随机性的三条法则

时间:2023-11-20 04:19:02

查尔斯·塞费(Charles Seife):

美国纽约大学新闻系教授,曾担任《科学》杂志记者,著有《数字是靠不住的》。

随机性的三条法则

人类大脑天生就讨厌随机性。我们已经进化成了追求精准的物种。在科学出现之前,如果人们看到浅橙色的天空就会认为灾祸即将临头,看到婴儿涨红了脸便开始担心漫漫长夜。大脑对信息的理解逃不开解释现象和预测事态的窠臼。

我们之所以很难掌握随机性,是因为我们拥有探索模式的天性。如果实在找不到一种模式去解释,随机性就是我们心智的边界,我们会认为完全无法去预测。随机性虽然是宇宙的运行之道,我们却很难接受它。因为如果没有随机性,宇宙在我们眼中就变成了完全可以掌握的可测模型。

现在,我要声明:只有我们理解了三个定律(即随机性的三条法则),我们才能打破对可预测性的迷信,才能真正体验到宇宙的真相而非我们对宇宙的想象。

随机性第一法则:随机性确实存在。

其实我们都在使用避免随机性的心理机制。当我们在讨论“因果报应”时,我们说的是毫不相关的事件之间达成的宇宙平衡;我们相信有运气存在,无论是好运还是霉运,我们也相信祸不单行;我们甚至认为自己会受到月相和星运的影响;若谁不幸罹患重病,那一定是作恶遭了报应。

但是,很多事情无法完全预测和充分解释。对于好人和坏人,对于星运好和星运不好的人,灾难的发生是随机的。有时候你尽可以猜想未来,但随机性会击溃任何笃定的预测。有些肥胖者、瘾君子和超速摩托车手确实会比你活得久,这没什么值得惊讶的。

而且,随机事件也可以模仿非随机事件。即使最厉害的科学家也很难分辨真正的效应与随机误差。随机性可以让安慰剂变成灵丹妙药,也可以让无害的化合物变成致命的毒药,甚至能凭空造出亚原子粒子。

随机性第二法则:有些事情无法预测。

如果到拉斯维加斯的赌桌旁观察,你总会发现一些认为自己运气爆棚的人。他们刚赢了几局,就认为自己会一直赢下去,所以他们总是在下注。同样,还有一些输家,他们的大脑也会疯狂地驱动他们去下注,因为他们认为自己已经输得这么惨,好运总该到来了吧。所以,他们不会离开赌桌,因为他们害怕一离开好运就来了。

和我们认为的相反,造就赢家的并非什么神奇的力量,也不存在否极泰来的宇宙公平。宇宙才不在乎那些微不足道的输赢呢,每一次掷出的骰子并无区别。

无论你多么细致地观察骰子的运动和那些赢家的一举一动,下一次还是会完全摸不着头脑。每一轮掷骰子的结果和之前的结果完全无关,所以试图通过观察建立赌桌规律是必定会失败的。在这样完全独立和随机的事件之间建立模型,显然是缘木求鱼。

随机性是人类智慧遇到的挑战,因为我们的逻辑、科学和思维能力对宇宙的预测仅限于当下。无论用什么方法,创造什么理论,用什么逻辑都很难预测下一个骰子的点数,你错误的概率总是5/6。

随机性第三法则:单个随机事件无法预测,但作为整体它们似乎可以被预测。

随机性令人望而生畏,哪怕是最精妙的理论也对其难有作为,对于神奇有趣的自然领域我们也只能置身事外。但是,这并不是说随机性就等同于不可知。

随机性有它自己的规律,这些规律使得随机过程能够被理解和预测。

哪怕单个的随机事件完全无法预测,但是一系列独立随机事件作为整体却是可以预测的。这些随机事件越多,整体就越能被预测,这是大数定律的体现。大数定律是一种数学定理,即一件独立的随机事件无限重复后,它发生的概率就会趋于一个稳定的算术平均值。另一个强有力的数学工具是中心极限定理,它能告知我们独立随机事件发生概率的均值在正态分布中的位置。有了这些工具,无论面对看似多么杂乱和诡异的随机事件,我们终能进行稳定准确的预测。

随机性缔造了最稳定和最神圣的物理定律。若一个原子在充满气体的盒子里随机运动,它的运动轨迹完全可以用一系列确定的方程来描述。热力学定律也得益于大量随机事件的可预测性,它们的无可争辩性正是因为随机性法则是如此绝对。

这好像是一个悖论:随机事件不可预测的属性正好造就了最可靠的预测。