流行犯罪现场调查：科学如何征服电视

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安迪·布莱克不设闹钟。他的脑子里充满了数学，太阳在帕萨迪纳升起之前就把他叫醒了。他不顾自己六天来的红胡子，开着一辆 2003 年的 Acura 去上班，这辆车从内到外看起来都是崭新的。开车到他工作的宽敞学术办公室只需很短的车程。大楼里还没有其他人，这对布莱克来说正合心意；等到办公室挤满了人，人们就会不停地用数学问题烦他。他马上开始工作，大步走到黑板前，用粉笔快速地写出一长串套利方程式。数学很完美。

32 岁的布莱克比他的同事年轻，但他们依赖他的数学能力。关于联合分析、orbifold 超对称或 Dijkstra 算法的问题？安迪是他们的专家。他的黑板方程的精确性决定了他们的声誉。也许他们的工作也取决于他的精确性。

但问题是：布莱克并不真正理解这些方程式。他只是从纸上抄下那些曲线。办公室呢？它在摄影棚里；黑板是布景的一部分。布莱克的同事是《数字追缉令》的编剧，这是一部电视剧，讲述了一位天才利用数学帮助他当 FBI 特工的弟弟破案的故事。布莱克是编剧组的研究员。 《数字追缉令》现已进入第三季，每周五晚 10 点在哥伦比亚广播公司 (CBS) 播出。每周有 1100 万人收看该剧，这样的观众人数足以让该剧在其时段内稳居榜首，甚至超过今年搬进该街区的《法律与秩序》 。

就在过去的几个赛季里，
科幻剧模式充斥黄金时段，比如法医侦探三驾马车《犯罪现场调查》、医学厌世剧集《豪斯医生》、恐怖科技大片《24小时》、法医人类学剧集《识骨寻踪》等等。大多数剧集的观众人数甚至比《数字追凶》还要多。对于制片厂来说，科学与戏剧的结合已经取得了显著成果。

然而，科学和戏剧是一对紧张的伙伴。热烈的情感会激怒冷静的约束。无限的可能性会混淆精确性。如果不加以控制，大多数作家都会肆意牺牲科学的准确性来换取戏剧性的热度。然而，与直觉相反的是，对于一部被嘲笑为“电视”的中长剧来说，准确性似乎对观众来说很重要，以至于节目聘请了研究人员，他们的全部工作就是帮助保持科学的真实性。就像好的婚姻顾问一样，他们倾听故事的戏剧性需求，探索事实科学，并努力寻找共同点。事实证明，一个留着胡须却开着一辆没有破损汽车的男人——将混乱的创造力与严格的纪律融为一体——是这份工作的完美人选。

ER + CSI = $$$$

本季，仅四大电视网就有至少 15 部成功的黄金时段电视剧，其中科学、医学或技术扮演了决定性角色。这是史无前例的。在 20 世纪 90 年代的 10 季中，各大电视网仅推出了 10 部以科学为基础的电视剧。

如果你对这次疫情进行流行病学调查，寻找零号病人，你会发现自己身处 1994 年的医院病房，当时《急诊室的故事》首次亮相。NBC 以前周四必看节目的主持人已经播出了很长时间，它的惯例也变得如此普遍，以至于很容易忘记它首次播出时有多么具有开创性。

尼尔·贝尔在哈佛大学获得医学学位后为《急诊室的故事》撰稿，他解释说，从最基本的层面上讲， 《急诊室的故事》将医疗剧的焦点从患者转移到了医生身上。但这在实践中意味着，剧中角色使用地道的（而且往往是难以理解的专业术语）行话，并花费大量时间详细描述诊断和治疗的细节。令人惊讶的是，观众对此很感兴趣。“观众喜欢被带到一个他们从未去过的地方，”贝尔说。“ 《急诊室的故事》中的文化细节非常有味道，也很新鲜。”（乔治·克鲁尼的大量出演大概也没什么坏处。）与当时的标准不同，
电视制作实践，详细信息由一群真正的医生编写的写作人员提供，首先是已退休的医学博士迈克尔·克莱顿 (Michael Crichton)。

