南丁格爾的玫瑰圖改變了什麼?

2021-02-23 科學藝術研究中心

導語:在數據可視化的發展史上,19 世紀英國護士和統計學家弗羅倫斯·南丁格爾其實是一位開創先河的人物,她發明了玫瑰圖,用來表示軍隊醫院季節性的死亡率,從而改變了當時包括維多利亞女王在內的高層人士的認知,導致他們做出醫事改革的決策。今天給大家分享一篇南丁格爾研究專家、曾是兩家美國戰略管理諮詢公司創始人的 Hugh Small 的文章,來了解這張圖的專業價值和歷史意義。

你們看到的這個圖表,被稱為玫瑰圖(Rose Diagram),或雞冠花(Coxcomb),或楔形(Wedges)。它是弗羅倫斯·南丁格爾發明的。這篇文章想探討的是把這張圖放到文本和政治背景中,去看南丁格爾做對了什麼。

玫瑰圖完全服務於信息


為什麼南丁格爾不做一個像下面這樣的柱狀圖來表達呢?

許多人認為,柱狀圖會使數據更加清晰,果真如此嗎?

開始研究她戰後(指的是爭奪巴爾幹的著名國際戰爭,克裡米亞戰爭)的觀點以來,我把她的數據做成了柱狀圖形式。一位圖形專家告訴我,統計圖形的第一條規則是「時間序列數據應該以從左到右的水平軸上運行的時間來表示」,玫瑰圖顯然違背了這條規則。但是,當我用這種格式重新繪製她的圖表時,會發現傳達不了同樣的信息。

我的圖形導師是一位數據專家,但在管理諮詢領域,人們傾向於使用圖形來呈現信息,而非數據,第零條規則是「你的圖形應該支持信息,全部信息,只有信息」。

流行病導致的死亡是可以避免的


那麼南丁格爾想要支持的是什麼信息呢?她在英國軍隊衛生史之戰》(Contribution to the Sanitary History of the British Army ,1859)中首次發表了著名的玫瑰圖,裡面的文本不像玫瑰圖那樣為人所知。在正文中,包含了下面兩個關鍵段落:

① 「現在讓我們來搞清楚,為什麼我們高貴的軍隊在東方幾乎全軍覆沒?與此同時,我們也將搞清楚,人類中數以億計的個體是如何死於瘟疫的。」

②「(英格蘭首席醫療官約翰•西蒙先生)已經斷言過,幾種重大傳染病造成的巨大死亡率實際上是不可避免的。」

這兩條,其一是表明她想用她叫做「斯庫塔裡實驗」的結果來拯救英國和世界各地數百萬人的生命。其二是表明英國首席醫療官約翰·西蒙(John Simon)在阻礙她完成這項任務。

南丁格爾想用玫瑰圖來說服人們,首席醫療官錯了,流行病導致的死亡是可以避免的。為了做到這一點,她將用她的證據來說明戰爭期間因疾病而死亡的人數。回過來,看看我為了「改善」南丁格爾圖表而畫的柱狀圖,它在支持南丁格爾的「衛生」信息上有什麼問題呢?缺點有三:

①   這場戰爭正好持續了兩年,衛生委員會到來、死亡率下降的分割點處於中間,她想要 對這兩年進行比較,以顯示出「之前和之後」的情況,但柱狀圖只能簡單地將每個月與前後幾個月進行對比,很明顯,對的方式是用某種方式把兩年分開;

② 柱狀圖不僅模糊了年份之間的對比,也模糊了季節之間的對比,你必須在橫軸上尋找月份,對此正確的做法是,在把兩個年份分開之後,還要把它們排在一起。

③ 第一個 1 月的死亡率高得驚人(一個月內就有大批士兵陣亡),這給人造成印象「溫特將軍」(意思為寒冬)才是罪魁禍首,或者至少轉移了讀者去注意「之前和之後」的意圖。對此,她的解決方式是通過平方根轉換,即以面積來減弱月與月之間的變化。

如下這張圖中,藍色區域紅色區域的面積之比始終為 4 9。左邊使用的是矩形柱,紅色柱高度為藍色柱的兩倍多。中間使用的正方形柱不再強調極端值,但這樣就會很難把兩年的數據列在一起,因為 x 軸上時間間隔會發生變化。而她的解決方式是啟用右邊的楔子形,為每年做一個圓 x 軸。(順便說一下,我核對了原始數據表,是面積與死亡率成正比,儘管有些評論家誤以為是半徑和死亡率成正比)。

為什麼她不遵守時間應該從左到右的規則,而把第一年安排在右邊呢?我認為這可能和印製限制有關。如果你想讓時間從左到右,讓每年的月份順時針排列,用虛線把兩年連起來,那就必須把玫瑰圖旋轉 180 度。我唯一會提出的改進之處就是,用圖表上方的標題更有力地概括信息,使用諸如「我們能控制流行病」這種文本。

