我们真的可以预测未来吗?——《超预测》

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1687年,英国人艾萨克•牛顿出版了《自然哲学的数学原理》,在这本书里,他系统地介绍了著名的运动三定律和万有引力定律,伟大的牛顿仅仅用几个公式就将宏观世界的运动规律讲清楚了。这本书具有划时代的意义,它奠定了现代科学发展的基础,开启了此后三百多年世界突飞猛进的大幕。

古希腊哲学家毕达哥拉斯曾说,万物皆数。从牛顿开始,人类欣喜地发现,我们所处的神秘莫测的世界,原来都是有规律的。人类对世界的认识驶进了一条快车道,此后,科学的发展再也停不下来。焦耳用一个公式就说清楚了能量守恒的原理,麦克斯韦用几个公式就描述清楚了电磁的原理.....一代又一代的人类精英就像火车头,他们带领人类社会这列火车向未来疾驰而去。

科学家们有理由相信,所有的进步最终会导向一个结果:可预测性。在他们看来,现实就像钟表,虽然庞大、复杂、令人敬畏,但仍然只是一块钟表。科学家越了解它的内部结构,例如齿轮怎么啮合,钟锤和弹簧如何工作,他们就越能通过确定的方程把握它的运行规律,预测它的走向。

不确定的世界

在科技突飞猛进的同时,牛顿之后的三百多年,世界格局也发生了巨大的变化。

英国依靠此后的蒸汽革命成为了实实在在的日不落帝国;1776年在哥伦布发现的新大陆上诞生了一个新的国家美利坚合众国;大概100年后,普鲁士在俾斯麦的领导下成功的统一了德国;进入二十世纪,短短的三十年内爆发了两次世界大战,6000万人死于战争;在此期间诞生了世界上第一个社会主义国家苏联,战后美苏争霸主导世界格局将近半个世纪;1989年强大的苏联分崩离析,落后封闭的中国开启了快速增长模式;2016年,一个满嘴跑火车的商人在众目睽睽之下,登上美国总统的宝座,未来走向扑朔迷离....

我想,即使是最富想象力的戏剧家,也写不出如此精彩纷呈的世事变化。自有文字以来,人类就希望通过研究过去、总结历史,给我们的未来找到方向。然而,毫不客气的说,历史除了记录了点过去,它最大的价值就是给我们的娱乐业提供了无限的素材。至于“鉴前世之兴衰、考当今之得失”只体现在后见之明的历史研究里,从来都没有真的发挥什么作用。

但因为对未知的神往、对不确定的恐惧,人类一直在寻找所谓的规律,一直希望拥有预测未来的力量。在物质的世界里,我们似乎所向披靡、自信满满的时候,却失望地发现,在人的世界里我们了解的太少。我们常常会说“历史的进程”,这种表述暗示了“规律和方向”,我们认为不同于“闲逛”和“散步”的随机性,它是也可以预测的。但事实上,重大的历史事件是由“随机”决定的,而这种“随机”正是来源于人自身的存在。

1720年,那个发现运动定律的天才牛顿,在先是抛售之后大赚一笔,然后又抵御不了诱惑加入杠杆重新买入南海公司的股票之后,将差不多10年的工资赔光了。即使是能够计算出物理世界运动规律,牛顿也不得不无奈地说:

我能算出天体运行的轨迹,但算不出人类的疯狂。

也许我们知道的越多,才越明白我们掌握的太少。20世纪初,物理学的发展就已经深入到量子的领域。彼时的物理学家就惊异地发现,在微观世界里利用规律寻找确定性的路不对。量子物理的一个著名结论就是:测不准。因为,当你去测量粒子的时候,测量这个行为本身,甚至你看一眼都对它造成了影响。这就如同掷骰子,你根本无法预测每次掷出来的结果是多少。

我们的世界真的就是随机的,而人类就只能坐等一切发生吗?这真是一个困扰了人类几千年的问题。远古时期,氏族部落里就有巫师的存在,他们的一个重要职责就是占卜未来;后来,我们有了诸神、有了上帝和佛祖,我们也总是祈求神灵能给我们一点点启示;现在我们有了各类专家,他们提供各种模型、各种前瞻,各种趋势,我们无一例外希望得到关乎未来的指导。

当今科学家的知识远远多于百年前的同行们,拥有的数据处理能力也是他们无法想象的,可是对完美的可预测性的前景的信心却小得多。我们发现,不仅人的世界难以预测,就连客观世界也似乎在有意打破我们的自信。我们无法准确的预测粒子的走向,竟然是因为我们自身的存在。真是可笑,人类总是希望预测未来,总是试图找到确定性,但恰恰是人类自身的存在导致了一切变得“不确定”。

超级预测

我们到底能不能预测未来?