《急诊室的故事》向我们展示了如何利用观众的智力，将准确而晦涩的科学和技术术语塞进一部程序剧中，并大获成功。随后，在 2000 年发生的一件事似乎让电视制片人相信他们不仅可以做这样的事情，而且必须这样做。 《犯罪现场调查》出现了。在大多数警匪剧中，法医都会突然出现，对死者讲一个黑色笑话，然后离开，他的实验基本都在屏幕外进行。《犯罪现场调查》把实验室工作放在了前面，并成为了一部当之无愧的冠军大片。它的成功（如今观众人数超过 2000 万）在科学界掀起了巨大的波澜。 《犯罪现场调查》催生了迈阿密和纽约的克隆版，其他电视剧也立即开始提升它们的科学实力。贝尔现在主持的《法律与秩序：特殊受害者》将心理学家和验尸官角色从边缘人物中提炼出来，并让他们成为每一集的中心人物。

制作了《数字追凶》和《犯罪现场调查》的哥伦比亚广播公司派拉蒙电视网总裁戴维·斯塔普夫说，六季过后，科学几乎完全从绊脚石变成了卖点。“我们整天听到这样的推销，十年前我会说，‘这够性感吗？’那时候，穿着白大褂的人看起来并不有趣。”现在，黄金时段的性感偶像更有可能穿白大褂而不是泳衣。

今年秋天，雷·利奥塔主演的新版窃贼秀《史密斯》在播出三集后停播，随后 CBS 用《3lbs》取而代之，这是一部关于神经外科医生（由斯坦利·图齐饰演）的系列剧。 《3lbs》的创作者彼得·奥科满怀激情地谈到科学对其节目吸引力的重要性：“我们在测试中发现， CSI改变了观众群体。人们的科学素养越来越高，他们希望在看电视时学到一些东西。他们会说，‘嘿，这是一部关于脑部的节目！我很想学习如何成为一名脑外科医生。’”为了确保我们学到的内容准确无误，奥科聘请了两名全职研究人员，并在片场安排了一名神经外科医生顾问。

这引出了一个显而易见的问题：为什么要费心？在所有观看《3lbs》的观众中，绝大多数人对脑部手术一无所知。今年秋天，在几十次采访中，我向电视老手提出了“为什么要费心”的问题，他们的回答都围绕着一个类似的主题。正如《豪斯医生》的制片人大卫·肖尔所说：“如果科学是错误的，我们就会失去所有的信誉，我们就没有节目了。”

尼尔·贝尔指出，布景墙很薄，如果摄像机以某种方式捕捉到布景的薄边或露出背面裸露的胶合板，观众将不再怀疑。单薄的科普写作也是如此。好莱坞电视编剧称赞美国公众嗅觉灵敏，能嗅出胡说八道。因此，科学也必须看起来和听起来真实。“你不想给他们这样的台词，‘通量调制器出现异常’，”《识骨寻踪》的创作者哈特·汉森说。

但我们要明确一点：电视剧追求的不是纪录片式的准确性。它们追求的是逼真度。科学纪录片力求完全准确，但其收视率却只有黄金时段电视剧的一小部分。这些电视剧之所以能吸引广大观众，最重要的是因为它们讲述了引人入胜的故事。

因此，布莱克不会像记者那样将现实世界的数学知识强加给《数字追凶》的编剧，让他们打字。相反，编剧们——他们被雇佣来发挥他们的创造力——决定在哪些方面需要数学知识来写故事。这使得布莱克的工作在某些方面比他模拟结果的数学家的工作更难。他必须对数学进行逆向工程以满足故事的需要，同时保持逼真度的可信度。

在大帐篷上用灯光来装饰——好莱坞所有事物的顺序是：故事第一，故事第一，故事第一。这在所有科学节目中都是如此，即使是《豪斯医生》，医学谜团在其中占据了重要地位。编剧通常从人物或情感弧线开始。然后他们寻找一种好的疾病。要找到像拼图一样适合故事的科学片段，可能需要进行广泛的研究。有时你必须把它塞进去。

因此，尽管有安迪·布莱克等研究人员和《医学博士》的编剧们付出了巨大的努力，尽管制片人也坚持科学要准确——我相信这是真诚的坚持——“科学准确性”在电视剧中仍然是一个千变万化的术语。有些东西被捏造，很多东西被缩短。但有时他们却一针见血。

数学 + 性感 = !!!!

