祝傳海

黃森忠

如果將世界比作人體的話，那么數學則是人類用來嚴格描述人體大小、形狀甚至骨骼連接位置等的具體手段。但數學的作用遠不止于此，作為認識世界的基本工具，人們早已在數學的基礎上，將其與生物、物理、化學及社科經濟等學科結合，并將其應用于現實世界中人類遇到的任一問題。而在由人類構成的群體社會中，通過將數學統(tǒng)計學與流行病學結合，則可以有效地預測出某種疾病的發(fā)展趨勢。從一定程度來說，它更像一張經過精密計算而織成的網，順著掌握的信息及“網線”的邏輯，可以更加清晰地估算出某種流行病在社會中的現狀及未來的發(fā)展情況。

南開大學統(tǒng)計與數據科學學院教授黃森忠就是掌握這張“網”的人，多年來，他憑借自己在數學專業(yè)的成就，將目光聚焦于流行病學方向，在數學流行病學領域取得了眾多重要成就。尤其是自從新冠肺炎疫情肆虐開始，他將研究重點放在對新冠肺炎疫情的研判與預測中，多次在疫情暴發(fā)的關鍵時刻，有效地預測了疫情的規(guī)模及發(fā)展趨勢，為有關部門制定相關的防疫政策提供了重要參考依據，同時也為保障疫情下大眾的生命與財產安全做出了重要貢獻。

如今，回顧自己一路走來克服眾多困難取得諸多成就的經歷，黃森忠抑揚頓挫地說道：“無論是面對疫情還是其他困難，我們都要努力奮斗，力爭贏面?！边@是他的研究風格，也是他從小到大的人生信念。

奮斗·爭取

多年以后，當有人在黃森忠面前聊起他身上所流露出的奮斗精神時，黃森忠依舊會忍不住想起在成長過程中對他影響最深的兩個人——他的父親，以及鄧小平。

黃森忠從小在寒門家庭長大，在他的記憶里，父母幾乎每天都在忙于農活與家庭生計。按常理來說，在這樣的情況下，父母難免在對孩子的心理教育及指導方面有所疏忽，但面對這個問題，黃森忠卻笑著搖了搖頭。他毫不掩飾地表達自己對父親的感恩之情，他說，他至今仍然清晰地記得，在自己小時候的某一天里，父親鄭重地教導自己的話，“父親教導我的那句話只有兩個字：奮斗”。黃森忠說，父親當時嚴肅的表情讓他至今印象深刻，也就是從那以后，這句話如同一顆種子般，漸漸在他心中發(fā)芽生長，成為他性格里不可分割的一部分。

隨著年齡的增長，黃森忠漸漸懂得了更多，除了父親外，另一位對他人生有著深刻影響的重要人物也開始走入他的認知。這位重要人物同樣出身農村，早年曾赴歐洲勤工儉學，后來回國參加了中國的土地革命、抗日戰(zhàn)爭和解放戰(zhàn)爭，為新民主主義革命的勝利和新中國的誕生建立了赫赫功勛，同時還倡導了改革開放，使中國進入了日新月異的發(fā)展浪潮中，他便是中國發(fā)展的時代人物——鄧小平。他的一生都在奮斗，而這種奮斗的精神也感染了當時那個時代下的無數想要為國家發(fā)展建設貢獻力量的年輕人，黃森忠便是其中之一。

在父親的教誨和鄧小平精神的影響下，黃森忠在心里樹立了奮斗的意識，明白自己只有通過不斷地努力爭取，才能實現自己的目標，以及為國家的建設發(fā)展貢獻自己的力量。在這種奮斗意識的加持下，1979年，黃森忠考入了當時數學專業(yè)在全國名列前茅的南開大學，成為該校數學專業(yè)的一名大學生。

作為我國知名高等學府，南開大學擁有悠久的辦學歷史及深厚的研究底蘊，因此在本科及碩士的學習期間，黃森忠?guī)缀跆焯炻耦^在學校圖書館里一本本與數學相關的書籍中，起早貪黑，力圖更大限度地擴展自己對數學的了解邊界，從而實現自己以數報國的想法。然而，彼時我國教育事業(yè)剛剛恢復，大多學校從研究體系到教學資源，均需要一定時間來完善，為了掌握更多的知識，在數學領域站上更高的臺階，1991年，已經碩士畢業(yè)并在南開大學任職多年的黃森忠決定前往德國圖賓根大學攻讀博士學位。

從國內漂洋過海遠渡到國外，黃森忠憑借著那股不服輸的勁頭在最快的時間內適應了異國的語言交流、文化風俗。同時，得益于德國博士導師“放羊式”的教學風格，黃森忠擁有了足夠自由的學習和研究空間，可以在自己喜歡的數學方向深入地鉆研，并吸收周圍環(huán)境中一切有用的資源，不斷提升自己。等到了博士畢業(yè)時，他已經在數學領域扎下了深厚的根基，并積淀了豐富的理論經驗。他還在德國羅斯托克大學從事教學和科研工作期間，進一步深化了自己的學術研究。