2011年,美国国家情报局下属的情报高级研究计划局邀请了五个顶尖研究者领导的科学家团队,对各类时政问题,包括金价是否下跌、朝鲜半岛是否会爆发战争、日本首相是否会参拜靖国神社等,进行预测。2011年9月到2015年6月期间,按照国家情报局要求,所有团队在美国东部标准时间每天上午9点提交预测。

菲利普•泰洛克也受邀参加了这个计划,第一年有2000人参与到他的项目,随后四年,上万人参与其中。整个预测项目下来,菲利普这个全部由业余人员组成的预测团队,在五个团队中大获全胜,他们不仅击败了包括密歇根大学和麻省理工大学的学院团队,也战胜了可以接触到机密数据的专业情报分析师。

随后,菲利普•泰洛克基于这个项目,出版了专著《超预测––预见未来的艺术和科学》。在这本书里,他告诉我们虽然对于未来走向无法预知,但我们可以做到一定程度的预测。真正的超级预测家既没有天赋异禀的智商,也没有通往未来的灵异能力,他们洞察未来靠的是建立预测的思维方式和应用正确的思考方法,以及克服认知偏见、不断调整、不断实践的自我挑战。

概率思维

20世纪20年代是物理学群星闪耀的年代。一群才华横溢的年轻人,在量子力学的世界里狂奔。因为他们发现的世界太过离奇,搞得其中的重要一员爱因斯坦也有点不敢相信。

因为不认同海森堡(Werner Heisenberg)提出的量子力学的Uncertainty Principle(不确定性原理),爱因斯坦反驳说,

God doesn't play dice with the world!

他的意思是,一是一、二是二,上帝可不是赌徒,不玩骰子。后来,量子物理的发展证明,聪明的爱因斯坦,这一次好像错了。在客观的物理世界,不确定性是确确实实存在的。

“不确定”是什么意思?有人将它称为“不可测”,这其实并不准确。它的真正含义是“随机性”。它们有什么区别吗?当然有,"不可测“基本上判定了我们人类无法有所作为,而”随机性“却说明我们还是可以认识它的,因为我们有个工具叫”概率“。

有一些拥有超出常人数倍预测能力的人,他们没有特异功能,也并不通神灵,他们就是知道如何利用各种相关信息,作出概率判断的人。超级预测家们之所以拥有优异的预测能力,首先在于他们远离宿命的世界观、摆脱了直觉判断的混沌,在于他们建立了科学判断的思维。

用概率思维来看待世界,这是一个全新的观察世界的视角。我问同事,你信不信命?他不知如何回答,这是一个非常混沌的问题。大部分人可能都没仔细想过,或者说想不清楚。他最后说,他信,但并不是说一切就听天由命了,他仍知道事在人为的道理,过去的是命,未来的还得靠自己。这个回答可以说代表了相当一部分人的想法,只说明了一个问题,想不清楚,只能这么说。

说信吧,难免陷入宿命论的思维,说不信吧,确实有很多事情你无法解释。不过呢,有了概率思维,这个问题一下变得简单起来。其实没有什么命啦,一切都是概率。你人生的轨迹之所以像现在这样,在于许多关键点你做出的选择。有太多节点,若你采取了另外一个选择,你的人生完全不同。每一次都有不同的选择,但你做了过去的种种选择,就是各种概率相乘的结果。

