有一些早期迹象表明，当地受到的影响可能在一定程度上取决于气候。论文《温度与纬度分析：预测 COVID-19 的潜在传播和季节性》指出，该疾病迄今一直在温和气候地区传播（对我们来说不幸的是，我们居住的旧金山气温范围恰好处于这一范围内；欧洲主要人口中心，包括伦敦，也在其中。）
“别恐慌，保持冷静”并无助益
我们在社交媒体上看到，人们常对那些指出担忧理由的人回应“别恐慌”或“保持冷静”。至少可以说，这并无助益。没有人认为恐慌是恰当的应对方式。然而，出于某种原因，“保持冷静”在某些圈子里很受欢迎（流行病学家除外，他们的工作就是追踪这些情况）。也许“保持冷静”能让一些人对自己的不作为感觉好些，或者让他们觉得自己比那些被想象成像无头苍蝇般四处乱跑的人高明。
但“保持冷静”很容易导致准备和应对不足。中国感染数据达到美国目前的水平时，已有数千万人被封锁，并新建了两家医院。意大利行动太迟，就在今天（3 月 8 日，星期日），尽管已封锁 1,600 万人，仍报告新增病例 1,492 例、死亡 133 例。根据我们现阶段能够查明的最佳信息，仅仅两三周前，意大利的感染数据还与如今美国和英国的情况相同。
请注意，现阶段有关新冠肺炎的几乎所有情况都尚无定论。我们并不真正了解它的传播速度或死亡率，也不知道它在物体表面能保持活性多久，不知道它能否在温暖环境中存活并传播。我们掌握的一切，都是人们根据能够汇总的最佳信息作出的现阶段最佳估计。还要记住，这些信息绝大多数来自中国，且以中文发布。目前，要了解中国迄今为止的经历，最佳方式是阅读这份出色的《世卫组织—中国新型冠状病毒肺炎联合考察报告》。该报告基于中国、德国、日本、韩国、尼日利亚、俄罗斯、新加坡、美国以及世界卫生组织（WHO）的 25 名国内和国际专家开展的一次联合考察。
面对一些不确定性——疫情或许不会演变为全球大流行，一切也或许可能会过去，医疗体系也不会崩溃——并不意味着正确的应对方式就是无所作为。这种做法极其冒险，在任何威胁建模情境下都不是最佳选择。意大利和中国等国家若没有充分理由，也不太可能有效关闭经济中的很大一部分。这种做法也与我们在疫情地区看到的实际影响不符：当地医疗体系已无力应对（例如，意大利正在使用 462 顶帐篷进行“预检分诊”，仍不得不将重症监护病房患者转出疫区）。
相反，审慎合理的做法是遵循专家建议，采取以下措施避免疾病传播：
避免大型聚会和人群聚集
取消活动
尽可能在家工作
外出回家时洗手，外出期间也要勤洗手
避免触摸脸部，尤其是在家以外的地方（这可不容易！）
对表面和包裹进行消毒（病毒可能会在物体表面保持活性长达 9 天，不过目前对此尚无定论）。
这不只是关乎你自己
如果你未满 50 岁，且没有免疫系统受损、心血管疾病、既往吸烟史或其他慢性病等风险因素，那么你可以稍感宽慰：新冠肺炎不太可能导致你死亡。但你的应对方式仍然非常重要。你感染的可能性并不比别人低；一旦感染，你传染给他人的可能性也一样高。平均而言，每名感染者会再传染给两人以上，而且他们在出现症状之前就已具有传染性。如果你关心父母或祖父母，计划与他们相处，后来却发现是自己把新冠肺炎传染给了他们，这会成为你沉重的心理负担。
即使你没有接触 50 岁以上的人，你的同事和熟人中患有慢性病的人可能也比你想象的多。研究表明，如果可以避免，职场中很少有人会透露自己的健康状况，因为他们担心受到歧视。我们两人都属于高风险人群，但我们经常接触的许多人可能并不知道这一点。
当然，这不只是关乎你身边的人。这是一个非常重要的伦理问题。每个人尽力帮助控制病毒传播，都能帮助整个社区减缓感染速度。正如 Zeynep Tufekci在《科学美国人》上所写：“为这种几乎不可避免的全球传播做好准备……是你能做的最具社会责任感、最无私的事情之一。”她接着写道：
我们应该做好准备，不是因为自己可能面临风险，而是为了帮助降低所有人的风险。我们应该做好准备，不是因为我们正面对无法控制的末日情景，而是因为我们能够改变作为一个社会所面临风险的方方面面。没错，你应该做好准备，因为你的邻居需要你这么做——尤其是年长的邻居、在医院工作的邻居、患有慢性病的邻居，以及可能因缺少资源或时间而无力或来不及做准备的邻居。
Zeynep Tufekci
