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肥尾效应:混沌随机主导的领域,成功取决于混沌

2024-09-04科学

我们一直在关注随机性的问题。布莱恩·克莱格是英国理论物理学家和科普作家。他在他的【骰子世界】一书中对随机性进行深入探讨。他别出心裁地把随机分成「经典随机」和「混沌随机」两大类。

虽然经典随机和混沌随机是不同的,但可以让我们了解到现实世界的一些图景。

来源:在苍茫中传灯

经典随机中的单个事件是无法预测的,但一个经典随机物体集合的整体行为却遵循规律分布,使对该集合未来行为的预判成为可能。经典随机规律不能告诉我们某次游戏的结果,但能告诉我们不同结果的分布。经典随机的用处在于它能预测赌局的结果,但无法用经典随机的分布区预测地震背后的混沌行为。

混沌随机的概念出现于早期预测天气的计算机的计算过程。1963年,气象学家爱德华·洛伦兹利用计算机进行「数值天气预报」试验。他发现,初始条件的微小改变,便会使得结果天差地别。也就是,一只在巴西起舞的蝴蝶可以在德克萨斯州引起龙卷风。这就是所谓的「蝴蝶效应」,由此就成为混沌随机的混沌理论。

确实,在复杂系统里,许多结果受影响的与多因素的大型系统都存在混沌行为,包括天气、书籍销售、以及股市行为。经典随机中的随机事件的集合可以形成一个可预测的分布,混沌随机却不容易。在混沌中,事件不会出现有序的分布,混沌随机的结果可能让我们惊讶。在某种意义上,混沌随机比经典随机更随机。

随机性是宇宙的生命力

许多大名鼎鼎的数学家和物理学家都很喜欢对「骰子世界」进行研究。比如,他们会利用「蒙特卡罗法」来计算赔率。参与其中的不少科学家相信,借助阿尔伯特·爱因斯坦名言里所说的,量子物理学存在「根本确定性」的道理。因此,他们能在一定努力下,实现对量子系统初始状态的绝对精确计算。

布莱恩·克莱格在研读纳西姆·塔勒布的经典之作【黑天鹅】时注意到他的「戏局谬误」之说。塔勒布对骰子代表随机性的文化参照的抨击令克莱格震惊。塔勒布说,骰子呈现的是游戏中虚假的、被操控的、可预测的随机性,而非生活中真实的、不可控的随机性。这就是所谓的「戏局谬误」。

为此,塔勒布讲述了两个人参与一个经典游戏的故事。抛掷一枚公平硬币,正反面朝上的概率均是50%。通常我们会期望硬币落地时,一半次数为正面朝上,一半次数为反面朝上。如果我们连续抛掷硬币99次,每次都是正面朝上,那么下一次抛掷依然正面朝上的概率是多少?

在塔勒布的故事中,第一个人是会计师,他想到了标准「正确」答案。在第100次抛掷硬币时,正面朝上的概率依然是50%,因为硬币没有记忆。而「因为此前已多次出现正面朝上的结果,故此次出现反面朝上的概率更大」,这样的观点则是「赌徒谬误」。事实上,第100次抛掷与之前的抛掷没有任何联系,正面朝上的概率依然是50%。

故事中的第二个人是城市商人,他认为这样的统计观点在生活中毫无意义。他并未选择赌徒谬误——第100次出现反向朝上的概率更大。他不愿落入陷阱,他认为硬币有较大概率再次正面朝上,并且他很可能是正确的。因为在现实世界,如果连续抛掷99次硬币都得到正面朝上的结果,操作者很可能有说谎的行为。现实世界并非一场公平、容易计算、没有外界干扰的游戏。现实世界存在作弊现象。

这就是我们对现实世界的真实观察,但克莱格认为塔勒布就骰子的随机性的研究有一些疏忽:骰子仅具有象征意义,它并非现实世界经验的计算模型。爱因斯坦早在20世纪就以骰子做过比喻,来说明大自然不屑于理会人类的事物和欲望。爱因斯坦用「上帝不掷骰子」表达了他对量子理论的愤懑,因为量子理论认为表面上可以预测的现实世界,事实上建立在不可预测的概率之上。量子理论从未打算对不同类型的概率和随机性做详细分析,而是大致说明了有些事情是我们无法控制的。事实也的确如此。

不过,骰子所扮演之角色及其游戏机制却能帮助我们理解概率的含义,并进一步了解现实世界的全貌。卢克·莱恩哈特在【骰子人生】中讲述了一位不如意的心理学家欲以掷骰子来决定自己的人生,把每个决定都交给骰子来选择。但是,很显然,我们大多数人不会通过骰子来决定人生。无论如何,掷骰子是随机性的有效象征。我们会发现随机性正是宇宙最根本的生命力。

成功取决于混沌随机

塔勒布在【黑天鹅】中引用的哲学家伯特兰·罗素的火鸡的故事。想象一只火鸡的一生,这只火鸡非常爱思考,它能预测自己未来的幸福。回顾过去的生活,它发现好日子与坏日子呈正态分布。

假设这个过程只有经典随机,那么积极经历与消极经历的范围、好日子和坏日子的分布即可预测。然而,圣诞节来临,混沌介入其中,这远远超出了它迄今为止的所有经验。

我们就像这只火鸡。一家公司投入大量的精力用于预算,研究预测来年的业绩,会在现实与理想脱节时痛定思痛。这些公司即是火鸡。公司基于过去经验畅谈美好未来,又在混沌介入后心灰意冷。它们的错误不在于预测,也不需要事后痛定思痛,而是认为大部分现实生活可以有效预测。

面对混沌随机,我们经常把一些混沌主导活动中的成功归功于天赋而小瞧运气的作用。作家的书、投资者的投资、企业家的公司有多成功,通常取决于混沌的作用。

天赋也许会带来一些微妙的影响,却并非销量、股值、业绩等飙升的决定因素。成功存在一个能力阈值。低于该阈值,糟糕的表现不可避免;高于该阈值,在混沌随机主导的领域,成功取决于混沌。不过,并非所有的商业活动都严格遵循这一规律,连锁店受混沌实际的影响非常小,这非常有趣。

就像麦当劳汉堡连锁店,它的生意很可能会进入一个舒适的状态,因为对未来的预测相对容易确定。尽管顾客数量是随机变化的,但这个变化通常分布于一个可预测的范围。

此外,汉堡的需求量也分布于一个可预测的范围。汉堡店倒闭的常见原因是开店位置不佳。客流量适宜,产品质量和价格合理,汉堡就不愁销售。但这并不代表万无一失。对汉堡店而言,巨大的环境改变也会带来混沌:附近有沙门氏菌爆发,门店也许会倒闭;市政封锁了附近的街道,门店的利润也许会锐减。

从长远来看,环境变化不可小觑,稳定的产业也会发生翻天覆地的变化。柯达公司曾经如日中天。在20世纪80年代,不会有人认为柯达公司会走向破产。柯达公司以为数码摄影只是随机出现的小插曲,因此不足为患。柯达公司主观地认为他们比任何人都了解摄影行业。但实际上,数码摄影的出现颠覆了整个行业,等到柯达公司作出反应,为时已晚。