从个体再推广至家庭、集体,社会、国家,乃至宇宙这个终极问题都可以用概率来解释。我们现在所处的宇宙源于大概138亿年前的大爆炸,距今46亿年前后有了太阳,而后有了地球,距今42亿年左右地球出现了生命,250万年前猿类开始向类人猿演化,200万年前远古人类离开非洲向其他大陆迈进,大概10万年前现代人类的祖先智人从东非出走,灭掉地球上的其他人类,从此称霸地球。

我们都知道失之毫厘、谬以千里。在宇宙大爆炸的模型中,最初的参数如有偏差,那就是谬以千光年了。我们觉得那么精确、那么巧合就有了这个宇宙、有了太阳、地球和我们,如果不是有超自然的神力操控,你无论如何不能解释这一切。这不是命是什么? 然而,概率论竟能轻松地解释这个问题:

我们如何知道我们所在的宇宙不是N次爆炸、N个宇宙中的一个,是那个概率极小、却又正好发生的那一个呢?

费米方法

恩里科•费米(Enrico Fermi,1901-1954),美籍意大利物理学家,1938年获诺贝尔物理学奖。所谓的费米方法,源于一次费米在芝加哥大学的课堂上提出的问题:芝加哥市一共有多少位钢琴调音师?

这个没有任何背景信息、提示条件的古怪问题让课堂上的学生们茫然无措。费米告诉他们,面对这样的问题,可以“分解成一些便于操作的小问题,然后鼓起勇气作猜测和假设“。

芝加哥有多少居民?可靠的估算是300万;平均每个家庭有多少人?4人;多少家庭有钢琴?大概三分之一,那么全市大约就有25万架钢琴;一架钢琴隔多长时间需要调音?平均5年,那么芝加哥平均每年有5万架次的钢琴需要调音;每个调音师每天能为多少架钢琴调音?4架;假设他一年工作250天,那么他每年约为1000架钢琴调音。

由此,费米和学生们推测,芝加哥市大概有50位钢琴调音师。事后有人用电话号码簿加以验证,实际统计的结果与费米的猜测竟十分接近。

将复杂、困难的问题分解成小的、可以解决的部分,从而以最直接的方法迅速解决问题。

“费米方法”给了我们在陌生、混沌、无条件的情况下解决某些问题的思路。

贝叶斯定理

贝叶斯定理由18世纪的英国数学家贝叶斯提出,它探讨的是两个条件概率之间的关系。通常,事件A在事件B(发生)的条件下的概率,与事件B在事件A的条件下的概率是不一样的;然而,这两者是有确定的关系,贝叶斯法则就是这种关系的陈述。

举个例子,有两个盒子,第一个里面有10个红球、30个白球,第二个里面有20个红球、20个白球。基于这个条件计算概率是很容易的。比如,从第一个盒子里摸一个球,拿到红球的概率是25%,拿到白球的概率是75%;从第二个盒子里摸一个球,拿到红球和白球的概率是一样的,都是50%。

现在,遮挡住盒子,并从里面取出一只球,发现是一只红球,那么这个球是从第一个盒子里取出来的概率是多少呢?如果我们把盒子称为A事件,红球称为B事件,那么这个问题就是在已知事件B发生的条件下,事件A发生的概率是多少。这就是贝叶斯定理要解决的核心问题。

在贝叶斯定理中,P(A)被称为A的先验概率,P(A/B)被称为后验概率(也就是我们要求的概率),P(B/A)被称为已知A事件发生B事件发生的条件概率, P(B)被称为B的先验概率,或者叫标准化常量。

贝叶斯定理的公式: P(A/B)=P(A)*P(B/A)/P(B)

在上一个红球的问题中, P(A)=1/2, P(B/A)=1/4, P(B)=3/8 P(A/B)=(1/2) *(1/4)/(3/8)= 35%

如果将贝叶斯定理的公式转化为文字的话,就是

后验概率 = (似然度 * 先验概率)/标准化常量

也就是说,后验概率与先验概率和似然度的乘积成正比。简单翻译这个公式的话,就是

我们预测的对象,要随着出现的相关性的证据和事实,不断进行相应的修正和调整。

预测实质

人类的思维总是倾向通过因果关系找到确定性,但在一个由一系列随机事件主导的世界里,确定性似乎只是我们的一厢情愿而已。

在不确定的世界里,预测的实质其实是

在一系列事实、证据、信息、数据里找到强相关性,用概率来判断预测对象的未来走向。

概率思维指导我们:我们既不能相信宿命论来放弃主动性,也不能依靠简单的直觉去撞大运。现代世界是个复杂系统,我们无法通过简单的线性因果关系去找到确定性,但我们却可以通过强相关性去推算它未来走向的概率。

