生物安全模擬評估——一種管控未來生物威脅的有效手段

歷史上發生過的諸多事件啟示，生物安全威脅是病原微生物和人類文明發展等多個因素交織作用產生的復雜現象。簡單來說，病原體進化、生物高新技術活動在生物威脅形成過程中發揮了驅動作用，而人口增長、全球化、地緣政治和國際矛盾則起到了放大作用，且這些生物和文明因素都在一刻不停地持續變化著。復雜的交互作用和持續變化的特點提示，未來生物安全威脅具有深度不確定性的本質特點，無法預知何種樣式特征的生物安全威脅會在何時、何地出現，產生多大的直接危害和長遠影響。

生物安全威脅

在現代決策理論中，評估是決策的邏輯基礎，無論是倡導理性決策的期望效用理論，還是納入心理影響的前景理論，都需要以事件發生的可能性和后果作為科學評估的前提。未來生物威脅的深度不確定性要求我們必須積極主動地開展防御戰略評估，構筑一個具有高度適應性和彈性的防御能力體系，以防御尾部風險的發生。模擬實驗是開展生物安全戰略評估最科學、最可行的方法，它利用計算機模型來實現典型的生物威脅情景模擬，針對不同策略下的危害發展路徑進行“反事實”模擬分析，從而支撐宏觀層面的政策評估需求。

新冠疫情全球大流行造成的健康、社會和經濟危害效應為我們重新認識生物安全問題提供了新的視角。主動的戰略設計、規劃和能力建設是未來應對這種不確定性威脅的必然選擇。數學和計算模型作為一種抽象生物危害演變過程的工具，是連接生物學、流行病學、人群行為、社會經濟和防控政策多個因素復雜作用過程的橋梁，已被廣泛應用于傳染病流行趨勢預測、危害效應評估、干預措施優化等問題的研究，尤其是在大數據和人工智能時代，相關基礎數據的采集渠道越來越廣，模型算法的效率越來越高，使得模型的可信度和準確性不斷提升，因此，數學建模和計算機模擬的方式極大地吸引了不同領域專家學者和相關管理人員的興趣。

生物安全模擬評估需要聚焦一定的威脅情景，無法做到面面俱到。情景想定是一種針對不確定問題進行系統分析的思維模型，它依據于清晰明確的假設，以情節敘述的形式對目標系統的未來狀態進行描述，每個情景想定代表未來某種威脅中清晰的、合乎邏輯的場景，被廣泛應用于演練、分析、建模、規劃等領域。生物威脅情景想定在模擬評估中的價值在于，其通過厘清一些大致的框架脈絡，為未來生物威脅規劃一個大致的范圍，把不確定性空間縮小到可以理解和區分特征的范疇，從而作為模擬評估的對象和出發點。

參考美國國土安全部和WMD 研究中心生物威脅情景想定中的危機類情景，我們定義兩類極端的生物威脅情景為代表性的威脅，也是本書（《生物安全模擬評估》）模擬評估模型和算法主要的研究對象，即傳染病人間大流行威脅情景和生物劑氣溶膠擴散威脅情景，如表所示。

表 模擬評估的兩類極端威脅情景

兩類極端威脅情景僅僅代表目前對國家安全最具威脅的生物威脅樣式，以它們為代表開展模擬評估是基于“料敵從寬”的基本思想，也是為了使模擬評估的范圍、對象、方法都更聚焦，這也是目前國際上針對生物安全開展模擬評估和應用的兩條主要路徑，并不是說其他威脅情景就不重要。

生物安全模擬評估以威脅評估、危害評估和能力評估為核心。威脅評估產生威脅情景的具體想定，危害評估是針對具體威脅情景可能產生的直接和間接負面影響的評估，而能力評估主要是針對減少危害影響的資源需求、方案優化和綜合能力水平的評估。

驅動力分析的結構化思維過程

生物安全危害效應傳導過程

生物安全是新興領域國家安全的重要組成，從風險管控的角度應該如何認識、研究和調控它以規避重大風險是相關專業人員的認知興趣所在。因此，厘清生物安全復雜系統的特征、組成、結構和功能，認識模擬評估作為一種生物安全復雜系統管控工程手段的必要性和主要評估內容，了解不同類型評估模型的邊界假設、可以發揮的作用、構建方法以及模型的局限性和適用范圍等，對于不同學科專業相關人員更好地應用模擬評估方法應對未來生物安全威脅具有重要的意義。《生物安全模擬評估》一書的主要目的是為生物安全相關從業人員提供一種管控未來生物威脅的新視角、新方法和多學科知識集成的新技術。

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生物安全模擬評估購買

祖正虎等編著

北京: 科學出版社;

濟南: 山東科學技術出版社, 2026. 3

(生物安全風險防控與治理研究叢書)

ISBN 978-7-03-083743-1

全書由三個部分組成：第一章至第三章著重闡述生物安全模擬評估的基本理論；第四章至第七章主要介紹模型構建的基本過程及對數據和技術的要求；第八章側重從應用的角度討論數據模型的集成方法、手段和可能的應用模式。本書是集理論、技術和應用于一體的、研究生物安全戰略管理問題的方法體系。鑒于生物安全問題的多學科跨領域屬性，以及編寫人員本身的知識局限性，書中內容定存在不足或不當之處，敬請廣大讀者包涵，并期望本書能為每一位有興趣的讀者帶來一點點啟發或思考。

本文摘編自《生物安全模擬評估》（祖正虎等編著. 北京: 科學出版社; 濟南: 山東科學技術出版社, 2026. 3）一書“前言”“第一章 生物安全模擬評估概論”，有刪減修改，標題為編者所加。

(生物安全風險防控與治理研究叢書).

ISBN 978-7-03-083743-1

責任編輯：王 靜 羅 靜 劉 晶 陳 昕 李 揚

本書在闡述生物安全威脅的基礎上，圍繞如何從系統整體視角看待生物安全問題和管控生物危害，論述模擬評估作為一種多學科交叉方法在生物安全戰略管理中的作用，介紹主要評估內容、評估方法、數據模型和計算模型構建的基本理論與一般過程，并重點針對四個主要應用方向的模型構建、模型校核與驗證、國內外進展概況進行系統闡述，最后結合實際應用需求，提出了數據、算法、模型的主要集成應用模式，是國內生物安全模擬評估領域第一本集觀點、理論、方法、應用于一體的專著。

本書可作為生物學、醫學、公共安全、管理學、軍事學、信息科學等相關專業有志于從事生物安全風險評估定量化研究工作的研究生和研究人員的學習用書，亦可供從事生物安全戰略規劃、戰略管理的專業人員參考使用。

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（本文編輯：劉四旦）

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