疾病的地形

本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点

本文节选并改编自贝齐·梅森和格雷格·米勒的《All Over the Map: A Cartographic Odyssey》。

1831年，霍乱袭击英国，并在随后的几波可怕的疫情中造成数万人死亡。这种疾病对多达四分之一的受害者是致命的，通常在暴露后几天内就会死亡。当时许多科学家接受了流行病是由污浊的空气或瘴气（来自露天粪池、未经处理的污水和腐烂的垃圾）引起的理论，瘴气笼罩着大多数主要城市的广大地区。直到一位名叫约翰·斯诺的年轻英国医生在1854年记录了他在伦敦社区爆发的霍乱疫情。

故事是这样的，斯诺仔细绘制了受害者住所的位置，并证明死亡事件集中在苏豪区宽街上的一个公共水泵周围。通过采访受害者的家人，他几乎将每个病例都追溯到那个水泵，这巩固了他的霍乱是水源性疾病的理论，并说服地方当局移除了水泵的手柄。这个故事已成为传奇，斯诺的地图通常被描绘成制图学和流行病学的一个突破性时刻。

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然而，真相要混乱得多。斯诺确实做了出色的工作，帮助推动了科学的发展，他的地图仍然当之无愧地成为医学制图学的光辉典范。但直到斯诺在1858年去世很久之后，他的理论才被证明是正确的，他的工作才被誉为转折点。“他的地图已成为一个偶像，斯诺本人也几乎成为一个神话般的人物，”医学地理学家汤姆·科赫在《疾病的制图学》中写道。“因此，很少有人关注斯诺未能说服同时代人接受他的论点，以及他的论文在他那个时代的背景下的局限性。”

斯诺并不是1854年在英格兰绘制霍乱地图的唯一一人。医生亨利·温特沃斯·阿克兰追踪了当年在牛津爆发的疫情，该疫情影响了290人。他的工作成果是170页的《牛津霍乱回忆录》和一张随附的地图，根据科赫的说法，这“可能是当时对城市疾病最全面的研究”。

一些专家认为阿克兰的作品比斯诺的作品更令人信服，部分原因是其广度和彻底性。但阿克兰的研究还有另一个很大的优势：它的结论支持了几个世纪以来形成的流行的瘴气理论。另一方面，斯诺用他的水源性疾病理论反驳了主流观点。

虽然斯诺的分析侧重于对疫情的一种可能解释，并且他的论点依赖于地图的视觉清晰度，但阿克兰采取了更统计学的方法，考虑了许多潜在的疾病因素。除了绘制受害者地图外，阿克兰还包括了以前被认为不健康的地点（棕色点）、随后被清理的地点（棕色圆圈）、未受污染的溪流以及受到污染的溪流（虚线），包括污染源，如未经处理的污水排放口（见下面的特写）。排水不良的区域被涂成绿色。

斯诺满足于在他认为自己的案例已经成立后停止绘制霍乱死亡人数地图。相比之下，阿克兰绘制了1854年所有受害者的名单，以及之前两次疫情的受害者。他使用了不同的符号来表示1832年（蓝色点）、1849年（蓝色条）和1854年（黑色方块和条）受害者住所的位置。而且，对于他的论点最重要的是，阿克兰用五英尺（1.5米）等高线绘制了城镇的物理地形图。他的地图，加上他的统计分析，显示了海拔与疾病之间的明显相关性。在三次疫情中，地势低洼地区的人们感染和死亡率都高得多。即使是那些有不健康棕色点的高地也比低地好。

阿克兰的地图巧妙地支持了瘴气理论，表明有毒空气会聚集并停留在风力较小的低洼地区。“他的统计数据表明他有出色的论据和证据，”地图软件公司Esri的首席医疗官埃斯特·格拉蒂说。但她表示，阿克兰未能看到全局，这使他成为一个警示故事。“你必须确定事物的含义，而不仅仅是结果和相关性。”

阿克兰将受污染的水视为有害空气的潜在促成因素，而不是作为传播看不见的疾病媒介的媒介。因此，他没有关注饮用水源。相反，像他的许多同代人一样，他从天气中寻找海拔如何影响疾病的线索。

“那些仔细研究过其历史的人几乎毫不怀疑，大气状态或地球的不可思议的物质与流行病的存在之间存在联系，”他写道。

阿克兰一丝不苟地绘制了1854年疫情的时间线，并将其与一系列当地气候变量进行了对比，包括温度、气压、风、雨、湿度、云量和臭氧水平（如下）。但他无法找到任何与新增霍乱病例数量精确同步增减的因素。阿克兰用大量数据证明，1854年是牛津天气异常的一年。通过与前25年进行比较，他发现降雨量异常低，风速也异常低。异常高的事物清单包括温差、气压、雷电、冰雹天数和北极光的出现。

他无法将这些变量与海拔高度结合起来形成一个合理的解释，特别是考虑到之前的疫情并没有遵循相同的模式。但阿克兰仍然确信，如果再次发生流行病，“快速发展的气象科学”将能够使用数据来阐明哪些异常现象发挥了作用。

阿克兰的研究比斯诺的研究更全面，在当时也更令人信服，但它有一个明显的缺陷：他的结论绝对是错误的。“像每个时代的大部分科学一样，它错过了一个中间媒介，”科赫写道。阿克兰没有看到的是，在较高海拔地区，水通常来自井或溪流，而较低地区主要依赖经常被污水污染的河流。但是，科赫指出，“制图——以及这里的地图制作——是清晰、一致的，即使最终是错误的，仍然是严谨的。”

斯诺的理论在他生前很大程度上被驳回，但他最终在他去世很久之后获得了胜利。相反，阿克兰因其在霍乱方面的工作而受到同行的认可，但活着看到了他支持的理论被推翻。数据可视化记者阿尔贝托·开罗认为，尽管如此，他的工作仍然值得关注，而不仅仅是一个脚注。

“关于单枪匹马摧毁瘴气理论的英雄神话掩盖了这样一个事实，即那些坚持瘴气理论的人也是有思想的人，”开罗写道。“不幸的是，我们没有进一步研究他们，因为我们人类从我们的错误（个人和集体的）中学到的东西比从我们的成功中学到的东西要多得多。”