本以為在國外的研究之路會一直這么順利走下去，直到自己學術大成回國為祖國發(fā)展貢獻自己的力量。然而一件事情的發(fā)生，卻讓黃森忠深受觸動，甚至因此將自己的數學研究方向調整為對數學流行病學的研究。彼時正值2003年，正是SARS疫情在國內肆虐，并且全球人人對其談之色變的時候。在這種環(huán)境下，黃森忠行走在德國的街頭，總是會遇到這樣一種現象：當一副亞洲面孔走在德國的街上時，會碰到一些人故意在他面前假裝咳嗽，暗示其可能是SARS傳染者。

南開大學智英健康數據研究中心揭牌

這種無聲的暗示與交流往往讓人感到心塞卻又不知道該如何去向外界講理?；氐綄W校后，黃森忠經過一番深思熟慮，最終決定調整自己的研究方向，用數學的方法去研究傳染病的流行規(guī)律，用研究行動來弄清楚疫情的實際傳染規(guī)模，而不是讓人缺少根據地妄加揣測。不僅如此，他還在德國羅斯托克大學開設“數學流行病學”這門課程，填補了學校在該專業(yè)上的教學空白。

黃森忠身上總保持著一種凡事有理就要據理力爭的勁頭，“如果遇到不公平的事情，一定要去爭，把事情給搞清楚，把真實的情況公布出來”。調整研究方向為數學流行病學的部分原因是如此，后來在相關研究論文發(fā)表時和審稿人據理力爭更是如此。當時，黃森忠經過5年的刻苦鉆研，終于在數學流行病學領域取得了創(chuàng)新性成果，然而就在他準備將成果分享在相關權威雜志上時，卻遭到了審稿人的拒稿。原來，那位審稿人以為他當時采用的是傳統(tǒng)的建模思路，所以認為思路不新、結果有錯。對此，黃森忠給雜志的主編去信，告訴對方那是自己用5年的時間打造的產品，拒稿的那位審稿人沒仔細讀懂，所以請他再約別的審稿人重審一下。對方對黃森忠的“抗議”非常重視，換人再審后果然順利通過了。如今黃森忠團隊用于新冠肺炎疫情研判和趨勢預測的程序EpiSIX，就是在他當年發(fā)表的那篇文章的基礎上構建的。后來，黃森忠經常拿自己的這段投稿經歷與大家分享，“經驗就是一個字——‘爭’。在學術上，就要一爭到底”。

一個“奮斗”、一個“爭”字，幾乎概括性地講述了黃森忠一直以來的研究生涯，然而他清楚，這其實只是支撐他一路克服困難挫折走到今天的外在支柱，其真正的核心始終是他內心想要通過研究為祖國發(fā)展貢獻力量的愿望。2018年，隨著國家對“大健康數據”的日益重視，黃森忠決定遵循留學的初衷，回到心心念念的祖國，回到母校南開大學，為國家的建設發(fā)展服務。

報國·貢獻

時隔多年，等黃森忠再次回到母校時，南開大學早已煥然一新，整體樣貌非昔日可比。當年他剛入南開大學時，學校在數學領域的研究和教育體系相對還有待完善，即使后來有“微分幾何之父”之稱的陳省身院士加入南開大學，學校在數學方面的建設也主要圍繞其設立的南開數學研究所布局。而如今，經過多年的發(fā)展建設，南開大學在數學領域早已形成了具有相當規(guī)模的研究與教育體系。原先的數學系也已成為數學學院，下分多個不同的系，發(fā)展出統(tǒng)計學院，并且形成了數學與其他學科交叉的發(fā)展特點，研究范圍十分廣泛。

回到南開大學的黃森忠繼續(xù)從事數學流行病學領域的研究，用數學的方法去研究傳染病的流行規(guī)律，評估非藥物干預（比如戴口罩防護）和藥物干預（主要是疫苗）的效率并求解成本最優(yōu)策略。黃森忠在南開大學各級領導特別是侯自新老校長、曹雪濤校長和王兆軍執(zhí)行院長的鼎力支持下，和其同學張文中博士成立了南開大學“智英健康數據研究中心”，為國家的衛(wèi)生健康事業(yè)服務。

