霍乱时期的医师如何通过画图改变人类命运
一、John Snow(1813-1858)霍乱时期的可视化医师
John Snow是英国麻醉学家、流行病学家,曾经当过维多利亚女王的私人医师,被认为是麻醉医学和公共卫生医学的开拓者。
John Snow1854年,伦敦的苏荷区爆发霍乱,当时许多医生认为霍乱和天花是由“瘴气”或从污水及其他不卫生的东西中产生的有害物所引起的。然而,Snow并不认可这种说法。他走访疫区,在地图上用散点来表示霍乱案例与周围水泵的关联,并且用统计数据来说明水源水质与霍乱的相关性,最终锁定了一个公共水井。
这个公共水井距离受污染的水道仅有1米之远,更深入的调查证明,在当地霍乱流行前,布劳德大街一名儿童有明显的霍乱症状,浸泡过孩子尿布的脏水倒入离水井不远的排水沟里,而这个排水沟与水井并未完全隔离。
这项惊人的发现让斯诺再一次坚信自己之前的研究成果(《 霍乱传递方式研究》,约翰·斯诺,1849),即霍乱是通过受污染的饮用水来传播的,并建议伦敦政府封闭这个公共水井,阻止居民继续饮用这里的水。1854年9月,伦敦政府最终采纳了斯诺的意见,取下了布劳德水泵的摇手把。这时,奇迹发生了,第二天得病人数迅速减少,该区域的疫情被有效地控制住。
在这个过程当中,虽然约翰·斯诺并没有发现霍乱病的病原体,但创造性地使用空间统计学查找到传染源,并以此证明了这种方法的价值。今天,绘制地图已经成为医药地理学和传染病学中一项基本的研究方法。至今,当医学家们遇到棘手的传染病时,他们常常还会问:我们的布劳德水井在哪里?
“斯诺的霍乱地图”给了后人无限的利用价值, 同时,这张地图还使公众意识到城市下水系统的重要性并采取切实行动。
通过约翰•斯诺的发现,伦敦开始修建公共供水设施,建立起了大规模的供水网,全部配备压力和过滤装置,从而引发了整个欧洲的公共卫生运动。之后,这一运动又在“新大陆”美国重复,之后又波及到日本、中国等亚洲国家,以及全世界。供水和排水,是城市卫生的大型工程,是19世纪技术和社会上最有意义的里程碑之一。
二、Florence Nightingale (1820-1910) 白衣天使南丁格尔
没错,这个南丁格尔就是你知道的那个白衣天使南丁格尔。白衣天使原来还是个可视化工程师来着!我们的Florence Nightingale小姐,本来是英国著名的白富美,她的亲爹资产排名当年在英国仅次于维多利亚女王。适逢 1854 年的克里米亚战争,南丁格尔与其它 38 位女性以志愿者的身份来到英军位于俄国克李米亚半岛的野战医院。当时的野战医院卫生条件极差,甚至连干净的水源和厕所都没有,1854 年冬天的伤士死亡率高达 23%,直到 1855 年卫生委员会来到医院改善整体的卫生环境后,才将死亡率降至 2.5% 。 不可一世的维多利女王也很关心这位白富美在前线的工作,这张图就是南丁格尔为了向维多利亚女王说明医院卫生环境对死亡率降低的意义所绘制的。
南丁格尔玫瑰图这张图用来说明与比较战地医院伤患各种死亡原因的人数,每块扇形代表着各个月份中的死亡人数,面积越大代表越多死者。
各色块圆饼区均由圆心往外的面积来表现数字
蓝色区域:死于原本可避免的感染的士兵数
红色区域:因受伤过重而死亡的士兵数·
黑色区域:死于其它原因的士兵数
南丁格尔刻意以 1855 年 4 月做为分界,将 24 个月的资料切分为左右两张图再用黑色线条连结,是因为这大约是卫生委员会来改善环境时的日期,也因此我们可以比较两个年度的死亡人数与其原因的概略比例。
南丁格尔玫瑰图本质上是柱状图在极坐标上的展示,用半径而非高度表示数值大小;它优雅地用圆心表现了周期性,没有什么能比这更好的表现周而复始的日期了。图表的形状类似一朵绽放的玫瑰花,因此也被命名为南丁格尔玫瑰图,以此纪念这位蕙质兰心、美丽又优雅的白衣天使。
三、William Playfair (1759-1823) 跨界混搭的统计制图法之父
Playfair出生于1759年的苏格兰,当时欧洲正处于启蒙运动时期,是艺术、科学、工商业的黄金发展时代。他是家里的第四个儿子,两个声名卓著的哥哥分别是建筑师James Playfair和数学家John Playfair。Playfair一生从事过多种职业,浑身贴满各种标签,包括工匠、工程师、绘图师、会计师、发明家、银匠、商人、投资经纪人、经济学家、统计学家、邮递员、翻译、宣传员、土地投机商、银行家、热心的保皇党、编辑、勒索者、记者……但是,这如此丰富充实的人生经历都是为了成就Playfair最光辉的身份——统计制图法之父!
