附录B
可动图集
附录B中九个结论,各做成一件会动的器物:器物怎么动,结论就怎么说。每幅图会自己演示;移动指针,或点选后用方向键和数字键,就能接手。图上的数字由同一套模型算出;书中印有的数值逐项核对过,书中未给的取值在图说里注明为示意。
每幅图先从几个日常问题问起,图后有大白话、推理和对生活的启示,数学问题收在最后,想深入时再展开。这些模型是刻意简化过的,「启示」只是由模型引出的思考方向,供你参考,不构成医疗、心理、法律或投资方面的建议。你的生活比任何模型都丰富,最后的判断属于你自己。
图 1 · 附录 B.5
反馈回路
先想一想
- 你有没有过这样的经历:一个看法持有久了,后来看到的每件事好像都在证明它?
- 别人指出你的错时,你通常是一笑置之、认真接受,还是一下子跳到相反的立场?
- 改正自己,有没有可能改得太猛,反而更糟?
把偏见画在记录仪上:校正拨杆 γ 让 κ = α + β − γ 落在 −1 与 1 之间;用力太小,偏见冲到挡块,用力太猛,偏见越摆越大。
大白话
今天的偏见会带到明天,已有的信念又给它加码,校正则把它往回拉。三股力量加起来是一个数 κ。κ 大于 1,偏见一天比一天大;κ 在 −1 与 1 之间,偏见慢慢回到零;κ 小于 −1,校正过头,偏见来回摆,而且越摆越大。明度在这里就是校正,用量合适才起作用。书中没有给出数值,图上的数字是示意。
为什么成立
每一轮都把上一轮的偏见乘以同一个 κ。一个数反复相乘,只有绝对值小于 1 才会越乘越小,所以 |κ| < 1 就是偏见消退的全部条件;κ 的正负决定它是直接回落还是来回摆动。校正 γ 以负号进入 κ,所以明度能把 κ 拉进这个区间,也能把它推出另一侧。器物做成走纸记录仪,因为这个结论讲的是随时间走出的轨迹,纸带把每一轮同时摆在眼前。
对思考与生活的启示
偏见用不着坏人推动。昨天的看法和今天的信念给它加的力,只要多过你的校正,它自己就会越滚越大。这幅图提示两个习惯。一是每天小幅校正,像开车时随时微调方向盘,不必等到出事。二是留意校正过头:如果每次改正都让你落到另一边更远的地方,漂移就变成了摆荡。争吵、投资、减肥,都可以问同一个问题:我是在让它平息,还是在给它加码?
温馨提示
真实的心智不止一个数,图里的 κ 也只是示意。把它当作一面镜子,用来察觉自己的模式就好。对自己宽厚一点:人人都带着些偏差,能察觉到,校正就已经开始了。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 为什么 |κ| < 1 是偏见消退的充分必要条件?如果 κ 每一轮都在变,结论会怎样?
- 校正以负号进入 κ。持续项与强化项给定时,校正落在什么范围内偏见才稳定?κ 恰好等于 −1 时会发生什么?
- 每一轮再加一个随机扰动。|κ| 趋近 1 时,偏见的长期波动幅度怎样变化?
图 2 · 附录 B.6
遮蔽筛
先想一想
- 在你听来,所有爵士乐都差不多吗?所有茶都一个味道吗?学会分辨它们,你会得到什么?
- 你有没有把两个不同的人,或两个不同的问题,归到同一个标签下?
- 一个区分丢掉以后,还能从剩下的东西里找回来吗?
八种信号经可摆动的溜槽流进玻璃管;每合并一次,能动者够得着的熵就少一截,刻度读出 𝒪 = 1 − H(P_t)/H(P_𝒳),从 0 到 1。
大白话
实在发出八种信号。分不清其中两种,就丢了一个区分。每合并一次再丢一个,刻度显示你分辨不了的信息(以比特计)占原有信息的比例。八种全分得清读 0,没有遮蔽;全倒进一根管子读 1,什么都分不清。
为什么成立
把两种信号倒进同一根管子,就丢掉了二者的差别,后面任何一步都找不回来。同一批信号分得更粗,所含信息只会更少,所以每合并一次,能动者可达的熵就降一次,𝒪 只往上走。器物用液体和溜槽,正是取它这个性质:倒在一起的东西分不回去。
对思考与生活的启示
标签有用,可每贴一个标签,都是把几样东西倒进同一根管子。这幅图说,倒在一起的就分不回去:事后推理再多,也找不回当初没保留的区分。所以保持清醒,最省力的时刻在感知的当下。把一个人、一种情绪、一件事归进熟悉的类别之前,先问一句:合并之后会丢掉什么?学一门手艺、一门语言,或真正了解一个人,很大一部分就是学会把从前混为一谈的东西分开。
温馨提示
归类是每个人度过一天的方式,真要一个区分都不丢,人就没法行动了。图只量出丢了多少,哪些区分对你要紧,仍由你自己决定。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 为什么合并永远不会让 𝒪 下降?它和数据处理不等式是什么关系?