在《数字追凶》的每一集中，天才数学家查理·埃佩斯（大卫·克鲁霍兹饰）都会帮助他的 FBI 特工兄弟唐（罗伯·莫洛饰）抓捕罪犯。通常，罪犯都是即将再次作案的连环抢劫犯、强奸犯或杀人犯。陷入僵局的唐问查理是否有数学解决方案。由于这是连续剧，查理总是有。他用方程式填满他的白板（安迪·布莱克在摄像机开始前手拿粉笔上场）。最后，布莱克说，“罪犯被查理束缚住了，因为数学具有说服力和决定性。”

夫妻档 Cheryl Heuton 和 Nick Falacci 在销售电影剧本多年后创作了《数字追凶》。Heuton 说：“我知道这个剧本能成功是在 2002 年夏天，当时我们在毛伊岛度假。我当时正在阅读 Michael Frayn 的戏剧《哥本哈根》，我发现这部剧既严谨又感人。我想，如果 Frayn 能让半个多世纪前两位物理学家之间的对话如此震撼，那么我们肯定也能在商业性更强的电视破案世界里，制作一部以数学家为主角的引人入胜的电视剧。”

从节目构思开始，他们就希望查理使用真正的数学。在试播节目中，他根据连环强奸犯作案的地理模式，编写方程式，锁定他的住所。这种被称为“地理定位”的技术是由德克萨斯州立大学教授金·罗斯莫开发的现实世界技术。为了描述地理定位，查理使用了草坪洒水器的比喻。他解释说，如果你知道洒水器上的几滴水落在哪里，你就可以编写方程式来显示洒水器的位置。所以，如果你知道强奸犯在哪里作案，你最终就可以确定他住在哪里。当查理说话时，方程式以潦草的笔迹出现在屏幕边缘，在主画面中，观众可以看到一个真正的草坪洒水器。慢动作的水滴在空中划出弧线，当它们落地时，它们变成了地图上的斑点。最后，我们回到洒水器，它已经成为凶手的家。这是该剧集创作者称之为“观众愿景”的第一个例子，而且非常酷。但拜托。数学讲座？在黄金时段的电视节目上？

即使在《犯罪现场调查》之后的好莱坞，这个想法似乎也有些过了。CBS 高管担心观众会回想起高中三角学并逃跑；他们敦促编剧尽量减少数学。幸运的是，一个焦点小组预览了试播集并批准了这一概念。“当查理开始谈论数学时，分数表就上升了很多，”Heuton 回忆道。“但在犯罪场景中，他们又回到了‘呃，我以前看过这个’。”在之后的讨论会上，观众同意他们会再次观看该节目。当被问及原因时，一致的回答是“为了数学。”

剩下的就是每周用真正的数学填满观众的视野这一棘手的挑战。加州理工学院的数学家加里·洛登被聘为顾问，但由于全职学术工作，他无法照顾到一切。休顿利用好莱坞研究员网络，找到了布莱克，当时布莱克正在为一部关于法医的电视剧《穿越乔丹》做跑腿工作。

“第一周我害怕得要死。我只在大学学过微分方程，”布莱克说。 《数字追凶》聘请了 10 名编剧，每人每季写两到三个剧本。（布莱克虽然不是编剧，但也会写一个剧本。）在任何时候，一些编剧都在写大纲，其他编剧则在“写剧本”。一位编剧正在拍摄他那一集，两到三位编剧正在进行后期制作。布莱克必须在每个阶段帮助他们所有人。

他聘请了 Wolfram Research 的四名数学顾问，该公司是数学和技术计算的标准专业软件 Mathematica 的创造者，而 Black 每天花几个小时阅读数学书籍、杂志和网站。他采访了数十位数学家。两年后，他可以就大多数数学主题发表有见地的言论。当他不能时，通常只需打个电话就能得到答案。

