通往複雜世界的死胡同:線性思維

2020-12-03 新浪財經

來源:格上理財

莊子有一則寓言:南海帝王「倏」和北海帝王「忽」,在中央帝王「混沌」(渾沌)的地方相會,混沌對他們很好,倏和忽就想報答混沌,他們見大家都有眼耳鼻喉,而混沌沒有七竅,於是為他開竅。開竅後,混沌卻死了。開竅還叫混沌麼?不叫。這個寓言意味著:混沌之所以叫混沌,就註定和倏、忽不一樣,你不能隨隨便便去改變他。在莊子眼中,混沌是褒義詞。

混沌,其實無所謂好與壞,你能夠駕馭它,就是好;你駕馭不了它,它就不好。

1

不是所有的事情都能用邏輯思維解釋

人在地球上。地球是什麼樣子?地球是顆行星,人和其他生命、非生命共同生活在同一星球上,在漫長的歷史演化過程中,形成了一種共生關係。

演化過程是非線性的,非線性系統可以出現一種複雜的運動:混沌運動。混沌運動的軌跡、空間結構是分形。

我戴著眼鏡,通過眼鏡看世界。摘掉眼鏡,我可能看不清。那麼,整個人類也一樣,通過各種模型這類「眼鏡」看世界。如果脫離了當代自然科學,看世界就會混沌不清;自然科學通過模型化的方法,解釋世界上發生的現象。

什麼是模型?模型就像簡諧振動之於力學,理想氣體之於氣體理論。什麼是理想氣體?理想狀況下的氣體,在現實中壓根不存在,其假定每一條都不成立。不存在?那研究它有什麼用?有用!這就是科學,通過模型化簡複雜性。哲學則迥然不同,哲學通常將簡單的東西複雜化。

科學家通過化簡,尋找所謂的自然規律(其實只是了科學規律,與自然規律還不是一回事),長久以來通過線性模型推動人類認知發展。

從直觀上看,線性在圖形上呈直線、狀態可疊加;非線性圖形上看有拐彎、狀態不可疊加。

比如你花十塊錢買一條魚,花二十塊錢買兩條,花三十塊錢買三條,這就是線性關係;但如果你買了二百五十條魚,商家會打折,就出現了非線性關係。

大自然從根本上是非線性的。如果非線性現象,強行用線性的辦法去逼近、去模擬,會出現什麼樣的效果?有時很成功,有時不成功。

下圖就是一個不成功的例子,這是荷蘭畫家艾舍爾畫的瀑布,既有飛流直下又有曲折迂迴(箭頭標識)。這在實際中是不可能發生的,水不斷垂直向下流淌、又不斷流回。可是,從每一個局部上看,似乎這幅畫都是很合理的,找不到毛病,那為什麼每一處加起來,就不合理了呢?

這就是線性到非線性中間發生了突變,僅沿用老辦法沒戲。水回流是反常識的。

從生活角度看,線性運動類似於按部就班過日子,早上7點起床,7:30洗漱,8點吃飯,8:30去上學或者工作,日復一日、年復一年,忙忙碌碌,當你老了,回憶往昔——這一生做了什麼,這一生有什麼意義?驀然發現,原來,這生活不是自己想要的。

似乎走對了每一步,但為什麼自己的人生看起來如此荒唐?

問題的根源在於我們太習慣於線性思維,一點點往外推,然後推出了荒謬,推出了悖論。其實,人生需要超越,不能線性外推。

下面,我們來看兩類系統,一類用鐘錶表示,即規則性、周期性、穩定性、簡單性,例如晝夜更替、日食月食、萬年曆編制。為什麼天文學家能夠提前一萬年編制出萬年曆?因為這個系統是簡單的、可預測的,一萬年以後的日食、月食的精確時間都可以被提前告知。

另一類,就像達文西畫的湍流一樣,是高度非線性的,難以預測的。股市就是其中的典型,如果你能預測到股市的下一秒,那麼你就能瀟灑過一生,不用再努力學習了。

2

這就是混沌的樣子

在非線性動力學中,會出現一種混沌。要記得,非線性是出現混沌的必要條件。

小說《侏羅紀公園》埋了兩條線索,一條明顯——恐龍,很具象,老少皆宜;一條非線性,每一章都有一次迭代,如此下去,當這個系統達到一定程度,就會變得混沌,就會出現複雜性,恐龍島會失控。

這是混沌的樣子,你們熟悉嗎?

混沌軌道是一種奇怪吸引子,不是隨便亂畫,而是根據確定性的方程計算出來的。什麼是混沌狀態?