Playfair首创性地用条形图来呈现离散数量的比较
Playfair设计的饼图,显示了1789年以前土耳其帝国位于亚洲、欧洲、非洲的土地比例Playfair坚信一图胜千言,他相继发明了折线图、条形图、以及饼图等,真可谓是数据可视化界的开山鼻祖!他一生所尝试的各种跨界混搭的职业也一定多多少少拓展了他的思维,使他创新性地把感性的图表与理性的数字相结合,也正像乔布斯所说的那样“connect the dots”,我们所经历的每一件事都会在未来的某天闪现出它的价值。
四、Joseph Minard (1781-1870)史上最杰出的统计图
1812年,拿破仑亲率61万大军分两个梯队北上俄国,却不敌战斗民族,不到5个月就灰溜溜撤回法国,幸存的不到零头1万。这对法国人来说可是个悲伤的故事。Minard是当时的一位工程师,俄法战争结束50多年后的1869年,他绘制了这幅描述军力的“地图”。该图描绘了拿破仑军队自离开波兰,到抵达俄罗斯边界,再撤军回国的军力损失状况。图中透过两个维度呈现了六项信息:拿破仑军队的人数、行进距离、温度、经纬度、行进方向、以及地理位置。· 人数由带宽表示,一毫米代表一万人;具体数字也标注在区域中。· 黄色区域代表军队往俄国行进,黑色则代表自俄国撤退。在地图上描述统计量,赤裸裸得看着“黄河之水”变成“涓涓细流”,没什么比这更生动的了。幸亏当年拿破仑没有亲眼看见这幅图,否则恐怕非得“雪藏”这个米纳德不可。
著名的拿破仑行军图
法国著名的科学家、生理学家Étienne-Jules Marey是第一个注意到Minard统计图的人,他评价拿破仑行军图为“对历史学家野蛮口述的一次深深蔑视”。美国统计学家、耶鲁大学名誉教授Edward Tufte也对Minard的统计图给予了极高的评价,认为它“也许是史上最杰出的统计图表”,并将它用作其《量化信息的可视化表达》一书的第一个示例。
五、Joseph Priestley,人类文明的清明上河图
人类浩瀚历史长河中,无数文明、精英、国家交相辉映、盘根错节,即使是历史学家,往往穷经皓首,也难以做到一览无余。但18世纪的一位博学的英语教师Joseph Priestley设定了一个野心勃勃的目标:将人类历史上的国家、文明与重要历史人物之间的关系集中展现出来。
Joseph Priestly 最终凭借两张年代图表闻名于世。其一是“传记图”,图中描绘了 700 年历史中出现的著名男性人物、领袖和哲学家,让人一眼就能看到这段历史中活跃的男性名人尽管“传记图”内容简单,但仍是历史上最重要的可视化之一。
Priestly 在第二张年代图表中运用并发展了“传记图”中的技术,创作出了这幅“新图说历史”。这张年代图表与第一张图表类似,重点描绘了历史中同时存在的主要帝国和文明及其与影响。Priestly 对其技术进行了创新,不仅引入了颜色和大小,还创造性地使用了 Y 轴。最终造就了一副引人入胜的历史可视化故事,其中蕴含了丰富的信息。虽然这张图表看上去让人眼花缭乱,但它具有无穷的创造力,并且是当时年代下极具创新意义的原创作品。