- 两种不同的合并方式可能得到同一个 𝒪。用一个数来度量遮蔽,因此会漏掉什么?
- 如果八种信号出现的概率不相等,合并哪两种损失的信息最少?为什么?
图 3 · 附录 B.11
临界轨道
先想一想
- 你有没有在会上一言不发,事后才知道大多数人其实和你想的一样?
- 要有多少人先开口,你才觉得开口是安全的?
- 一个多数人都看得清的群体,还会不会因为胆怯而退回去?
球从感知门槛处的屋脊滚开:恐惧足够大时,已经越过真实阈值的群体仍会沉默。
大白话
群体里清醒的人够多,清醒才对每个人划算。真实的临界比例由代价和收益决定(这里取 40%,是示意值),人们据以行动的却是自己感觉到的临界比例。恐惧把它往上推,勇气把它往下拉。所以已经越过真实临界点的群体,害怕时仍可能退回沉默;有勇气的群体,没到真实临界点也能走向清醒。
为什么成立
别人越清醒,自己清醒越划算,所以净收益 g(p) 随清醒比例 p 上升,只在一点穿过零,这一点就是临界比例。低于它,比例萎缩;高于它,比例增长。所以临界点是一个停不住的平衡点,像一道山脊,球最后停在两端:全体沉默,或全体清醒。恐惧和勇气改变的只是人们以为山脊在哪里,球却按感觉到的山脊滚。所以单凭感知就能决定群体落到哪一端。
对思考与生活的启示
沉默常常靠一次误算维持。每个人凭自己看到的去估临界点,恐惧又把它估高。这幅图提示两点。你对「有多少人同意」的估计,是一个值得核实的变量:可以问一问,也可以先在小事上开口。勇气还有公共的一面:一个人把大家感觉到的临界点拉低一点,后面的人开口就容易一点。先开口要付代价;图说明了为什么它也可能正是决定结局的那一步。
温馨提示
开口有真实的代价,有时保护自己才是明智的。模型不认识你的单位、你的家庭、你所在的地方。请掂量自己的处境;任何一幅图都不该劝你去冒承受不起的风险。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 临界点是一个不稳定均衡。在它附近把动力学线性化:群体离开它的速度由什么决定?
- 把恐惧建模为加在感知临界点上的一个偏移。真实临界点取 40% 时,随着偏移变化,哪些初始比例最终走向清醒?
- 让每个人感知到的临界点各不相同,用一个分布代替单一的数。把结果与 Granovetter 的集体行为阈值模型对照。
图 4 · 附录 B.12
明度快门
先想一想
- 你身边有没有凡事都有解释的人?有没有认为什么都说不清的人?
- 你自己离哪一种更近?
- 注意力有限的时候,平均分配好,还是全押在一边好?