舉個例子,1987年10月「黑色星期一」,股票價格暴跌。一則壞消息被迅速放大,投資者們隨意的且獨立的行為緊密配合,最後造成金融災難。

混沌也可以是一種新的定態行為。是一種確定性的從非線性系統產生的、非周期性的隨機運動。我將一個電源開關突然合上,那一瞬間產生的電流是雜亂的,稱暫態,對於我們來說意思不大。在合上開關十分鐘或半小時後,你再去測它的電流,那個時候就是它的定常狀態,即Steady State。這還不夠,對於實際系統,還要加上某種穩定性限定,於是要考慮3S:Stable Steady State,數學家已經證明,混沌確實可以是3S之一種。在此之前,人們只知道三種3S(不穩定的暫時不考慮):

1. 不動點fixed point,對應經濟均衡;

2. 極限環limit cycle,例如過山車,在一個三維空間上轉圈,轉到一定程度回到原點,是一個周期運動;

3. 極限環面limit torus,非周期。

混沌與它們都不同,是這三種之外的一種新型的運動體制(想一想,混沌之後呢?還有沒有更複雜的類型?)。

如果馬克思和恩格斯還在世,他們會怎樣描述經濟周期?恐怕不會再是周期模型。可能會用混沌模型來解釋現實經濟現象。現實中的經濟不是簡單的周期運動,比如豬周期,豬肉隔幾年就會漲跌,農民總是踩不上這個點。把握不住周期,養豬就虧損;不養豬,豬肉價格就上漲,再養為時已晚。所以,豬周期不是嚴格的周期。

如果系統具有高度非線性,它對初始條件可以極端敏感,系統會出現蝴蝶效應。洛侖茲當年在美國科學促進會打了一個比方,南美洲有個蝴蝶,扇扇那個鱗翅,最後會引起北美洲德克薩斯州的一場龍捲風。也就是說,微小事件可以放大,但如果真的如此,你如何得知——是南美洲的A蝴蝶扇翅膀導致的,還是南美洲的B蝴蝶扇翅膀導致的呢?

既然你分辨不了,蝴蝶效應還有意義麼?這就是混沌在哲學上給人出的一道難題:一隻蝴蝶,兩隻蝴蝶,很多蝴蝶,給因果推斷帶來麻煩。

3

分形,你中有我,我中有你

混沌會導致分形。分形的結構就像綠菜花,整體和每個部分都相似。

數學家芒德勃羅在《科學》雜誌上發表了一篇論文《英國的海岸線有多長》。按照傳統觀念,英國海岸線的長度是個客觀量,與你用多大的尺子去丈量完全有關。但芒德勃羅卻提出:英國海岸線的長度可以變化巨大,而且都可以是正確的!

隨著海水的侵蝕和陸地的變遷,海岸由曲折的海灣組成,呈現出不規則的形狀。而細微處的曲線只能用更小的尺子才能測量出來。於是,對於同一條海岸線,長度竟然好像是任意的,隨尺子而變。

芒德勃羅發現,海岸線其實是一個複雜的分形,分形通常具有分數維數。大自然中,到處都是分形!大腦皮層、小腸絨毛、血管系統、小麥根系、水系、雲。

分形的結構,乍看像一塊凍豆腐(防毒面具中填充的活性炭也一樣),有大量的窟窿眼,表面積非常大,化學反應中用到的觸酶(催化劑)就如此,表面積頗大,能增加化學反應的速率。

下圖是用數學公式計算出的分形。

自私還是利他,不能一概而論

在生活中,我們應該學會用分形去猜測、去理解一些現象,得到新的啟發。

舉例來說,演化中的自私與利他問題,這是一個懸而未決上百年的問題。主流說法是,道金斯的「自私的基因」。這種說法給出了一個很強烈的暗示——人的利他行為、合作現象等等都可以用自私解釋。

但我認為這種做法有很強的誤導性,我們既不能無限擴展利他概念,也不能無限擴展自私概念。從分形上看,自私和利他同時存在,不會有單獨的自私或利他,這兩個概念一起出現,互相嵌套。

你可以捫心自問:

你是一個純自私的人麼?你肯定不承認。

那麼,你是一個純利他的人麼?你可能也做不到。

每個人都是既自私又利他。見到壞人,就用自私的辦法;見到好人,你可能願意利他。

自私的概念不能無限擴大,擴大會遇到很多問題,大家可以感受一下一些西方學者的怪論:

「基於同情的行為是自私的行為。」(Amartya Sen)

「你越為別人的不幸感到憂傷,越是想幫助別人,你就越自私,因為你實際上是在為自己緩解痛苦。」(Matt Ridley)

胎兒與胎盤不是朋友,只是微妙的寄生關係。母子之間還有血糖爭奪戰。「讓人震驚的證據,粉碎了傳統的樂觀看法」。

螞蟻和母狼幫助姐妹哺育後代,被解釋為:這些動物意識到這樣做能夠為自己多傳播基因!

