被嚴重低估的「維度」概念#

從小學到中學都有一個非常重要的數學概念——維度(dimension)。這個概念看似簡單,卻是大多數成年人思維上的盲點。

香腸與披薩:小學生的選擇#

  • 如果你拿出兩根一尺長的香腸,再拿出一根一尺半長的香腸,讓七八歲的孩子挑選,他們肯定知道前一組香腸更多(連在一起前者長度更長)
  • 但如果讓他們從兩張直徑一尺的比薩餅和一張直徑一尺半的比薩餅中挑選一份,他們常常還是會挑選前者
  • 儘管你給出具體的數字,讓他們計算圓的面積,他們都會得出答案,但是在現實中遇到上述選擇問題時,他們還是常常會選錯

原因:他們沒有維度的概念,不知道在二維空間裡,每個維度增加一點,面積會增加很多。

三維、四維、五維:指數級的複雜度#

到了三維空間,其實也就是體積時,很多人更是搞不清楚了:

  • 他們很難想像如果一個球的直徑增加一倍,體積可不止增大一倍,而是增大了整整 7 倍
  • 到了四維空間、五維空間,情況就更複雜了,每個維度增加一點,總量就可能增加很多很多倍

在工作中,如果遇到一個由很多維度的變量決定的複雜問題,要特別小心,因為它的複雜性通常會遠遠超出我們的想像。

登頂珠峰、奧運冠軍、億萬富翁:誰最難?#

作者在《矽谷來信》專欄裡談過一個問題:登頂珠峰、成為奧運冠軍和成為億萬富翁,哪一個更難?

  • 從數據來看,最後一個要難得多
  • 但是幾乎所有人在認為成為奧運冠軍、登頂珠峰與自己無緣的同時,總是還懷揣一個億萬富翁的夢

為什麼成為億萬富翁非常難#

因為成為億萬富翁是個人綜合能力、運氣和大環境綜合在一起的結果,是一個多維度的難題

拋開運氣和環境的因素不講,僅僅對個人綜合能力的要求就遠不是一般人可以達到的:

  • 今天世界上除了一部分靠繼承產業成為億萬富翁的人,剩下的幾乎無一例外,都是靠成功創業積累起財富的
  • 成功的創業者都是綜合能力非常強的人:智商高、情商高、懂產品、懂市場,具有領袖魅力,還有過人的精力,很強的判斷力和洞察力,遇到困難時能夠知難而退,順風順水時懂得居安思危
  • 總之,創業成功受很多因素的影響,哪一塊有短板都不行

相比之下:

  • 成為奧運冠軍是單一維度的事情
  • 登頂珠峰雖然是個系統工程,但也是前人開創出了一條路,大家沿著這條路走的問題,因此,只要自身條件好,接受過科學訓練,並持之以恆,就能達成目標

維度思維的致命誤區#

為什麼人們會覺得成為億萬富翁相對容易呢?

  • 大家覺得,成為奧運冠軍要在一個維度上提高 10 倍,10 倍的差異很明顯,大家能看得見、體會得出來,因此很多人知道自己夠不到那個目標
  • 但是成為億萬富翁似乎只要在每一個維度上提升兩三倍就夠了,兩三倍的差異就很多人覺得,自己努力一番似乎能夠達到目標

豈不知,如果成為億萬富翁是一個 10 個維度的問題:

  • 想要在每個維度上都比其他人做得好兩倍,就需要提高 $2^{10} = 6$ 萬倍才行
  • 即便每個維度提高 50%,最後也要提高 57 倍($1.5^{10} \approx 57.7$)

每當遇到一個涉及很多因素的複雜問題時,寧可一開始把困難想得多一點,也不要到後來才發現,因為自己的輕敵,最終任務完不成。

一分耕耘,一分收穫:積分效應#

懂得多維度道理並不需要學習多麼高深的數學課程,只需真正學懂中學數學,讓自己的數學思維超越小學水平就可以了。那麼,學了大學的高等數學有什麼用呢?

我們都知道「一分耕耘,一分收穫」的道理,但心平而論,有多少人真的相信這個道理呢?

  • 很多人是不相信的,因為他們覺得自己不斷付出,卻鮮有收穫
  • 其實,「一分耕耘,一分收穫」的道理是成立的,而很多人沒有得到想像中的收穫也是事實

誤解:簡單乘法的期待#

很多人理解或者希望的是:耕耘和收獲的關係是一種簡單乘法的關係——一分耕耘一分收穫,三分耕耘三分收穫,如果十分耕耘,就期待十分收穫。因此,當他們付出一分努力的時候,就希望馬上看到結果。

真相:積分關係與飛輪效應#

其實,耕耘和收獲的關係是積分(integral)的關係

  • 耕耘或努力是我們在學習和工作中的行動力,它會產生一種進步的加速度
  • 就如同踩油門會讓汽車產生加速度一樣
  • 但是大家在開車時都知道,從獲得加速度到高速行駛,需要時間的積累
  • 接下來,需要高速開足夠長的時間,才能跑得足夠遠,才能把其他人甩在後面

在學習或工作中的努力也是如此:

  • 努力一段時間,能力才能提高
  • 知識儲備才能逐漸積累起來
  • 然後,再用知識和能力努力工作或學習一段時間,才可能收穫好的結果

這就是積分效應,也被稱為「飛輪原理」(flywheel effect)。

為什麼很多人半途而廢#

很多人努力了幾天時間,就急於看到結果,就如同你只踩了一腳油門,就希望車能夠快快飛起來,這顯然違背了世界的規律:

  • 當沒有看到結果時,一些人就放棄了,然後又把時間和精力花到另一件事情上
  • 這樣反復幾次,自然收穫不到什麼成果
  • 於是他們開始懷疑自己的運氣不好,或者懷疑「一分耕耘,一分收穫」的說法不對

很顯然,「一分耕耘,一分收穫」的說法沒有問題,他們的運氣其實也並不比其他人壞,只是他們不懂得積分效應,不懂得很多事情是要靠時間的積累才能辦成的。

數學思維的背後其實是「理性」二字。無論是懂得負數的存在,還是理解了維度的意義和積分效應,其實多是在用理性思考來做判斷。