两道卷帘由齿轮联动,λ + ξ = 0.90;透过的光是 𝓜 = λ·ξ,窗口成正方形时最大。
大白话
λ 是你对世界之理的理解度,ξ 是你对「实在超出自己的理解」的觉知度,即玄觉度。这里两者共用 0.90 的总额,一边升,另一边就降。明度是两者的乘积,所以两者相等(各 0.45)时最大,约 0.203;偏向任一边都会变小,格者与渊者都只有 0.080。
为什么成立
λ + ξ 固定为 S 时,乘积 λξ 在两者相等时最大:由算术平均与几何平均的不等式,λξ ≤ (S/2)² = S²/4。从正中往任一边挪出 d,乘积恰好少 d²,不论是哪一边多了。两块联动的卷帘把这个约束做进了器物:开一块就关另一块,透过窗口的光是窗口的面积,也就是乘积。
对思考与生活的启示
理解,以及对「理解之外还有什么」的觉知,共用同一份注意力,在这个模型里明度是两者的乘积。偏离的代价按平方增长:小的失衡代价很小,大的失衡代价很大。所以实际的建议很朴素:用不着追求完美平衡,只需察觉自己什么时候已经偏到一侧很远。从不说「我们不知道」的科学家,和从不检验任何东西的神秘主义者,是从两头犯了同一个错。
温馨提示
λ 和 ξ 没法给自己查出一个分数;人生也有些阶段本就偏向一边,比如埋头求学,或者陷在哀伤里,这都正常。快门描述的是多年的倾向,用不着拿它给今天的自己打分。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 证明 λξ ≤ S²/4,并说明从正中挪出 d,乘积恰好少 d²。为什么与哪一边多了无关?
- 如果把明度换成 λᵃξᵇ,最优分配落在哪里?什么理由能支持两个指数不相等?
- 去掉总额固定的约束,改为 λ + ξ ≤ 1,并记未觉知区 δ = 1 − λ − ξ。图景会怎样变化?
图 5 · 附录 B.13
多面光筒
先想一想
- 样样都懂一点,和少数几样懂得很深,哪个更好?
- 想同时顾到一个问题的所有方面时,你觉得更清楚了,还是更散了?
- 为什么拿稳两个视角,可能胜过浅浅地握着五个?
光依次穿过代表实在各面的挡板;总量固定时,各窗口开度之积在两面时最大,再加面便降到 0.192、0.063、0.018。
大白话
假如实在有好几个面,而你的觉知总量固定。明度是你对各面觉知度的乘积,每一面都小于 1,多一面就多乘一个小于 1 的数。总量相同时,两面透光最多(0.500),三面 0.192,四面 0.063,五面 0.018。把觉知偏向某一面,乘积还会更小。
为什么成立
总丰富度固定的是平方和 x₁² + … + xₙ² = r²,明度是各 x 的乘积。由同一个均值不等式,各面平分时乘积最大,为 (r/√n)ⁿ;面数越多,多乘进来的那个数越小,上限随之下降。只有一面不行:那需要 x₁ = r = 1,而对任一面的觉知都小于 1(T1)。所以在这个丰富度下,两面是能动者能做到的最好。光筒在光路上每面放一块板,透过来的就是乘积。
对思考与生活的启示
注意力总量固定时,每多兼顾一面,就多乘进一个小于 1 的数,所以在这个模型里,铺得太薄代价很高。这里最好的面数是两面,而且要平均地兼顾。落到实际:给一个问题再加一个视角之前,先问前两个视角是否真的拿稳了。某一面开始挤占其余各面时,乘积掉得比感觉中快。
温馨提示
实在的「面」没法简单地数清,图中把总丰富度固定,只是为了让算术干净。对许多事物的好奇本身是乐趣,值得保留;把这幅图读成一条关于深度的提醒就好。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 证明在 x₁² + … + xₙ² = r² 下,各面平分时乘积最大,为 (r/√n)ⁿ。在每个 xᵢ < 1 的前提下,有没有某个 r 使三面胜过两面?
- 只有一面的情形为什么要靠 T1 排除,单靠算术排除不了?
- 把平方和预算换成线性预算 x₁ + … + xₙ = S,结论还成立吗?
图 6 · 附录 B.14
明度水槽
先想一想
- 你有没有发现,头脑已经清楚一些的时候,保持清楚反而更容易?
- 平常的一周里,是什么在悄悄消耗你的清醒?
- 一个过于偏向一边的习惯,会不会不管起点多高,都把水槽放空?