50 集 x 新奇事物 = 天才成为超级英雄

9 月底， 《数字追凶》的编剧唐·麦吉尔 (Don McGill) 概述了将于 12 月 15 日播出的“杀手聊天”一集。在这一集中，唐和查理追捕了一名杀害男性受害者的连环杀手。布莱克听了麦吉尔精心策划的情节，并提供了查理可以使用的几个数学应用。

首先是多属性组合模型，这是一套方程式，可以对复杂现象进行数字描述。该方程式最初在 20 世纪 50 年代的数学心理学中被开发出来，用于制作人格档案，1971 年，沃顿商学院教授保罗·格林 (Paul Green) 扩展了该方程式的实用性，将其用于分析金融市场。布莱克建议在这样一个场景中使用这个方程式：麦吉尔希望查理研究一组犯罪现场；它们都是待售的空房子，但联邦调查局找不到进一步的共同点。也许查理可以分析这些数字，发现一种模式，从而揭示出凶手的本性。

此时，麦吉尔清楚地知道他想让查理做什么，而布莱克只是模糊地认为他提出的数学应用可能会奏效。这只是麦吉尔写作时的占位符。如果布莱克给出过于具体的规定，他会限制麦吉尔的创造力（再次强调：故事第一）。剧本完成后，布莱克将其发送给他的数学顾问，他们会建议对查理的方法进行修改，并为黑板和观众视觉图形提供适当的方程式。

节目对数学的使用有几条规定。首先，查理不会重复使用同一种工具。（主成分分析法可能更适合分析房屋，但去年他们就使用了。）这意味着，在 50 集之后，查理拥有了一个非常大的工具箱——比任何一位现实世界的数学家都要大得多。“大多数在职数学家的关注点都很狭窄，”法拉奇说。在节目早期，数学顾问指出，如果查理每周请一两位专家来解决问题会更现实。但在电视上，观众喜欢让剧中的问题由英雄来解决，而不是由他们再也见不到的临时演员来解决。“查理必须像超级英雄一样拥有广博的知识，”法拉奇说。

作为超级英雄，查理经常会运用为解决与他面临的问题不同的问题而开发的数学知识。多属性组合建模不适用于房屋。休顿说，查理必须即兴发挥，因为没有足够多经过验证的破案数学应用来涵盖该剧的所有剧集。她认为，这种即兴发挥符合数学的精神。“数学只是一门语言——一种基本的、通用的语言——如果你足够聪明，你可以用它做任何事情。”

在该集的后半部分，查理发现所有发生谋杀案的房子都位于“热点地区”，根据《梅根法案》的犯罪分子被禁止进入这些地区，靠近学校和操场。这一发现进一步证实了联邦调查局特工的怀疑，即连环杀手的动机是为了惩罚虐待儿童的人（他们无法证实这一怀疑，因为所有受害者都没有成年后的犯罪记录）。布莱克说，查理在这里使用的数学实际上是地理分析，但由于违反了不重复的规则，他们在节目中没有称之为地理分析。

地理画像也有批评者。仅凭少数犯罪的数据集，很难得出统计上有力的结论。数学家也对Numb3rs提出了同样的批评。Charlie 经常使用少量数据得出精确的结论。
一个相关的手法是时间压缩：查理在短时间内解决了大问题。在《犯罪现场调查》中，测试结果在几小时内就能出来；而在现实生活中，测试结果可能要花几周时间。“我们为此受到了很多指责，”《犯罪现场调查》的执行制片人纳伦·尚卡尔 (Naren Shankar) 说，他可能是唯一一位拥有应用物理学博士学位的电视剧编剧。（尚卡尔在好莱坞的第一份工作是担任《星际迷航：下一代》的科学研究员。）

“如果你想嘲笑我们，那就嘲笑吧，”《识骨寻踪》的创作者哈特·汉森说。“在电视上，我们将 10 个步骤压缩为 1 个步骤。”为了保持戏剧吸引力，编剧必须将故事提炼为最重要的事件。在现实生活中，律师会坐下来默默地读几个小时的书。大多数警察要么整天打电话，要么开车兜风。婚姻可以持续数年，而不会发生太多戏剧性事件。但现实生活中的平凡细节并不能成为好的电视剧。

