观察与可视化：John Snow（约翰·斯诺）与 Broad Street Pump（宽街水泵）

在确立因果关系方面，最能体现精确观察最终引页“精确观察最终引发因果关系确立”的典型案例可追溯到150多年前。让我们将思绪拉回当时的背景，试想一下19世纪50年代的伦敦。它是当时世界上最富有的城市，但许多居民生活极度贫困。Charles Dickens（查尔斯·迪更斯）正处于他名声的巅峰，许多作品都描写了他们的困境。疾病在城市的贫困地区横行，而霍乱是最令人恐惧的疾病之一。当时人们尚不知道细菌会引起疾病；主流理论认为“爫气”是主要罪魁禍首。Miasmas（爫气）表现为恶臭，被认为是有机物腐烂产生的不可见有毒颗粒。伦敦的某些地区确实散发着恶臭，尤其在热天。为了防止感染，有经济能力的人会拿着芳香的东西抵在鼻子前。

多年来，一位名叫 John Snow（约翰·斯诺）的医生一直在跟踪不时袭击英格兰的毁灭性霍乱浪潮。这种疾病突如其来，几乎立刻致命：人们在感染后一两天内就会死亡，一周内可能有数百人死亡，单次疫情的总死亡人数可达数万。Snow对“爫气理论”持怀疑态度。他注意到，有些家庭因霍乱而全家灭门，但隻居的人有时却完全未受影响。既然他们和邻居吸同一种空气——也就是同样的爫气——那么恶臭和霍乱发生率之间就没有决定性的关联。

Snow还注意到这种疾病发作几乎总伴随着呕吐和腹泻。因此他认为，感染是通过人们吃的或喝的东西传播的，而不是通过吸入的空气。他嫌疑的主要对象是被簮水污染的水。

1854年8月底，霍乱袭击了伦敦人口密集的 Soho（苏豪区）。随着死亡人数上升，Snow认真地记录每一例死亡，他采用的方法后来成为研究疾病传播的标准方法：他绘制了一幅地图。在该地区的街道地图上，他标记了每一例死亡的位置。

下图是 Snow 的原始地图。每一条黑色横线代表一例死亡；同一地址多例死亡时，对应的横线会堆叠在一起。黑色圆点标记的是水泵的位置。这幅地图显示了一个令人震惊的发现——死亡情况大致聚集在 Broad Street pump（宽街水泵）周围。

Snow认真研究了地图，并调查了显而易见的异常情况。所有这些异常都指向了宽街水泵。例如： - 有死亡发生在更接近 Rupert Street（鲁佩特街）水泵的住户中。虽然鲁佩特街水泵的直线距离更近，但由于街道的尾巴路和布局导致访问不便，这些地段的居民实际上使用的是宽街水泵。 - 水泵以东的两个街区没有死亡记录。这里是 Lion Brewery（狮子啤酒厂）所在地，工人们喝的是自己酥造的啤酒。如果他们需要水，啤酒厂有自己的井。 - 在离宽街水泵几个街区远的住户中也有零星的死亡。这些是在上学路上喝过宽街水泵水的儿童。宽街水泵的水当时以清凉而令人神清气爽著称。

支持 Snow 理论的最后一个证据来自两例孤立的死亡事件，发生在离 Soho 相当远的橱木翠绿、风景优雅的 Hampstead（汉普斯特德）地区。Snow 对此感到困惑，直到他发现死者是曾经住在宽街的 Mrs. Susannah Eley（苏绍娜·埃利夫人）和她的侄女。埃利夫人每天都让人从宽街水泵送水到汉普斯特德的家中。她喜欢这水的味道。

后来发现，宽街水泵的水井仅几英尺外有一个簮池，一直在渗漏到水井中。因此，水泵的水被来自霍乱患者住宅的簮水污染了。

Snow 用他的地图说服当地当局拆除了宽街水泵的把手。虽然他这样做时霍乱疫情已经开始衰退，但这一举措可能防止了未来疫情波次中许多人的死亡。

拆除宽街水泵把手的事迹已成为传奇。在亚特兰大的 Centers for Disease Control（CDC）（美国疾病控制与预防中心），科学家们在寻找疫情问题的简单答案时，有时会互相问：“这个水泵的把手在哪里？”

Snow 的地图是数据可视化最早、最有力的应用案例之一。各种类型的疾病地图如今已成为跟踪疫情的标准工具。

趋向因果关系

尽管地图给 Snow 强烈的提示，表明供水的清洁程度是控制霍乱的关键，但要让人信服地证明污染的水引起了疾病的传播，他还有很长的路要走。为了提供更有说服力的论据，他得使用比较的方法。

科学家们使用比较的方法来识别处理因素与结果之间的关联。他们将接受了处理的个体组（处理组）的结果与未接受处理的组（对照组）的结果进行比较。例如，如今的研究人员可能会比较有死刑的州།།与没有死刑的州།།之间的平均杀人率。

如果结果不同，这就是存在关联的证据。但是，要确定因果关系，还需要更加谨慎。