把四模态主方程做成水槽:反馈水泵、上限箍、平衡拨杆、放水龙头。拨杆越过 15° 或 75°,水槽放空。
大白话
水位就是明度。水泵是增长:明度越高,长得越快,接近上限时放缓。龙头是按比率 γ 持续的流失。拨杆是理解与玄觉之间的平衡,它决定上限,45° 时最高。按书中取值,拨杆越过 15° 或 75°,上限低到流失压过增长,不论起初多满,水槽都会放空。
为什么成立
水位停在增长等于流失的地方:α M (sin 2θ − M) = γ M,所以平衡水位是 M* = sin 2θ − γ/α。只有 sin 2θ > γ/α 时它才是正数。按书中取值 γ/α = 0.5,而 sin 2θ = 0.5 恰在 15° 与 75°。在这个区间之外,任何正水位都维持不住,从哪里出发水槽都会放空。水槽把方程拆成可以逐个观察的部件:水泵是增长项,套环是上限 sin 2θ,拨杆是 θ,龙头是 γ。
对思考与生活的启示
水槽里有两课。明度会自我增长,所以明度低的时候,每天一点点练习最要紧;流失是持续的,所以对付它也得持续。更难的一课是区间:按书中取值,过度偏向纯分析或纯玄思,不论起点多高都留不住。好的起点救不了偏斜的习惯。先看拨杆,再操心水位。
温馨提示
γ 和 α 取的是书中的示意值。现实生活有流失特别快的时候:生病、失去、筋疲力尽。这些时候水位下降,与你这个人的价值无关。休息也是让龙头关小的一种办法。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 推出 M* = sin 2θ − γ/α,并由 M* 处导数的符号判断它的稳定性。
- γ/α 趋于 0 时,可行角度的区间怎样变化?趋于 1 时又怎样?
- sin 2θ = γ/α 时两个平衡点相遇并交换稳定性。这是哪一类分岔?
图 7 · 附录 B.15
连通水槽
先想一想
- 有没有一个人,只要在身边,就让你的头脑清楚一些?
- 你会不会越来越像常在一起的人?
- 两个朋友很亲近,就该变得一模一样吗?
成长率不同的两个能动者由一只阀门相连。阀门开得越大,差距大致按 1/β 缩小,但不归零。
大白话
两个人的明度成长率不同,各自独处时停在不同水位,相差 0.30。打开阀门,即让两人以强度 β 相互影响,高的会拉起低的。联系越强,差距越小(0.19、0.11、0.05、0.02),但始终不归零,因为两人各自的成长率没有变。
为什么成立
每个水位受两股力:自身的增长与流失,单独时会把水位定在 1 − γ/αᵢ(这里是 0.70 与 0.40);以及耦合项 β(M̄ − Mᵢ),把它拉向两人的平均。平衡时两股力抵消。两人的成长率不同,抵消这份差异需要一个差距,而耦合给出的拉力与 β 乘差距成正比;β 越大,够用的差距越小,大致按 1/β 缩小,但差距为零时拉力也为零。两个水槽之间的阀门把这种耦合做成了实物:流量跟着水位差走。
对思考与生活的启示
影响能把人托起来。在模型里,较清醒的一方把另一方拉高,自己也让出一点水位;联系越强,两人越接近。差距始终不归零,因为两人各自的成长率没变,图里把这一点当作常态:一段友谊或婚姻可以让两个人靠近,同时保留彼此的差别。挑选亲近的人要用心;当你是更稳的那一方,要知道你的稳定会传过去。
温馨提示
人际关系比阀门复杂得多,谁也不必独自承担拉高另一个人的责任。如果一段关系一直在把你往下拉,同样的算术正在反过来运行;守住自己的水位、向人求助,都是正当的。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 在耦合 β(M̄ − Mᵢ) 下解出两人的平衡点,说明差距大致按 1/β 缩小。这个近似在哪里失效?
- 耦合会提高两人的平均水位,还是只把明度从一方挪到另一方?对照逻辑斯蒂增长项检验。
- 把模型推广到网络上的 n 个人。图拉普拉斯矩阵在其中起什么作用?
图 8 · 附录 B.16
集体水池
先想一想
- 你待过比任何一位成员都聪明的团队吗?或者比任何一位成员都糊涂的?
- 差别出在人身上,还是出在大家怎么说话上?
- 一个人能不能不改变任何人的想法,就把整个群体拖下去?
