畢理斯的蟲蟲危機
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劉仁沛｜
臺灣大學統計教學中心
切斯特‧依特能‧畢理斯（Chester Ittner Bliss, 1899 - 1979）是奠定現代毒物學基礎的統計人物。1925年，畢理斯自哥倫比亞大學獲得博士學位後，就以昆蟲學家的身分進入美國農業部。他的工作主要是發展新的殺蟲劑，和探討殺蟲劑劑量與殺蟲效果之間的關係。
首先他在田間進行殺蟲劑試驗，但發現田間試驗有許多無法控制的因子，導致試驗結果無法詮釋。為了減少和控制影響試驗的因子，他改變試驗場所，在室內實驗室進行殺蟲劑試驗，並根據費雪所寫《研究工作者的統計方法》的試驗設計進行。
他發現一個有趣的現象：無論施用多高劑量的殺蟲劑，試驗後還是有一些昆蟲活下來；另一方面，無論施用多微量的殺蟲劑或甚至不用殺蟲劑，最終還是有幾隻昆蟲死亡。至此他了解一些事實：無法決定或預測單一昆蟲對殺蟲劑的反應；在某一劑量，昆蟲死亡的數目可以用機率分布來描述；昆蟲死亡的機率和所使用殺蟲劑的劑量有關。但是費雪或學生氏及其他統計學者並未提出任何統計方法解決上述的問題。
畢理斯提出「機率單位分析」方法來描述殺蟲劑劑量和昆蟲死亡比例關係的公式，並提出「半致死劑量」（50％ lethal dose, LD50）的觀念，即造成目標昆蟲群體半數死亡的劑量。若比較兩種殺蟲劑，半致死劑量低的殺蟲劑毒性較高。現在LD50的觀念已應用在藥物療效上，如半療效劑量（50％ effective dose, ED50）是造成病人族群半數有效的藥物劑量；半抑制濃度（50％ inhibition concentration, IC50）是抑制一半病毒或細菌的濃度。畢理斯1934年把「機率單位分析」方法發表在頂尖的學術期刊《科學》（Science）上。
1933年，美國小羅斯福總統上任，當時正值經濟大恐慌，政府大砍預算並關閉不需要或表現不佳的政府機構。但竟然有農業研究人員不是在田間抓蟲，而是整天窩在實驗室裡養蟲，即使畢理斯有《科學》的論文和發明了原創的「機率單位分析」方法，他的實驗室仍然被迫關閉，而他也被開除了。當時美國經濟大蕭條，沒有人會聘用一位只懂得在實驗室裡養蟲的昆蟲學家。
失業又找不到工作的畢理斯想到了費雪，他寫信給費雪詢問能不能幫他找到一份工作。費雪告訴他，雖然沒有適合的工作機會，無法付他薪水，但可以提供他一些實驗設備繼續做研究。走投無路的畢理斯於是來到英國，他和費雪一家人住在一起，並和費雪合作，改善機率單位分析的方法。
在英國待了幾個月後，費雪幫畢理斯在前蘇聯的列寧格勒植物研究所（Leningrad Plant Institute）找到了一個工作。儘管畢理斯不會說半句俄語，但是在沒有其他選擇下，還是決定帶了一隻皮箱，隻身前往正值史達林開始整肅的前蘇聯的列寧格勒植物研究所。
他到任沒多久，當初聘請他來的人的老闆就被召回莫斯科，然後就再也沒有回來。一個月之後，聘他來的人也被召到莫斯科，接著當局就宣稱他在回程中「自殺」了。負責管理畢理斯隔壁實驗室的主管，在察覺到情勢不妙後，連夜潛逃出蘇聯。
至此，沒有任何人管理畢理斯的工作了，他可以隨心所欲地進行他想做的事。他實驗了不同殺蟲劑組合的效果，並利用機率單位分析方法估算LD 50。他在離研究室不遠處租了一間房子，只會說俄文的女房東和只會說英文的畢理斯，靠著手勢和誠心的微笑相處融洽。但是好景不長，他的友人告知，蘇聯當局認為他是美國間諜要抓他，因此他就立刻逃離了蘇聯。
回到美國後，畢理斯到大學任教，期間一直沒有機會回到俄國。直到1960年，國際間的冷戰氛圍下降，前蘇聯政府也放鬆了控制，畢理斯才有機會藉著國際統計研討會在列寧格勒開會的機會重返俄國。在開會的空檔，畢理斯去拜訪當時在俄國工作時的老朋友，但大部分的人都不在了，只有女房東還健在，他們相互擁抱致意，畢理斯用英文喃喃地獻上祝福，女房東則以俄語輕聲地回應。
人生無常，桑海滄田，現在小羅斯福總統、史達林和開除畢理斯的美國農業部官員都已化為塵土，但畢理斯的「機率單位分析」和「半致死劑量」仍然永存不變，繼續增進人類的福祉。