自回國確立自己的研究目標以后，黃森忠便開始按照自己的規(guī)劃腳踏實地地組建團隊，瞄準并解決社會衛(wèi)生健康發(fā)展中面臨的種種問題，但彼時的他還不知道，一場席卷中國乃至全球的疫情正蠢蠢欲動。2020年年初，新冠肺炎疫情以武漢為中心迅速在國內各大省市暴發(fā)并擴散，被感染者首先多出現發(fā)熱、干咳、乏力甚至腹瀉等狀況，病情嚴重者多在“中標”一周后出現呼吸困難的癥狀，甚至快速進展為急性呼吸窘迫綜合征、膿毒癥休克、難以糾正的代謝性酸中毒和出凝血功能障礙及多器官功能衰竭等。快速擴張的感染趨勢及其對人體器官的巨大損傷，使得人人自危，一時間國內彌漫著恐慌與不安的氣氛。

在這種緊急情況下，黃森忠和山西大學的靳禎教授、南京醫(yī)科大學的彭志行教授以及福州大學的魏鳳英教授等迅速組織團隊開展了關于新冠肺炎疫情的研判與趨勢預測工作，并在后續(xù)相關疫苗研發(fā)上市之后，進一步針對疫苗的效率進行了評估。要知道，在新冠肺炎疫情肆虐的過程中，中國之所以能夠在較快時間內有效地控制住疫情的發(fā)展，使生產生活秩序及時回到正常軌道，成為世界各國開展防控工作的“標桿”，除了全國各地人民齊心協力、無私奉獻之外，還得益于政府及時下達的合理的防控措施。而黃森忠團隊在這一過程中開展的工作就是通過研究，最大限度地精確估計出不同階段、地區(qū)暴發(fā)疫情的規(guī)模，預測出疫情的拐點將在何時出現、理論的最高單日峰值多大，疫情何時結束，同時數值化地評估出實時的疾控效率及哪些疾控策略可行且效率比較高。不僅如此，他們還結合現有情況，研究在拐點出現之后，疫情處于受控狀態(tài)下時，應該如何優(yōu)化疾控成本。在疫情肆虐期間，黃森忠便帶領團隊通過縝密的研究，將這些關鍵預測信息形成為15個報告提供給疾控官方，為他們及時做出更加科學的防控措施提供重要參考依據，從而為保障百姓的生命健康及社會的安全復產復工做出重要貢獻。

談到這些成就的時候，黃森忠再次提到自己當年在德國羅斯托克大學工作時遭到審稿人誤拒的經歷，在那次取得的成果中，他成功研發(fā)出了用于疫情研判和趨勢預測的程序EpiSIX，后來他又在原版程序的基礎上進行了二次完善，到了新冠肺炎疫情出現時，根據國內的情況，他和團隊又提出了疾控響應模式，即基于報道的患者總數提升疾控力度，并在原來的EpiSIX系統(tǒng)里鑲入“疾控效率”的泛函計算模式和提出“確診灰度”的概念及算法。當初歷經5年刻苦鉆研取得的成果，如今終于助他在國家抗擊疫情的緊急時刻發(fā)揮了作用，對此，黃森忠頗為感慨。

“EpiSIX這一傳染病傳播預測系統(tǒng)的數學建?；A，主要依賴于易感態(tài)（S）—潛伏態(tài)（E）—傳染態(tài)（I）—恢復態(tài)（R）這個模型，也就是所謂的SEIR模型?！秉S森忠介紹道，這一模型為他的團隊在疫情肆虐的整個過程中對疫情發(fā)展等進行更為準確的預測提供了重要助力。2020年2月初，新冠肺炎疫情已經開始在全國各地“多點開花”，面對來勢洶洶的疫情，正處于春節(jié)假期中的百姓，包括員工、企業(yè)家等無一不在為之后的發(fā)展感到迷茫，不知道疫情何時結束，自己的工作及生活等什么時候才能回到正軌，就連政府也在不斷研究如何做到更加有效地防疫抗疫。就在一片不確定中，黃森忠?guī)ьI團隊通過SEIR模型，對當時的疫情發(fā)展形勢進行了預測，并于2020年2月7日提呈了研判結果，他預測國內（首波）疫情將于2020年3月底至4月中旬結束，最后確診規(guī)模在7.5萬～10.2萬。這一結果為疾控方在疫情暴發(fā)時制訂相關防控措施提供了重要依據。隨著時間的推移，2020年5月31日被定義為國內（首波）疫情的“清零”日，是時，確診總數共有83017例，與黃森忠團隊當時的預測信息基本符合。

團隊合影

疫情的防控工作是一項艱難且持續(xù)的歷程，在這個過程中，國內的疫情也陸續(xù)出現了先后在不同省市“暴雷”的現象，其中，北京新發(fā)地的疫情在當時便牽動著很多人的心。2020年6月初，疫情突襲了北京新發(fā)地農產品市場這一片區(qū)域，作為國家中心城市，北京容納著巨大的外來人口，因此，疫情一暴發(fā)，便吸引了全國人民的關注。

