三種科學(xué)的思維方式

本文介紹三種科學(xué)的思維方式,它們不僅在科學(xué)研究中起著重要的作用,也可以指導(dǎo)我們?nèi)粘5幕顒印?/p>

奧卡姆剃須刀


圖片來自網(wǎng)絡(luò)


斯坦福大學(xué)張首晟教授曾在《小郵差看世界》這個訪談中談到他投資的兩個原則:

Simplicity:簡單性蓝牲。即:方法要簡單,從工程上來講泰讽,東西要容易做出來例衍。

University:普適應(yīng)。即:受眾要廣已卸,被投資的對象做的是一件大事情佛玄。

當(dāng)被問到為什么投資了歐洲的一家無人駕駛公司而不是谷歌的無人駕駛技術(shù)時,張教授說累澡,谷歌的無人駕駛技術(shù)梦抢,需要照相機(jī)、雷達(dá)感應(yīng)器和激光測距機(jī)來“看”交通狀況愧哟,才能實現(xiàn)自動駕駛奥吩,理論完美卻過于復(fù)雜。那家歐洲公司的無人駕駛技術(shù)蕊梧,只依賴搭載在車上的感應(yīng)器即可實現(xiàn)無人駕駛霞赫。從而,在兩者之間肥矢,張教授選擇了后一家公司绩脆。

“奧卡姆剃須刀”是一種常用的、自然科學(xué)研究中最基本的原則,它與張教授提到的 Simplicity 是一致的靴迫。直觀地說惕味,如果有兩個模型在已有的數(shù)據(jù)集上表現(xiàn)的同樣好,那么在做預(yù)測的時候玉锌,我們選擇簡單的模型名挥,這就是剃須刀原理。在應(yīng)對復(fù)雜的情況時主守,我們會說“以不變應(yīng)萬變”禀倔、“以靜制動”,這也是一種simple的處事方法参淫。

用通俗的話講救湖,復(fù)雜的方法加入了過多的主觀猜測和人為干涉。在面對新的問題時涎才,這些猜測可能并不成立鞋既,這些干涉也會失效,因此我們選擇更簡單的方法以應(yīng)對復(fù)雜的變化耍铜。


第一性原理


圖片來自網(wǎng)絡(luò)

“First principle: A first principle is a basic, foundational proposition or assumption that cannot be deduced from any other proposition or assumption."?

第一性原理是量子力學(xué)和計算物理中的一個術(shù)語邑闺,只用少量基本數(shù)據(jù)(質(zhì)子質(zhì)量、元電荷量棕兼、光速等)做量子計算陡舅,得出分子結(jié)構(gòu)和物質(zhì)的性質(zhì)。第一性原理方法強(qiáng)調(diào)用少量的基本事實或假設(shè)進(jìn)行分析伴挚,這些基本事實和假設(shè)不是其他定理的推論靶衍,就像《幾何原本》中的五條基本公設(shè)。

與其根據(jù)參照物去推論茎芋,我們應(yīng)該把問題分解成幾個最基礎(chǔ)的事實摊灭,然后檢查每個事實部分。即使問題已經(jīng)解決败徊,我們還是要從問題最基本的組成部分入手帚呼,從新審視是否有更好的、可能的解決方案皱蹦。”這就是第一性原理思考問題煤杀,與之相對的是 比較思維

馬斯克是特斯拉和SpaceX公司的CEO沪哺,對“第一性原理”有著深刻的思考和大膽的應(yīng)用沈自。在一次訪談中馬斯克這樣解釋第一性原理思維方式:"我們運(yùn)用「第一性原理思維」而不是「比較思維」去思考問題是非常重要的。我們在生活中總是傾向于比較——別人已經(jīng)做過了或者正在做這件事情辜妓,我們就也去做枯途。這樣的結(jié)果是只能產(chǎn)生細(xì)小的迭代發(fā)展忌怎。「第一原理」的思考方式是用物理學(xué)的角度看待世界的方法酪夷,也就是說一層層剝開事物的表象榴啸,看到里面的本質(zhì),然后再從本質(zhì)一層層往上走晚岭。這要消耗大量的腦力鸥印。"