我們發現,惡人看到滿街皆是惡,而善人發現每個角落都有善的存在。

在支持「自私的基因」那些學者眼中:在災難面前先顧自己被解釋為自私,而先顧他人又被解釋為準備獲得長遠好處。總而言之,就是無法逃脫自私自利、人不為己天誅地滅的信念。實際上,利他也是人的本性之一。為自己不等同於自私,否則天下活物都是自私的。

從分形的角度來看,人生要講究平衡,個體為了自己、為了生存不能算自私,只有當個體為了自己同時阻礙了別人的生存才可以叫自私。自私概念不能隨便用到分子層面。

用分形觀點看歸納和演繹的關係、地位,會看到某種對稱性。比如,數學是歸納的還是演繹的?近代自然科學方法是歸納的還是演繹的?其實,兩種都用!兩種東西交織在一起,缺了誰也不成。

4

藍翔還是北大,你說了不算

混沌運動對初始條件具有敏感依賴性。從運行軌道上看,狀態點既跑不掉也停不下來。

著名物理學家、數學家麥克斯韋在1873年說:「從同樣的前件得出同樣的後件,這是一個形上學教條。沒有人能否定這一點。但是,實質上它並無很大用處,在這個世界上,同樣的前件從不再出現,任何事物也不發生兩次,……物理學公設與此有類似之處:『從類似的前提得出類似的結果。』然而,在這裡我們從相同過渡到了相似,從絕對的精確性過渡到了多少有些粗糙的近似。」

這段話通俗來說就是,我們從類似的前提,能否得到類似的結果?

如果在前提中增加一個Δ,是不是在結果中也僅僅產生一個Δ?麥克斯韋說,有時可以,有時不可以,線性系統可以,而非線性的複雜系統就不可以。

你所面對的系統是怎樣的?這需要判斷。

混沌系統也不是完全不能預測,但是要小心,此類系統不具有「單調性」,並非初始條件越精確結果就越好!我們傳統的教育觀念認為:你孩子長大後要想過上幸福的生活,你就必須督促她(他)從一開始就好好學習,以後上清華北大、牛津劍橋等名校,至少也要上個211。

從統計學上看,211大學畢業生的平均工資可能比普通學校高一點兒,但也高不了多少。211大學也能培養出殘廢人才,自殺比例也不一定低。所以,上名校不一定能使孩子過上幸福生活,你無法預知你家的孩子是分子還是分母。

讀北大和藍翔的區別是什麼?

你家的孩子可能適合讀北大或地大,也可能根本不適合讀大學。不適合讀大學不等於他不是人才,他作為一個工人可能會做得很好。一個熟練工人月薪也可能超過很多白領。但我們往往一根筋,一定要讀大學、讀好大學,而且非學某些科不可,這不是折騰孩子嗎?

讀藍翔可以很好,中國現在恰恰更需要技校而不是大學畢業生,那麼多大學培養出來的人才找不到工作。多建些技校,學生就業有保障,中國生產出的產品質量也會更高。

在這一方面,人和人的看法不同。你認為我說的靠譜麼?信,就靠譜;不信,就不靠譜。

5

生存還是死亡,與吾愛同行

人在大自然中是渺小的,卻經常膨脹,個體的人和群體的人在生存中經常面對不確定性、風險。採用線性或非線性模型,本質上是為了生存,為了解決實際問題。

不管人多厲害,在面對世界時,知識儲備都不夠用。即使靠先進的科技,依然不夠。怎麼辦?

這時候,你需要開發、調動作為自然演化物之人(Homo sapiens)的其他生存智慧、本能,比如情感、超越性天賦。

我用電影《預見未來(Next)》來說明這個道理。主人公克裡斯是個魔術師,他可以預測未來兩分鐘與自己相關的事情。他偶然遇到了美女Liz,與她在一起,克裡斯能力變強——可以預測超過兩分鐘的事情,自此他的人生與Liz捆綁在一起,共同挽救世界。

這使我聯想到人在面對非線性系統的複雜性時,如何增強對世界的感知力,更好地計算(算計)未來?人是一種社會性動物,人要傳宗接代,人需要友情,人終歸耐不住寂寞,不能孤獨生存在這個世界上。

所以在面對複雜系統時,我們要與別人共同應對。

你的境界決定了你的視界和世界!如果境界很低,就看不遠;如果境界很高,就站在另外一個平臺看問題,就超越了井底之蛙。

非常關鍵的一點在於關聯。與你所愛的人一起,完善對這個世界的感知,擴展預測能力,看得更遠。當你有所牽掛時,表面上給你增加了負擔,但是你們可以共同面對困難、苦難,世界向你們敞開。

人算不如天算,人僅僅是普通的動物,是萬千物種中的一個。人類的真正偉大之處在於:人可以嘗試以非人類中心的觀點看世界。人有理性,更有超越精神,你的超越在於你可以從別人的視角、非人類視角看問題,「像山那樣思考」,於是你的境界就提升了。失去了什麼?Nothing!

所以,不要過分打小算盤,該算計的時候算計,不該算計的時候就不要算計。什麼時候該算計、什麼時候不該算計?自己琢磨。

有些人說,如果人的一生從來沒有折騰,那一定要折騰一下。年少不風流,老來必荒唐。但是,如果你沒完沒了地折騰,折騰完人類又折騰動物植物土地巖石,就沒辦法讓環境跟上人類的演化,就產生了各種各樣的環境問題,最終損害到自己。

所以,要少折騰,培養好感覺!通過學習、修煉,全方位獲取信息,用心感受世界。

本文來源:公眾號 @混沌大學。混沌大學是一所面向商業創新群體的在線商學院,以哲科思維為根基,遍邀200位全球頂級師資,打造創新教育體系,幫助中國職場精英培養創新能力。

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