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金版计划·26|是断崖还是缓坡,得先看刻度

“断崖式降温”那条线,一分钟一格地看,就成了一段缓坡。温伯格在《系统化思维导论》里说,按时间画的图最好用,也最会把人带偏;会用一样工具,先得数得出三种用坏它的办法。

金版计划|温伯格《系统化思维导论》领读·第 26 篇

向谦备忘录,启发小进步,我是徐向谦。

前一天傍晚,楼下还有人穿着短袖乘凉。第二天一早出门,风刮在脸上发疼,天气预报说气温一夜掉了十来度。电梯里有人说了一句:断崖式降温。

“断崖”两个字真形象。把这一年每天的气温画成一条线,那一夜确实是一道陡坎;可要是每隔一分钟记一次,那十来度是一点一点滑下去的,相邻两次之间找不到一处像悬崖。

刻度一换,是断崖还是缓坡,说法就跟着换了。那么,一条按时间画出来的线,凭什么说它陡、说它缓?时间人人一样长,钟表一样走,按时间画的图,总该是最老实的吧?

温伯格的看法正好反过来。时间是最好用的那一维,所以他偏要先数一数,它会在哪几处把人带偏。

坐标在原书第 6 章第 3 节「时间作为行为的基准」,另借第 2 节里的两条法则。第 25 篇讲的是把多维的状态压成一张平面图;这一节接着问:图上那条线,走得有多快。

一、多画一维时间,打结的线就解开了

第 25 篇那张图,把俱乐部一百个会员的等级加成两个数,一个点一个点往左下角挪,挪到(0,0)就停了。温伯格回头挑它的毛病:看不出走得多快。到(0,0)用了五十步,还是五万步?航线图上也一样,时速 600 英里的喷气客机和时速 100 英里的小飞机,画出来是同一条线。

这种平面图还会打结。他在第 2 节留了两条法则。一条叫历时法则:行为线要是自己跟自己交叉,要么这个系统不是状态确定的,同一个状态后面能跟两种走法;要么看到的只是一个投影,视角不完整。一架飞机盘旋着下降,在空中从没回到过同一个点,地上的影子却交叉了好多回。他说,就算不知道丢掉的那一维在哪儿,至少知道该去找了。

另一条叫共时法则:同一时刻有两个系统落在状态空间的同一个位置,说明维度太低,视角不完整。第 25 篇那张气温—降水图上,(60,30)那一点同时挤着针叶林、落叶林和草地,光凭这两个数分不开它们;还缺冬天的最低气温、日照、风,还是人,那张图说不出来。第 25 篇开头,导航上蓝点压着红点,也是两个地方挤进了同一个位置。

线打了结、点撞在一起,常常是少看了一维。温伯格接着说了一句有点绕的话:维度太多看不过来,一个办法偏偏是再加一维,时间。时间有个别的维度没有的脾气:只朝一个方向走,同一个值不会出现第二回。音乐盒上要是装一个小钟,把时刻也算进状态里,从前转了一圈又一圈的循环就散开了,每一圈都是在不同的时候,经过相似的几个状态;拿钟去量,还分得出哪一圈转得快。可以想成一根拉开的弹簧:从正上方看,是一个圈描了几十遍;从侧面看,每一圈都在不同的高度上。

不过,曾接手他在 IBM 系统研究所课程的同事吉姆·格林伍德提醒过他:把时间看成单向的,是物理学家挑中的看法,挑中它,正因为它能把东西拆开。别的文化里,时间更像转圈。他引了一位英国农场工人讲老母亲的话:星期一洗衣,星期三烤面包,下大雨也照洗不误,“如果没有了这些日常规律,我就完了”。温伯格说,换着用不同的时间观念,本身就是换视角的一件利器。

二、不看刻度,说不出是断崖还是缓坡

加上时间这一维,就有了时序图:横轴是时间,一条线画一个量。脑电图、股票指数、气温、潮汐,温伯格说,谁都能无休止地列下去。偏偏在夸它到处都用得上的时候,他提出了一条法则:

#27 数到三法则

#27 数到三法则:“如果想不出三种滥用某种工具的方法,你就不懂如何使用它。”(第 6 章)