這就是為什麼她需要做成玫瑰圖的原因:在無幹擾境況下傳達「之前和之後」的信息對比。


南丁格爾改變了世界

如今看來,1858 年的南丁格爾是在誇大首席醫療官的無知嗎?史料認為,她在 1854 至 1855 年間贏得了這場衛生之戰的勝利。

那麼,約翰·西蒙在戰後說我們無法控制肆虐英國並殺死半數五齡前城市兒童的流行病,這怎麼可能是真的?首席醫療官掌控著國家公共衛生戰略和資金,他如何會犯這麼大的錯誤?我查了約翰·西蒙的話,把它和南丁格爾指責他時說的話作了比較。

大家最容易找到約翰·西蒙論文的地方是他 1887 年出版的文集。1858 年的記錄也在其中,上面寫道:「進一步來講,某種程度上,(我強調)每一個文明國家人們早夭的原因是其當前(迅速傳播)的傳染病。」

好吧,這不同於南丁格爾所指責的他的說辭(「幾乎不可避免」),堅持認為並非所有流行病死亡都可避免的觀點,很難被判定是錯誤的。但我挖出了西蒙 1858 年發表的那篇罕見的論文原文,發現他當時寫的其實是:「實際上,在每個文明國家,早夭另一個不可避免的原因是當下的傳染病威脅。」這才是為什麼南丁格爾的聲明裡認定他說過對猩紅熱帶來的死亡是無能為力的這種話。及至 1887 年,他知道自己犯了錯,於是修改了記錄。南丁格爾在西蒙的整個職業生涯中一直與他針鋒相對,並阻止他將公共衛生項目的資金用於科學研究。

我想我已經講明了,玫瑰圖不僅僅是一種來表明戰爭中死於疾病的人比死於創傷的人多的漂亮方式。這是一幅指導性的圖表,呼籲在衛生方面投入支出,和英國首席醫療官剛剛發布的建議對著幹。

西蒙在 1887 年實際上承認了自己的錯誤,我認為這是場南丁格爾小姐完勝的比賽。最終得分,或者說結果是什麼呢?

眾所周知,在維多利亞時代,人們的預期壽命增加了,這在很大程度上要歸功於衛生革命。沒有多少人曾意識到,幾十年過去了,工業革命使得城市化進程不斷加快,人們的預期壽命卻裹足不前,(直到衛生革命之後才發生改變)。曲線圖上突然出現的上升趨勢有時被稱為曲棍球桿,這種形態在經濟復甦的樂觀預測中很常見,但實踐中卻很少出現。William Farr 發明的壽命圖表讓我們可以繪製出出生時的預期壽命,並逐年觀察這一趨勢。

我自說自話稱這幅畫表為弗洛倫斯·南丁格爾的曲棍球桿。

我知道你看到以後會說,相關非因果,而且在世紀中葉左右隨便就能搞一個曲棍球桿,趨勢線不代表數據。事實上這些數據是從 William Farr 的壽命圖表中截取的,只是模型而已。但我認為這是一個值得說明的轉變,因為大多數人都看到了圖表的上升部分,但我從未見到過平坦的部分。

1858 年她與西蒙的爭執是衛生革命中最重要的戰役,或許是整個世紀中最重要的戰役之一,但卻沒有得到太多關注。只有西蒙的傳記作者和 F B Smith 提起過,而他們都把她描繪成一個拖了醫學進步後腿的怪人,兩人也都沒有審視這場爭論,以看清是非,去搞清西蒙到底說了什麼。而她的偏執古怪形象又被 1920 年出版的《國家傳記辭典》(Dictionary of National Biography)加強了,其中有段話重複了 E T Cook 早先的說法,即她在 1854 年至 1855 年間讓所有人都相信了衛生系統的救生作用。如果這是真的,那麼她在戰後堅持不懈地鬥爭,根本是多此一舉。

《國家傳記辭典》中寫道:「1855 年 2 月,死亡率上升到 42%。在南丁格爾小姐的一再懇求下,內政部命令斯庫塔裡的衛生專員立即進行衛生改革。然後死亡率迅速下降,直到  6 月份降至 2%。

這段描述不僅應該被遺忘,還應該遭到譴責,它掩蓋了一位女性作為 19 世紀重要政治家的成就,長達一世紀之久。因為這讓她後來的鬥爭顯得毫無意義,就像 Lytton Strachey 所堅持認為的那樣,她只是在譁然炫耀她本應提前取得的勝利。《新牛津國家傳記詞典》(Oxford Dictionary of National Biography)也並沒有彌補這一缺憾,只是將她描述為「軍隊醫學和護理組織的改革者」。在她的詞條中,甚至沒提到 William Farr 和 Edwin Chadwick,這兩位國家人物是她在衛生革命中的主要合作者。

一個人可以改變世界,但世界需要很長時間才知道去賞識。

原文連結:http://www.florence-nightingale-avenging-angel.co.uk/?p=462

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文/Hugh Small

翻譯/k.d.

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