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后记 世界是不确定的,科学也未必是真理
◆科学不是真理
虽然我们有很多测量方法、测量工具,但真实的状态是,没有任何科学测量和观察都是精确的。举个例子,我说我的身高是178厘米,即使精确到毫米,比如178.3厘米,这也不是我实际的身高,即使在同一时间段用同一把尺子多次测量的结果也是不一样的。
那么,既然世界是不确定的,科学也未必是真理,我们就要听天由命碰运气吗?科学家说,具体数值是否“精确”取决于我们建构的模型和我们使用数值的目的。测量身高,精确到厘米就够用了,再精确也没实际意义。但如果要制造发动机气缸中的活塞,就需要更高的精度、更精确的数值。使用数据的用途决定了我们的测量工具和测量方法。
人类的智慧也在于此,用恰当的工具和模型,努力在不确定的世界中建构一个确定的世界。但在构建模型前,我们需要重视世界的随机性特征,纽约大学新闻系教授查尔斯·塞费(Charles Seife)总结了随机性的三条定律,也称为随机性三法则。
◆世界是随机的
科学不是真理,科学的目的是追求真理,逼近真理。不可预测性、随机性才是科学的正确观念。认识到不确定性、理解随机性的三条法则,才能打破我们对可预测性的迷信,真正去探索宇宙的真相而非想象。
随机性第一法则:随机性是真实存在的
人类为了获得想象中的掌控感,会对随机性做简单归因,比如“恶有恶报,善有善报”。科学研究已经证实并预测,抽烟喝酒对身体有各种危害,但如果用随机性事件举例,就很轻易地击溃这个笃定的预测。比如隔壁老王每天抽两盒烟,现在80多岁了,精神仍然很好,而邻村的老李,不抽烟不喝酒,没到60岁就去世了。
在篮球比赛中还有一种“手热”的现象,就是有时候,一个队员投球命中率非常高,怎么投怎么进。其他队员认为他的状态好,手热,就尽量将球传给他,多让他投,为本队赢得更多的分数。这种“手热”现象背后的原因是什么呢?难道真的有一种什么力量帮助手热队员?其实这都是一种随机现象,只要样本量足够大,就会出现这种手热现象。同样,你连续抛200次硬币,一定会有连续六七次正面朝上或反面朝上的情况。这都说明随机性是真实普遍存在的。
随机性第二法则:有些事情不能预测
如果去赌桌前观察,会发现几乎每个人都相信,下一把好运气就会到来。那些刚赢几局的人,想着今天手气真好,会一直赢下去,于是就持续下注,增加筹码。而那些输家呢,也会疯狂下注,他们认为已经输得这么惨,下一把会时来运转。所以,他们也不会离开赌桌,害怕失去下一把的好运。
与我们认为的恰恰相反,不是什么神奇的力量成就了赢家,宇宙中也不存在否极泰来的公平,赌场输赢只是随机性结果。如果赌场中的骰子没有做过手脚,无论你观察得多么细致,下一次还是不知道它的点数。因为每一轮掷骰子结果和以前的结果毫无关联。
如果这次掷出6个点,无论你用什么理论,用什么逻辑都不能预测下次哪个点数出现的概率更大,下一次你掷出6个点的概率还是1/6。我们不能给这类完全独立且随机的事件建立模型来预测结果。
随机性第三法则:单个随机事件不能预测,但整体似乎却可预测
单个随机事件确实无法预测,但如果把一系列独立随机事件当作一个整体,那么它就是可以预测的。这些随机事件越多,整体就越能被预测,这就是大数定律。大数定律是指一个独立的随机事件在大量重复后,它发生的概率就会趋于一个稳定的算术平均值。就像抛硬币一样,当我们不断地抛,抛上千次,甚至上万次,我们会发现,正面或者反面向上的次数都趋近于50%。还有一个让我们理解随机性的重要数学工具是中心极限定理,即在大样本条件下,不论总体的分布如何,样本的均值总是近似地服从正态分布。有了这些工具后,当我们面对看似杂乱的随机事件时,也可以做出稳定准确的预测。
◆科学即探索,知识即模型
在明白不确定性和随机性法则后,我们知道科学并不是真理,它就是科学自身的产物和人类构造的艺术、宗教这些没有任何差别,它肤浅、无知且幼稚。爱因斯坦曾说:“目前为止,我们对真实世界的所有测量都是小儿科的。”但就这一点小儿科的东西,也是我们花了几千年获得的最宝贵的财富。
这个宝贵财富既包括科学的结果,也包括科学的方法,科学是在探索真理,但却无法精确获得真理。我们当前认为科学的结论可能是错的,但在没有更合适的出现前,它暂时是有用的。我们现在的知识,其实都只是一个模型,科学只是在创造和检验这个模型。
同样,建模也不是宣布真理,这是一个永无止境的探索和改进的过程。想要弄明白任何事情,都意味着要建构模型,这个模型还要可以预测结果并验证观察结果。模型是连接真实世界和大脑世界的桥梁,因此知识即模型。模型虽然不是真理,但它是可依赖的无限接近真理的好工具,用更多的模型来理解和预测不确定性的世界,可能也是我们唯一的选择。
英语中有一句流行语:
All models are wrong, but some are useful.(所有模型都是错的,但有些是有用的。)
本书中的模型也可能是错的,但是有些或许能让你减少一些不确定性,让你更好地认识世界、更好地决策和更有力地行动。