機率論比萬有引力公式與基因複製機制都更貼近現代生活,它是公民的必備知識。掌握算法不等於理解機率——真正改變世界觀的是幾個常被數學老師忽略的關鍵思想。本章從中整理出五個智慧。

1. 隨機:有些事情無緣無故地發生#

古人相信一切事情都有原因、甚至有目的,像鐘表般精確運行。但真實世界充滿不可控的偶然。買彩券中獎沒有任何原因,之前所有的努力對這次開獎的運氣毫無幫助。

體育比賽也是如此。塔雷伯(Nassim Nicholas Taleb)在《黑天鵝語錄》(The Bed of Procrustes)中寫道:「體育是商品化、甚至是賣淫化了的隨機性。」強隊能輸給弱隊,正是現代運動的魅力所在。理解隨機,就不會對一次輸贏狂喜狂怒。37signals 創辦人弗里德(Jason Fried)與漢森(David Heinemeier Hansson)在《Rework》中也主張:偶發錯誤告知當事人即可,不必大張旗鼓制定政策,否則只會把公司變得官僚。

2. 誤差:學會忽略範圍內的波動#

既然事件同時包含偶然與必然,我們就想把偶然排除。做法是「多次測量、取統計值」。即便物理學家測量希格斯粒子質量,也要寫成 $125.3 \pm 0.4 \text{(stat)} \pm 0.5 \text{(sys)}$ GeV——真實值只有一個,但落在誤差範圍外的機率極小。

有了誤差概念,就能判斷哪些變化其實毫無意義:

  • 2013 年全國基尼係數 0.473 比 2012 年的 0.474 「略有回落」——差異 0.001 根本在誤差內。
  • 英語四級兩次考 57 與 63 分,不叫進步,叫「都在誤差範圍內」。

3. 賭徒謬誤:過去不會補償未來#

賭博是獨立隨機事件,下一把的結果與過去完全無關。有人以為號碼 6 連續出現 5 期之後,下一次 2 出現的機率「明顯更大」——完全錯誤。這就是著名的賭徒謬誤(Gambler’s fallacy)。

機率論的「大數定律」說的是:次數夠多時,頻率會趨近機率,但這不是靠「抹平」過去——而是靠未來的大量樣本把過去的差異稀釋到微不足道。帶著炸彈登機(認為兩顆炸彈同時出現在同一架飛機機率極低)、跳進剛爆炸的彈坑(認為不會有第二顆炸到同一點),都是不理解獨立隨機事件的變體。

4. 在沒有規律的地方發現規律#

人腦擅長理解規律,不擅長理解隨機。於是彩票分析師用「雙色歷史號碼」「五行碼」為中獎號碼找走勢;有人用字串比對在《聖經》裡找出後世大事的「聖經密碼」。作者調侃:仿此原理也能搞個「毛澤東密碼」。

翁文波院士提出的「可公度性理論」號稱能以數字組合預測地震。何祚庥、李淼兩位中科院院士/研究員均持否定態度,方舟子更直指其為偽科學。

只要你願意忽略所有不符合假設的數據,就能找到任何想要的「規律」。

5. 小數定律:樣本少就會「很不隨機」#

小數定律(Law of small numbers)是康納曼(Daniel Kahneman)對一個現象的戲稱:樣本太少時,隨機分佈會呈現看似有秩序的極端模式。

1940 年德軍 V2 飛彈轟炸倫敦,有些地區反覆被炸、有些毫髮無傷,民眾懷疑沒被炸的是德國間諜住處。1946 年數學分析把倫敦分為 576 個小區塊,發現 229 塊從未被炸、8 塊被炸 4 次以上——數據完全符合隨機分佈。隨機分佈 ≠ 均勻分佈

大數定律小數定律
樣本足夠大,頻率趨近真實機率樣本太少,易出現極端情況
可據此推斷事物本性極端可能與本性無關

一個 20 人中學某年考上 2 個清華,與 2000 人中學每年考上 200 個,沒有可比性

結論#

別只憑個人與親友的經驗妄下結論——樣本太小什麼也說明不了。理解隨機現象最大的好處,就是不再輕易大驚小怪。