这件事也影响了我们个人。我们在 fast.ai 创建过的规模最大、也最重要的一门课程，凝聚了我们多年的心血，原定一周后在旧金山大学开课。上周三（3 月 4 日），我们决定将整个课程转到线上。我们是最早转为线上教学的大型课程之一。为什么这么做？因为上周初我们意识到，如果照常开课，就等于默许数百人在数周内多次聚集于封闭空间。让人群聚集在封闭空间，是最糟糕的做法。我们觉得自己在道义上有责任确保至少这次不发生这种情况。这是一个令人心碎的决定。每年直接与学生共度的时光，都是我们最愉快、最有成效的时期之一。还有学生计划从世界各地飞来，我们实在不想让他们失望3。
但我们知道这是正确的做法，否则我们很可能会加剧社区内的疾病传播4。
我们需要拉平曲线
这一点极其重要，因为如果我们能减缓社区内的感染速度，就能给当地医院争取时间，既应对感染患者，也处理它们需要接诊的常规患者。这被称为“拉平曲线”，下图清楚地展示了这一概念：
曾任国家卫生信息技术协调员的 Farzad Mostashari 解释道：“每天都发现新的病例，这些患者没有旅行史，也与已知病例没有关联，而且我们知道，这些病例只是冰山一角，因为检测存在延迟。这意味着，未来两周确诊病例数将激增……在社区传播呈指数增长时再试图控制疫情，就像房子着火时还只顾着扑灭火星。到了那时，我们需要转变策略，采取缓解措施——实施防护措施，减缓传播并降低医疗体系所受冲击的峰值。”如果我们能将疾病传播控制在医院可以承受的水平，人们就能获得治疗。但如果病例来得太快，需要住院的人就得不到治疗。
根据 Liz Specht 的说法，下面是可能的估算：
美国每千人约有 2.8 张医院病床。美国人口为 3.3 亿，因此病床约有 100 万张。任何时候，其中 65% 已被占用。全国还剩约 33 万张可用病床（考虑到每年这个时候正值常规流感季等因素，实际数量可能略少）。我们相信意大利的数据，并假设约 10% 的病例严重到需要住院。（请记住，许多患者住院会持续数周——换句话说，病床周转会非常缓慢，因为 COVID-19 患者会占满病床。）据此估算，到 5 月 8 日左右，美国所有空余病床都会住满。（当然，这并不能说明这些病床是否适合隔离感染性极强的病毒患者。）如果我们对重症病例比例的估计误差达到一倍，病床饱和时间也只会前后相差 6 天。若 20% 的病例需要住院，病床约在 5 月 2 日耗尽；若只有 5% 的病例需要住院，则能维持到 5 月 14 日左右。若比例为 2.5%，则能维持到 5 月 20 日。当然，这一估算假设其他（非 COVID-19）原因不会增加对病床的需求，但这个假设似乎站不住脚。随着医疗体系负担日益加重、处方药等出现短缺，原本病情控制良好的慢性病患者可能会陷入严重的医疗困境，需要重症监护和住院治疗。
Liz Specht
社区的反应会带来决定性影响
正如我们所讨论的，这些计算并非定论——中国已经证明，采取极端措施可以减缓传播。越南是另一个成功应对的典范。除了其他举措外，越南还开展了全国性宣传活动（包括一首朗朗上口的歌曲！），迅速动员社区响应，确保人们采取恰当的行为。
这并非假设情境——1918 年流感大流行清楚地展示了这一点。在美国，两座城市对疫情采取了截然不同的应对方式：费城举办了一场有 20 万人参加的大型游行，为战争筹款；而圣路易斯则采取精心设计的措施，尽量减少社交接触、遏制病毒传播，并取消所有大型活动。以下是这两座城市的死亡人数变化，图表刊载于《美国国家科学院院刊》：
费城的局势变得极其严峻，甚至到了棺材和停尸间都不够用的地步，无法容纳大量死于流感的人。
Richard Besser 曾在 2009 年 H1N1 流感大流行期间担任美国疾病控制与预防中心代理主任，他说，在美国，“一个人面临的暴露风险以及保护自己和家人的能力，取决于收入、医疗保健可及性、移民身份等因素。”他指出：
老年人和残障人士的日常生活及支持系统一旦受到干扰，面临的风险尤其大。难以获得医疗保健服务的人，包括农村社区和原住民社区的居民，在需要帮助时可能要克服很远的距离。居住空间拥挤的人——无论是在公共住房、养老院、监狱、收容所，还是无家可归、露宿街头的人——都可能一波接一波地受到冲击，我们已经在华盛顿州看到这种情况。低薪零工经济中的脆弱处境也会在这场危机中暴露无遗：零工没有固定工资，工作安排也不稳定。问问美国劳动力中按小时计薪的 60% 的人，在急需时请假有多容易。
Richard Besser
美国劳工统计局的数据显示，收入最低群体中不到三分之一的人能够享受带薪病假：
美国缺乏可靠的信息