例如,開發(fā)火箭的時候坦报,馬斯克思考的第一步就是“組成火箭的材料有哪些”這一根本問題库说。答案是:航空用鋁合金,還有鈦片择、銅和碳素纖維潜的。接下來的問題就是:這些材料的市場價格是多少?馬斯克得到的答案是火箭的制作材料所花費(fèi)的金額僅僅是火箭整體開發(fā)費(fèi)用的2%字管。這個比例如果和其他機(jī)械產(chǎn)品相比簡直就是小菜一碟啰挪。比如特斯拉生產(chǎn)的電動汽車,材料費(fèi)用占總體費(fèi)用20%~25%纤掸。從此以后他便開始將“大大降低火箭的總成本”作為開發(fā)的根本問題。在這樣的情況下浑塞,埃隆公布了他看似有些狂妄的目標(biāo):用通辰韫颍火箭成本的1/10來制作火箭。

第一性原理的思想方式就是這樣一層層撥開事物表象酌壕,看到里面的本質(zhì)掏愁,再從本質(zhì)一層層往上走。從新審視每一個基本元件卵牍,最后完成整體上不可思議的突破果港。


貝葉斯思維


圖片來自網(wǎng)絡(luò)


丹尼爾卡尼曼是2002年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎獲得者,《思考快與慢》作者糊昙。他曾和一些同事編寫一本心理學(xué)教材辛掠,其中有個內(nèi)容是關(guān)于群體判斷的。有一天释牺,卡尼曼叫大家預(yù)測一下編寫這本教材需要多長時間萝衩。結(jié)果,有人說一年半没咙,有人說兩年猩谊,大家的預(yù)測都很樂觀。確實祭刚,到卡尼曼提出這個問題為止牌捷,團(tuán)隊的編寫進(jìn)展都很順利墙牌。

于是卡尼曼問到,別的團(tuán)隊編寫類似的教材通常需要多長時間暗甥。恰好其中一個同事有過編寫類似教材的經(jīng)驗喜滨,她說據(jù)她所知,40%的團(tuán)隊最終放棄了淋袖,剩下的團(tuán)隊雖然艱難的完成了鸿市,卻耗時長達(dá)7——10年。大家開始對別人的經(jīng)驗不屑一顧即碗,對自己的研究則繼續(xù)保持樂觀的態(tài)度焰情。據(jù)卡尼曼所述,他們團(tuán)隊最終用了8年時間才完成那本書的編寫工作剥懒。

在《思考快與慢》這本書中内舟,卡尼曼建議大家用“基礎(chǔ)比率”比率做預(yù)測。基礎(chǔ)比率初橘,就是以前的人同樣的事情验游,能做到的平均水平在這個案例中保檐,就是別的團(tuán)隊編寫一本類似的教材耕蝉,需要花費(fèi)的時間∫怪唬卡尼曼說垒在,預(yù)測未來的最好參照指標(biāo)就是基礎(chǔ)比率∪雍ィ“你以為自己很了不起场躯,其實別人做這件事的時候也認(rèn)為自己了不起。你的情況并不特殊旅挤√吖兀”

我們不愿意用別人的成績來預(yù)測自己,無非是基于“我和其他人不一樣粘茄,因此別人的經(jīng)歷不具有參考性”這樣的信念签舞。然而,事實證明柒瓣,這樣的信念很多時候過于樂觀甚至荒誕瘪菌。就如同在一個測試中顯示的那樣,每個出租車司機(jī)都認(rèn)為自己的駕駛技術(shù)高于平均水平嘹朗,自己出車禍的次數(shù)遠(yuǎn)低于平均數(shù)师妙。