疫情暴發(fā)后，北京市政府也緊急召開會議，商討下一步的疫情防控策略，就在這時，黃森忠團隊關于新發(fā)地疫情的預測報告被提交到了北京市政府，推動了接下來的疫情防控措施的制定。原來，在新發(fā)地疫情出現之后，他們團隊便立刻采取了行動，在2020年6月13日，北京新發(fā)地出現疫情3天內，根據研判給出了相關預測：此次新發(fā)地的疫情規(guī)模在450～1350例。隨后在6月21日，黃森忠團隊又給出了新發(fā)地疫情將于7月10日之前結束的判斷。果然，到了7月6日，新發(fā)地疫情已然“清零”，最后總規(guī)模是402例，接近他們預測出的數量范圍。而他及團隊在6月13日即北京新發(fā)地出現疫情3天內就給出較精準預測，這在國內是最早的。

隨后在11月初，天津濱海出現的疫情中，黃森忠也帶領團隊在兩天內給出了及時的判斷：疫情將在2020年12月6日之前結束，規(guī)模在4～22（中位數11）例。后來，這波疫情確實于2020年12月5日被“清零”，并且病例數為12，再次驗證了黃森忠的預測成果。但黃森忠在疫情期間開展的工作遠不止如此，包括在河北、黑龍江、吉林等地暴發(fā)的疫情中，他皆及時做出了較為精準的預測，為當地疫情的抑制做出了貢獻。除此之外，在疫情期間的復產復工、防控成本優(yōu)化等方面，他也同樣為有關部門提供了有效的預測結果，進一步保障了百姓的生命財產安全。

回顧自己回國3年來，尤其是疫情暴發(fā)以來或四處奔波搜集信息，或埋首研究復雜的數據及資料的經歷，黃森忠感慨道，自己總算沒有辜負當初決心回國時立志為國家建設發(fā)展服務的初衷，“只要我做的對國家有貢獻，我就滿足了”。

進步·未來

如今，國內的疫情已經得到了有效的控制，全國各領域基本已經進入了正常的運行狀態(tài)，然而，全球的疫情規(guī)模仍在持續(xù)擴大的趨勢中，因此，黃森忠關于疫情預測的研究工作并沒有結束，而是將研究目光擴展到了全球范圍內。

其實，早在2020年9—10月，在為中國工程院醫(yī)藥衛(wèi)生學部咨詢課題“新型冠狀病毒的野生動物源和新發(fā)傳染病防控策略”做關于世界疫情發(fā)展的預測時，黃森忠便曾給出過相關預測結果：至2021年3月1日，確診規(guī)模將在1.11億～2.63億。隨后他又在2020年12月30日更新了這一結果：確診規(guī)模將在1.1億～1.7億，病死數可達242萬～510萬。在實際發(fā)展中，截至2021年2月25日，全球確診總規(guī)模為1.13億，病死數為250.9萬，而黃森忠提前4個多月的“世界將在2021年3月1日確診規(guī)模達到1億”的精準預測，在國際上都是較早的。

不僅如此，在最近關于全球疫情發(fā)展趨勢的預測中，黃森忠結合世界各國疫苗分配不均及人文習慣的差異等問題，推測很大可能該全球確診規(guī)模到2021年年底將達到1.8億至2.3億。而到2022年春天，全球的疫情應該趨緩并進入低流行狀態(tài)。

無論是對國內還是對全球的疫情規(guī)模進行預測，其最終目的還是為了對國家的疫情防控政策提供參考建議。因此，除預測全球整體的疫情發(fā)展態(tài)勢外，黃森忠還十分重視對國外具體國家的疫情規(guī)模的關注，通過對該國家疫情控制情況、政府防控措施、疫苗普及情況等因素的分析，為全球疫情環(huán)境下，我國對這些國家的開放程度及開放措施提供科學的參考建議，從而降低我國對外的防控成本，實現更加安全且理想的對外交流。另外，他還正在帶領團隊成員進行“疫情預警預測平臺建設”的研究工作，并計劃在不久的將來使之成為公器，更好地應對未來暴發(fā)的疫情。

在黃森忠看來，以家國之務為己任，是作為一名科研工作者應有的使命與責任。因此，在新冠肺炎疫情尚未完全結束之時，他將繼續(xù)致力于關于疫情的研判與預測工作，而等到疫情完全消散，真正守得云開見月明之日，他則會將數學推廣并應用于研究社會學、經濟學、信息學等其他的學科上的各種類傳染病傳播現象，如謠言和“熱新聞”的傳播，研究例如雷曼倒臺時的“墻倒眾人推”現象背后的“信息傳播”的傳染機制，為社會在相關領域的發(fā)展貢獻自己的力量。于他而言，時間是永遠在向前推進的，無論是國家還是個人，要想持續(xù)往前進步，就必須在奮斗的狀態(tài)下去實現一個又一個的目標。因此他說，無論是教育學生，還是鞭策自己，他都會時刻強調奮斗與為國服務的精神，過往如是，今后也將如此。