美国面临的一大问题是检测量极少，检测结果也没有得到妥善共享，这意味着我们不知道实际情况如何。前 FDA 局长 Scott Gottlieb 解释说，西雅图的检测情况有所改善，我们在那里发现了感染病例：“我们之所以能及早发现西雅图的新冠肺炎疫情，是因为独立科学家开展了哨点监测工作。其他城市的这类监测从未全面启动。因此，美国其他疫情热点地区可能尚未被充分发现。”据《大西洋月刊》报道，副总统 Mike Pence 曾承诺本周将提供“约 150 万次检测”，但截至目前，全美接受检测的人数还不到 2,000 人。基于COVID 追踪项目的数据，The Atlantic 的 Robinson Meyer 和 Alexis Madrigal 表示：
我们收集的数据表明，与其他发达国家相比，美国对新冠病毒以及由其引起的 COVID-19 疾病的应对迟缓得令人震惊。美国疾控中心八天前确认，病毒已在美国社区传播——也就是说，一些美国人既没有出国旅行，也没有接触过其他病例，却已经受到感染。在韩国，首次发现社区传播后一周内就检测了 66,650 多人，并迅速达到每天检测 10,000 人的能力。
Alexis Madrigal
部分问题在于，这件事已经变成了政治议题。尤其是总统 Donald Trump 已明确表示，他希望看到“数字”（也就是美国感染人数）保持低位。这说明，优化指标会妨碍实际取得良好结果。（如需进一步了解这一问题，请参阅《数据科学伦理》论文《指标问题是人工智能的根本问题》）。谷歌人工智能部门负责人Jeff Dean（杰夫·迪恩）发推文，表达了他对政治化虚假信息所造成问题的担忧：
我在世界卫生组织（WHO）工作时，曾参与全球艾滋病规划署（现为联合国艾滋病规划署，UNAIDS）。该机构旨在帮助世界应对艾滋病毒/艾滋病大流行。那里的工作人员都是尽心尽力的医生和科学家，全神贯注于帮助应对这场危机。在危机时期，清晰准确的信息至关重要，有助于每个人就如何应对作出恰当且知情的决定（包括国家、州和地方政府、公司、非政府组织、学校、家庭和个人）。只要我们掌握正确的信息和政策，并听取顶尖医学和科学专家的意见，就都能渡过艾滋病毒/艾滋病或新冠肺炎（COVID-19）带来的挑战。政治利益驱动的虚假信息会带来切实风险：面对日益蔓延的大流行病，如果不迅速果断地采取行动，或者积极鼓励实际上会加速疾病传播的行为，局势就可能恶化得多得多。眼看这一切逐步发生，令人无比痛心。
Jeff Dean（杰夫·迪恩）
在透明度方面，看来并没有扭转局面的政治意愿。卫生与公众服务部长 Alex Azar，据《连线》杂志报道，“开始谈到医护人员用来确定某人是否感染新型冠状病毒的检测。检测盒短缺，意味着关于疾病在美国传播情况和严重程度的流行病学信息严重不足，而政府方面的不透明又加剧了这一问题。Azar 试图表示，更多检测即将到位，但还要等待质量控制。”不过，该报道接着说：
随后，特朗普打断了 Azar。“但我认为，重要的是，现在以及昨天，任何需要检测的人都能得到检测。检测设备都在那里，他们有检测，检测效果很好。任何需要检测的人都能得到检测，”特朗普说。这并不属实。副总统彭斯周四告诉记者，美国的检测盒不足以满足需求。
《连线》杂志
其他国家的反应速度和力度都远超美国。东南亚许多国家表现出色，包括台湾地区，目前 R0 已降至 0.3；新加坡则被视为新冠肺炎应对典范。不过，不只是亚洲如此；例如在法国，禁止举行超过 1000 人的集会，三个地区的学校目前也已停课。
结语
新冠肺炎（Covid-19）是一个重大的社会问题，我们所有人都可以、也应该共同努力，减少疾病传播。这意味着：
避免大型聚会和人群聚集
取消活动
尽可能在家办公
出入家门时洗手，外出期间也要勤洗手
避免触摸脸部，尤其是在家以外的地方。
脚注
流行病学家是研究疾病传播的人。事实证明，估算死亡率和 R0 等指标颇具挑战，因此有一个专门领域致力于做好这类工作。对于那些用简单比率和统计数据告诉你新冠肺炎（covid-19）疫情如何发展的说法，应保持警惕。相反，应参考流行病学家的建模分析。↩
严格来说，这并不完全准确。“R0”指的是在没有采取应对措施时的感染率。但既然这并非我们通常真正关心的指标，我们在此就对定义稍微宽松一些。↩
自作出这一决定以来，我们一直努力寻找开设线上课程的办法，并希望课程效果甚至能胜过线下版本。我们已让世界各地任何人都能参加，并将每天举办线上学习小组和项目小组。↩
我们还对生活方式作出了许多其他较小的调整，包括在家锻炼而不去健身房、把所有会议改为视频会议，以及不参加那些我们原本期待已久的夜间活动。↩
