疾病的地形

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點

本文節選並改編自貝齊·梅森和格雷格·米勒的《All Over the Map: A Cartographic Odyssey》。

1831年，霍亂襲擊英國，並在隨後的幾波可怕的疫情中造成數萬人死亡。這種疾病對多達四分之一的受害者是致命的，通常在暴露後幾天內就會死亡。當時許多科學家接受了流行病是由汙濁的空氣或瘴氣（來自露天糞池、未經處理的汙水和腐爛的垃圾）引起的理論，瘴氣籠罩著大多數主要城市的廣大地區。直到一位名叫約翰·斯諾的年輕英國醫生在1854年記錄了他在倫敦社群爆發的霍亂疫情。

故事是這樣的，斯諾仔細繪製了受害者住所的位置，並證明死亡事件集中在蘇豪區寬街上的一個公共水泵周圍。透過採訪受害者的家人，他幾乎將每個病例都追溯到那個水泵，這鞏固了他的霍亂是水源性疾病的理論，並說服地方當局移除了水泵的手柄。這個故事已成為傳奇，斯諾的地圖通常被描繪成製圖學和流行病學的一個突破性時刻。

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然而，真相要混亂得多。斯諾確實做了出色的工作，幫助推動了科學的發展，他的地圖仍然當之無愧地成為醫學制圖學的光輝典範。但直到斯諾在1858年去世很久之後，他的理論才被證明是正確的，他的工作才被譽為轉折點。“他的地圖已成為一個偶像，斯諾本人也幾乎成為一個神話般的人物，”醫學地理學家湯姆·科赫在《疾病的製圖學》中寫道。“因此，很少有人關注斯諾未能說服同時代人接受他的論點，以及他的論文在他那個時代的背景下的侷限性。”

斯諾並不是1854年在英格蘭繪製霍亂地圖的唯一一人。醫生亨利·溫特沃斯·阿克蘭追蹤了當年在牛津爆發的疫情，該疫情影響了290人。他的工作成果是170頁的《牛津霍亂回憶錄》和一張隨附的地圖，根據科赫的說法，這“可能是當時對城市疾病最全面的研究”。

一些專家認為阿克蘭的作品比斯諾的作品更令人信服，部分原因是其廣度和徹底性。但阿克蘭的研究還有另一個很大的優勢：它的結論支援了幾個世紀以來形成的流行的瘴氣理論。另一方面，斯諾用他的水源性疾病理論反駁了主流觀點。

雖然斯諾的分析側重於對疫情的一種可能解釋，並且他的論點依賴於地圖的視覺清晰度，但阿克蘭採取了更統計學的方法，考慮了許多潛在的疾病因素。除了繪製受害者地圖外，阿克蘭還包括了以前被認為不健康的地點（棕色點）、隨後被清理的地點（棕色圓圈）、未受汙染的溪流以及受到汙染的溪流（虛線），包括汙染源，如未經處理的汙水排放口（見下面的特寫）。排水不良的區域被塗成綠色。

斯諾滿足於在他認為自己的案例已經成立後停止繪製霍亂死亡人數地圖。相比之下，阿克蘭繪製了1854年所有受害者的名單，以及之前兩次疫情的受害者。他使用了不同的符號來表示1832年（藍色點）、1849年（藍色條）和1854年（黑色方塊和條）受害者住所的位置。而且，對於他的論點最重要的是，阿克蘭用五英尺（1.5米）等高線繪製了城鎮的物理地形圖。他的地圖，加上他的統計分析，顯示了海拔與疾病之間的明顯相關性。在三次疫情中，地勢低窪地區的人們感染和死亡率都高得多。即使是那些有不健康棕色點的高地也比低地好。

阿克蘭的地圖巧妙地支援了瘴氣理論，表明有毒空氣會聚集並停留在風力較小的低窪地區。“他的統計資料表明他有出色的論據和證據，”地圖軟體公司Esri的首席醫療官埃斯特·格拉蒂說。但她表示，阿克蘭未能看到全域性，這使他成為一個警示故事。“你必須確定事物的含義，而不僅僅是結果和相關性。”

阿克蘭將受汙染的水視為有害空氣的潛在促成因素，而不是作為傳播看不見的疾病媒介的媒介。因此，他沒有關注飲用水源。相反，像他的許多同代人一樣，他從天氣中尋找海拔如何影響疾病的線索。

“那些仔細研究過其歷史的人幾乎毫不懷疑，大氣狀態或地球的不可思議的物質與流行病的存在之間存在聯絡，”他寫道。

阿克蘭一絲不苟地繪製了1854年疫情的時間線，並將其與一系列當地氣候變數進行了對比，包括溫度、氣壓、風、雨、溼度、雲量和臭氧水平（如下）。但他無法找到任何與新增霍亂病例數量精確同步增減的因素。阿克蘭用大量資料證明，1854年是牛津天氣異常的一年。透過與前25年進行比較，他發現降雨量異常低，風速也異常低。異常高的事物清單包括溫差、氣壓、雷電、冰雹天數和北極光的出現。

他無法將這些變數與海拔高度結合起來形成一個合理的解釋，特別是考慮到之前的疫情並沒有遵循相同的模式。但阿克蘭仍然確信，如果再次發生流行病，“快速發展的氣象科學”將能夠使用資料來闡明哪些異常現象發揮了作用。

阿克蘭的研究比斯諾的研究更全面，在當時也更令人信服，但它有一個明顯的缺陷：他的結論絕對是錯誤的。“像每個時代的大部分科學一樣，它錯過了一箇中間媒介，”科赫寫道。阿克蘭沒有看到的是，在較高海拔地區，水通常來自井或溪流，而較低地區主要依賴經常被汙水汙染的河流。但是，科赫指出，“製圖——以及這裡的地圖製作——是清晰、一致的，即使最終是錯誤的，仍然是嚴謹的。”

斯諾的理論在他生前很大程度上被駁回，但他最終在他去世很久之後獲得了勝利。相反，阿克蘭因其在霍亂方面的工作而受到同行的認可，但活著看到了他支援的理論被推翻。資料視覺化記者阿爾貝託·開羅認為，儘管如此，他的工作仍然值得關注，而不僅僅是一個腳註。

“關於單槍匹馬摧毀瘴氣理論的英雄神話掩蓋了這樣一個事實，即那些堅持瘴氣理論的人也是有思想的人，”開羅寫道。“不幸的是，我們沒有進一步研究他們，因為我們人類從我們的錯誤（個人和集體的）中學到的東西比從我們的成功中學到的東西要多得多。”