切斯特‧畢理斯 Chester Ittner Bliss (1899 ~ 1979)

在生物及毒物學中,「半致死劑量(50% lethal dose,常簡寫為LD-50)」是大家耳熟能詳的名詞,意思是某藥劑的施用量,若達到半致死劑量就會造成目標生物群體中半數死亡。半致死劑量的觀念就是由C.I. Bliss所提出,為了估計半致死劑量,他發展出原創性的「機率單位分析(Probit analysis)」方法,他的這項發明對近代藥物學及毒物學的發展有深遠的影響。

C.I. Bliss原是一位昆蟲學家,在大學畢業後進入美國農業部做殺蟲劑的研究,期間友人曾介紹他一本費雪所寫的「研究工作者的統計方法」,以此書為契機,不僅啟發他對實驗設計的興趣。為了想進一步了解書中統計方法背後的數學理論,他繼續研讀其他費雪所寫的數學論文,並根據費雪書中的方法著手進行殺蟲劑實驗。過程中,他發現一個有趣的現象:無論施用多高劑量的殺蟲劑,試驗後還是會有一些昆蟲活下來。另一方面,無論施用多少量的殺蟲劑,最終還是會有幾隻昆蟲死亡。根據這種變動的特性,他認為利用像皮爾生所提出的統計分布,來描述殺蟲劑的效果,將會是一個很好的解決辦法,但問題是如何建構出合適的統計模型呢? C.I. Bliss因此提出了「機率單位分析(Probit analysis)」方法來解決這個問題。使用機率單位(Probit)這個字的原因是:藉由他的公式,可以連結 “施藥劑量” 與 “昆蟲在此施藥劑藥量下死亡的機率” 兩者之間的關係,而這公式中的一個重要參數就是「半致死劑量(LD-50)」。就像在實際情形中,我們無法得知在某固定的施藥劑量下,一隻蟲子會死亡的機率,但透過估計半致死劑量,我們可以知道多少的施藥劑量,會造成一群昆蟲中大約一半的數目死亡。

在1933年,C. I. Bliss的研究工作及殺蟲劑實驗被迫終止,當時的農業部官員發現,竟然有農業研究人員不是在田間工作,而是整天窩在實驗室裡養蟲,因此C. I. Bliss的實驗室就被迫關閉,而他也被解雇了。當時正值美國經濟大蕭條時期,即使他發明了重要的統計方法,卻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C. I. Bliss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C. I. Bliss 還是來到英國,他與費雪一家人住在一起,並與費雪合作,改善機率單位分析的方法。在英國待了幾個月後,費雪幫C. I. Bliss找到了一個工作 - 前蘇聯的列寧格勒植物研究所。儘管C. I. Bliss不會說半句俄語,但是在沒有其選擇機會下,還是決定隻身前往正值史達林統治下的前蘇聯工作。

C. I. Bliss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過了。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C. I. Bliss隔壁實驗室的主管,在察覺到情勢不妙後,連夜潛逃出前蘇聯。至此,沒有任何人可以管理C. I. Bliss的工作了,他可以隨心所欲的進行他想做的事。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與只會說英文的C. I. Bliss,靠著手勢及誠心的微笑相處融洽。

當時,C. I. Bliss認識了一位從美國來的年輕女孩,一位對共產主義充滿理想與憧憬並輟學到俄國參加“偉大的共產主義實驗”的女學生,他們倆很快的成為好朋友,她常常幫助永遠學不會第二語言的C. I. Bliss購物或逛街。女孩加入當地的共產黨,共產黨對C. I. Bliss在俄國得一切動靜皆瞭若指掌。黨內有少數人懷疑C. I. Bliss是間諜,雖然女孩反駁說C. I. Bliss只不過是個只關心自己實驗的單純科學家,那些黨員還是不相信。這些指控傳到了莫斯科,當局就指派了一個委員會來調查這件事。委員會進行不久就結束了(詳細情形,有興趣的同學可參考The lady tasting tea),會議結論是C. I. Bliss不是間諜,他太過於坦率,一眼就能讓人看穿了。在接下來的幾個月,他繼續他的研究工作,直到某一天下午,他的女朋友突然衝入他的實驗室,告訴他要立刻離開,雖然C. I. Bliss抗議說他的實驗還沒完成,還沒寫下實驗記錄,他女朋友卻把他推離書桌並幫他拿上外套,要他一刻也不能耽擱的離開前蘇聯。

回到美國後,C. I. Bliss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,C. I. Bliss才有機會藉著國際統計研所在列寧格勒開會的機會,重返俄國。在開會的空檔,C. I. Bliss去拜訪當時在俄國工作時的老朋友,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,C. I. Bliss用英文喃喃地獻上祝福,女房東則以俄語輕聲地回應。