好莱坞 + 数学 = 翻白眼的专家

在《杀手聊天》中，FBI 发现凶手在网络聊天室中假扮未成年人，引诱受害者到空房子里。为了掩盖行踪，他采用了“洋葱路由”，这是一种复杂的现实世界黑客技术，使用随机选择的服务器来掩盖路由信息。此时，麦吉尔想让查理使用“拖网算法”，即一种加密网络来捕捉凶手的真实网络身份。Wolfram 顾问埃里克·韦斯坦说，这个想法没有数学基础。它直接来自作者的想象。尽管数学是真实的，但这一反对意见只引起了布莱克的轻微恐慌。他已经开始与加州理工学院计算机科学教授史蒂文·洛进行长达数周的交谈，后者正在帮助他提出数学问题，布莱克说，这“可能合理地”作为麦吉尔的拖网算法。

尽管布莱克首先寻找的是真正可行的数学方法，但有时他必须创造尽可能可行的数学解决方案。这种才能使他成为不可或缺的人才。好莱坞研究人员最有价值的是让科学为任何故事服务。布莱克有时会弄虚作假，这并不奇怪。

在 2005 年播出前几集后，斯坦福大学数学教授基思·德夫林 (Keith Devlin) 为美国数学协会撰写了一篇专栏文章，题为“数字追凶者数学计算正确”。当然，也有不正确的时候。“有些剧集中的数学完全是无端的和虚假的，”德夫林说。在帮助追踪一名逃犯穿越山脉时，查理使用 18 世纪数学家莱昂哈德·欧拉 (Leonhard Euler) 的经典柯尼斯堡桥问题（证明了不可能只使用每座桥一次绕行德国城市）“作为灵感”来使用他使用的方程式。数学家们集体翻了个白眼。

不过，数学界普遍对这部剧赞不绝口。该剧集因推动公众对科学的理解而荣获 2006 年卡尔·萨根奖。安迪·布莱克每周都会打印一份关于该集数学内容的备忘录，并将其发送给德州仪器全国数学教师委员会合作伙伴，该委员会为教师在课堂上教授该剧集数学内容创建学习指南。

看完这部剧，很明显布莱克很擅长他的工作。在麦吉尔那一集的结尾，联邦调查局特工无法确定杀手聊天室头像背后的身份，但他们有一组已确定的嫌疑人的聊天记录。布莱克建议查理为杀手的句法怪癖建立一个数学模型；例如，他总是拼错“receive”，把“enough”打成“nuff”。查理给这些怪癖分配数值，就能在已知的嫌疑人中找到匹配的嫌疑人。这是真正的数学：计算语言分析，有时用于验证打字自杀遗书的作者身份。韦斯坦说，查理运用得恰到好处。

从此，剧情进入了戏剧性的结局。联邦调查局在查理的数学和枪支的帮助下，在她再次杀人之前抓住了凶手（剧透：凶手是个女人）。

动乱/电视=科学迷恋

种种迹象表明，下一季将超过这一季，成为有史以来收视率最高的科学节目。哥伦比亚广播公司派拉蒙电视网总裁戴维·斯塔普夫正在制作一部关于美国疾病控制与预防中心病毒猎人的系列剧。NBC 于 10 月从《法律与秩序：特殊受害者》的尼尔·贝尔手中购买了一部新的医院剧。观众们夜以继日地要求观看科学讲座，这一切都引发了一个问题：为什么我们不对此感到厌烦？

回到电视盛行的时代，在冷战核僵局期间，大获成功的《阴阳魔界》将科学家描绘成心怀恶意的人。在 20 世纪 90 年代，随着经济的蓬勃发展， 《五人派对》和《飞越情海》等人际关系剧成为时代潮流。在 9/11 事件之后， 《犯罪现场调查》等电视剧的确定性和厌世自信才具有吸引力。3lbs 的 Ocko 表示：“世界上有太多的动荡，人们对恐怖主义、经济和政治感到不安。科学提出了一条出路。这是一种安慰。”