费米方法告诉我们:将看似棘手的问题分解为容易处理的子问题,将问题逐层分解为可知和不可知的部分,对未确定答案的部分提出自己的假设并进行大胆的猜想,勇于试错。这种方法可以将问题分解成若干可预测的子问题,从而提高最终预测结果的准确度。

贝叶斯定理带给我们最重要的启示是:观点和行动要随着事实发生改变而调整。现实的世界就是有很多不确定,而我们又需要不断地作出决策。不可能提前得到所有的信息,我们的决策就依赖于各种相关的事实和主观判断加以不断地调整。

如果将以上的思维和方法简而话之,所谓的预测,其实就是

大胆假设、小心求证

这其实也是科学研究的方法,先提出自己的假设或先验概率,然后再在实做中根据具体的证据或事实,不断验证或调整我们的结论和后验概率。

预测十诫

《超预测》一经出版便成为了畅销书,进入2015年的亚马逊年度非虚构十大好书榜,入选《经济学人》2015年最值得阅读的书,并成为《泰晤士报》、《时代周刊》等多家知名媒体的年度推荐书籍。

世界充满不确定,但对预测的需求却无处不在,如何才能更好的预测,更好的进行工作和生活的规划呢?菲利普•泰洛克在本书的最后提出了预测的十诫,这是帮助我们更好预测的指导。

一诫:鉴别分类。区分哪些是可以预测,哪些是不可以预测的;区分哪些是周期变化和线性变化,哪些是随机事件。预测可以预测的问题,才有意义。

二诫:分解问题。将复杂、棘手的问题按照费米的方法进行分解。从子问题入手,逐步找到我们想要的答案。

三诫:平衡视角。根据丹尼尔•卡夫曼的“外部视角”和“内部视角”概念,进行外部视角、内部视角相融合、相平衡的蜻蜓复眼式预测。

四诫:适度反应。在贝叶斯定理的运用上,要避免反应不足和反应过度。分清哪些是强相关性的信号,哪些是强干扰性的噪声。

五诫:求同存异。每个出色的预测论证通常都允许有一个反面论证的存在,将其融合才能更好地发挥预测效能。

六诫:细分思维。可能、也许不是预测的要素,要知道49%和51%有着本质的差异。持续调整等级、大量的小幅更新,使之更接近真相。

七诫:平衡心态。要去平衡信心不足与过分自信、慎重与果断的影响。既要果断,又要懂得倾听。

八诫:正确总结。要勇于承认错误,开展事后复盘,探寻错误背后的真正问题所在,吸取经验教训,总结经验,重新来过。

九诫:明智领导。掌握团队管理艺术,懂得换位思考。准确提问和建设性对抗,可以激发团队成员的最大潜能,同时也能激发你自己的最大潜能。

十诫:刻意练习。与其说预测是艺术,不如说预测是门技术。既然是技术,只有勤加练习,才能做到熟能生巧。

活学活用

为普鲁士统一德国立下卓著功勋的战略家和军事理论家赫尔穆特•冯•毛奇曾说:“(在战争中)遵守强制性规定是不可能的,因为绝不会有两种完全相同的情形。” 开动脑筋、活学活用,是预测者必须具备的能力。

菲利普•泰洛克认为,超级预测家就是“永远的贝塔”——不断改进、不断更新、不断完善的计算机程序。

最后,我们永远不可能得到所有确定的信息再去做决策,我们也永远不要等一切都准备好了再去行动。没有什么是完美的,我们必须接受现实条件的残缺和不完美,在行动中去提升和改善。

纸上谈兵不是学习战争的方式,必须在战争中学习战争。决策判断要根据事实、根据不断调整,行动也需要依据反馈的信息进行改进,不管是决策,还是预测本身,都是这样。

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