再看一個例子。骨髓移植是一個高風(fēng)險的手術(shù)屹培,費(fèi)用高昂默穴,并且成功率不高怔檩。當(dāng)一個人面臨是否進(jìn)行手術(shù)時,他應(yīng)該參考骨髓移植手術(shù)成功率這個基礎(chǔ)比率么蓄诽。如果仔細(xì)觀察薛训,我們可以發(fā)現(xiàn),不同年齡階段的患者仑氛,不同醫(yī)院的操刀醫(yī)生乙埃,手術(shù)成功率是不一樣的。一個年輕患者锯岖,如果能找到一位優(yōu)秀的主治醫(yī)師介袜,那么手術(shù)成功率會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國范圍骨髓移植手術(shù)的成功率。相反出吹,一個體弱的老年患者遇伞,進(jìn)行手術(shù)可能會適得其反,加速衰亡捶牢。如果我們能找到大量數(shù)據(jù)鸠珠,同時找到的自己身上的“特殊因素”,我們就可以作出更加精確的預(yù)測和更科學(xué)的判斷秋麸。

但前提是渐排,這個把你從人群中區(qū)分出來、只參考一小部分人的數(shù)據(jù)的“特殊因素”灸蟆,一定要是真正的特殊因素驯耻。出租車司機(jī)認(rèn)為自己和其他人不一樣,顯然就不是真正的“特殊因素”次乓∠判卡尼曼團(tuán)隊過于樂觀的估計最終顯示出他們和其他人其實沒什么不一樣孽水。

科學(xué)的預(yù)測既要看基礎(chǔ)比率票腰,又要看自己的“特殊因素”。貝葉斯思維就提供了這么一個方法女气。

假設(shè)現(xiàn)在你要編寫一本書杏慰,一共十章,現(xiàn)在需要做一個時間預(yù)估炼鞠。在未動筆之前缘滥,不妨以基礎(chǔ)比率作為自己的預(yù)測。當(dāng)你寫好一章的時候谒主,便可以把根據(jù)現(xiàn)在的進(jìn)度的預(yù)估和基礎(chǔ)比率做一個加權(quán)平均朝扼。隨著編寫的章目增加,你對自己的能力有了更加詳細(xì)的了解(其實是更多的數(shù)據(jù))霎肯,再逐漸調(diào)整根據(jù)進(jìn)度作出的預(yù)測的權(quán)重擎颖。

假如你正在考慮是否進(jìn)入股市榛斯,常言道,十人炒股七人虧搂捧,即:虧損的基礎(chǔ)比率是70%驮俗。如果你既沒有高人指點(diǎn),對經(jīng)濟(jì)市場也沒有獨(dú)到的理解允跑,更沒有其他事情證明自己的出類拔萃王凑,那還是不要進(jìn)入股市了。如果非要進(jìn)入聋丝,不妨以虧損的概率為70%作為心理預(yù)期(真虧損的時候心里好受點(diǎn))索烹,等有了自己的收益數(shù)據(jù),再在兩者之間做一個平衡潮针,逐漸調(diào)整收益預(yù)期术荤。等到自己的炒股時間足夠長,數(shù)據(jù)足夠多每篷,就可以忽視了基礎(chǔ)比率瓣戚。那個時候,恭喜你焦读,你已經(jīng)有了一套經(jīng)得起市場考驗的方法子库。


第一性原理?vs 貝葉斯方法

如果說第一性原理是一種縱向的思維模式,那么貝葉斯思維就是一種橫向的比較矗晃。區(qū)分哪些人的經(jīng)驗具有參考性是橫向思維的關(guān)鍵仑嗅,然而我們總是過于強(qiáng)調(diào)自身的與眾不同,忽略了那些具有參考價值的信息张症。第一性原理涉及到從本源上剝開問題仓技,更是一種艱難的思考方式。

非要簡單粗暴地總結(jié)一下的話俗他,那就是:

如果你是一個普通人脖捻,那就采用貝葉斯思維,以群體的數(shù)據(jù)作為自己的參考兆衅,再慢慢調(diào)整地沮;

如果你是一個精英,那就去采用第一性原理羡亩,去創(chuàng)造革新摩疑。

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