五位明度始终不变的成员共同注满一只水池;只改连接的格局,群体就会高过或低于成员的平均值。
大白话
群体明度等于成员明度的平均值,再加上一项由成员之间怎样连接决定的修正。图中五位成员的明度始终不变,变的只有连接。合作的连接带来加成,两人都清醒且水平接近时加成最大;对抗的连接带来扣减。连接合适时群体达到 0.725,比均值高出 0.165,这一段就是涌现间隙。修正项的权重 η = 0.5 是示意值。
为什么成立
群体明度是 Ψ = M̄ + η·S_W。成员都不变,均值 M̄ 就不动,群体在均值之外的得失全部来自连接项 S_W。每条连接贡献 g(a, b) = min(a, b)(1 − |a − b|):较不清醒的一方给它封顶,两人差距大则打折,所以两个都清醒且水平接近的人之间,连接的收益最大。权重为负时,同一个量变成扣减,一条重的对抗连接或一个宣传者就是这样把群体拉到均值以下。水池把均值画成固定的刻线,连接项决定水面高出它还是低于它。
对思考与生活的启示
水池说明,群体有多清醒,光数里面有几个明白人是数不出来的。成员都不变,单靠连接就把群体抬到均值以上 0.165;一条对抗的连接又能把它拉到均值以下。由此有两个习惯。在都清醒、又近得能听懂彼此的人之间多下功夫,并扶一扶每条连接里较弱的一方,因为它给连接封顶。另外留意那一条敌对的连接:它的代价可能超过任何一位成员带来的。
温馨提示
η = 0.5 是示意值,五个成员只是玩具模型。真实的群体有历史、有权力关系、有彼此的关照,这些都装不进一个公式。如果你觉得自己是连接里较弱的一方,记住在这个模型里,连接正是建在你的水平之上,所以你得到帮助,本身就是群体上升的一部分。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 固定 a,证明 g(a, b) = min(a, b)(1 − |a − b|) 在 b = a 时最大。最大值是多少?
- S_W 应当怎样随群体人数归一化,才能让五人群体与五十人群体的 Ψ 可以比较?
- 成员与权重给定时,带符号的连接怎样排布能让 Ψ 最小?最少几条对抗连接就能把 Ψ 压到均值以下?
图 9 · 附录 B.17
互信天线
先想一想
- 为什么很难信任一个凡事都确定无疑的人?
- 谈判时,你更愿意面对承认自己有所不知的人,还是从不承认的人?
- 接触多了,猜疑就会消失吗?还是得先有别的东西改变?
两只天线互送波束;每一方的增益都超过自身耗散时信任才成立,对方玄觉度趋于零时阈值 β† 越出刻度,这就是猜疑链。
大白话
两个文明要合作,各自从对方得到的收益都必须超过自身的耗散。一方从对方得到多少,取决于互动强度 β 和对方的玄觉度,即对方是否觉知实在超出自己的理解。任一方的玄觉度趋于零时,互动再强也不够,所需的 β 越出刻度,合作无法维持,这就是猜疑链。图中数值为示意。
为什么成立
合作成为均衡,需要两个条件同时成立:β ξⱼ > γᵢ 且 β ξᵢ > γⱼ。对 β 求解,每一方都要求 β 大于自身耗散除以对方的玄觉度,所以较小的那个玄觉度定下门槛,β† = γ_max / min(ξᵢ, ξⱼ)。这个 ξ 趋于零时,门槛无限升高,任何有限的 β 都达不到。两面天线把对称性摆了出来:每道波束的强弱由发出它的一方决定,任何一方失明,双方的联系一起断掉。
对思考与生活的启示
在这个模型里,互信立在对方的谦逊上。每一方得到多少,取决于对方是否还觉知「实在超出自己的理解」;任何一方彻底失去这份觉知,接触再多,合作也稳不住。这把一个常见的直觉倒了过来。在争取更多会面、更多交易、更多消息之前,先看双方是否都还说得出「我们可能错了」。你自己的玄觉度,是这笔交易里你能掌握的那一半。
温馨提示
这是关于文明的模型,这里借来照看人与人,数值也只是示意。真实的人际信任还要以安全为前提。如果有人已经表明会伤害你,保护自己就是清醒的选择,没有哪幅图要求你继续敞开。
进阶问题(给想深入数学的读者)
- 证明精确门槛是 max(γᵢ/ξⱼ, γⱼ/ξᵢ)。它什么时候等于 γ_max / min(ξᵢ, ξⱼ)?什么时候后者只是一个充分的上界?
- 刘慈欣的猜疑链假定双方都无法确认对方的意图。ξ → 0 形式化了这个假定的哪一部分,又漏掉了哪一部分?
- 让每一方对对方的 ξ 的估计带有噪声。误判会怎样改变合作稳定的区域?