他说,要掌握一件好用的工具,办法之一是挖它的弱点;守住这条法则,能护着我们不被求好心切者的热情带着跑,不过主要护的是我们自己。

这一句,我是核对英文原版时才看明白的。中译本作:免受“各种乐观主义者、夸张主义者和其他完美主义者的狂热伤害”。读的人到“其他完美主义者”这儿会绊一下:乐观的人、爱夸张的人,怎么算完美主义者?英文原版是 optimizers, maximizers。optimizer 不是乐观主义者(那是 optimist),是凡事要最优的人;maximizer 是什么都要拿到最大的人。一个看着像“乐观”,一个看着像“夸大”,眼熟,意思却不是一回事。

这一换,把法则防的东西挪了地方。照中译读,防的是别人的脾气;照英文原版读,防的是一种用法:非要把一样工具用到最优、用到最大。最爱一样工具的人最容易这样用它,难怪主要防的是我们自己。

那么,时序图会在哪儿被用坏?他摆出两张图:上面一条像台阶一样猛地一跳,电气工程师管这叫“阶跃函数”;下面一条慢慢往上爬。然后他标上两张图原来的刻度,问:现在哪一条是阶跃?第二张图的图题,顺序正好倒了过来。

他的结论很不客气:不知道时间尺度就谈阶跃、谈缓升,是“技术上的胡说八道”。时间尺度没有绝对的意义,只在跟别的时间尺度比时才有意义:四千年,放在人类整个进化史里算一次阶跃;十亿分之一秒,放在高速计算机的电路里,可能是一段慢慢的上升。所以拿两条线来比,时间尺度最好是同一个。

你可能会想:快就是快,慢就是慢,怎么还说不准?温伯格讲了件自己的事。1957 年,他们的计算机装了一套号称“零存取时间”的存储器,所谓零,是百万分之九十六秒。1967 年,他们又有了一套“低速”存储器,存取时间百万分之八秒。十年之后,比“零”还快十二倍的,叫“低速”。

那场“断崖式降温”也是这样。说它是断崖,是拿一夜跟一整年比;拿它跟一分钟比,它是一段缓坡。两种说法都对,出岔子的是不说拿什么比。

刻度归根到底要靠钟来定,人对时间的感觉靠不住。温伯格说,意大利科学家伽利略肯定愿意拿左臂换一块表。研究过去的学问更难,考古、地质、气候,都得先找一只靠得住的“钟”。有一阵子,人们把放射性碳定年当成救星,后来才发现,它远不是梦想中那只走得匀的钟;碳 14 的起伏一显出来,一整套一整套的理论被扔进了垃圾堆。

三、排在一根时间轴上,看着各走各的

刻度对齐了,还有一处更不容易察觉的坑。温伯格说,玫瑰都是带刺的:时间用同一把尺子把几个变量一条一条分开排好,让我们照看得过来;可看着分开,人就容易当它们彼此独立。

而几样东西要是连着,本来能少看几样,照样算得一样准。一只动物的大脑上能记下几千条脑电图,真要分析,最好只留少数几条,其余的推得出来。时序图把每一条单独摆好,恰恰可能让人看不出这些牵连。所以他说,挑哪几样来看,总是在“独立的便利性”和“完整的必要性”之间权衡。

他又拿第 24、25 篇那家俱乐部演示了一回:不分组相加了,改成数零级到九级每个等级各有几个人,十个数,画成十条时序图。十条线有升有降,看着像十件事。可只要定下九个数,第十个就定死了:十个数加起来永远是一百。只在外面看的人,要费好大的劲才看出一条往上、别的就往下,最后写成一条守恒定律。

温伯格管它叫“简单动力学第一定律”;换个看法,把偶数等级的人数加在一起,又有第二定律:这一份永远不会减少。英文原版里,那两样东西他起名 endigitry 和 eventropy,一个听着像能量,一个听着像熵,两条“定律”学的正是热力学第一、第二定律;中译作“点元”“偶元”,这层玩笑就看不出来了。

从白盒里看,这两条定律无聊透了:会员总是一百个;偶数乘什么都还是偶数。可对只能在外面看的人,这是实打实的发现,而且只有站在那个角度才看得出来,按第 25 篇那种分两组相加的看法,第一条根本不存在。温伯格于是说,科学,学的就是从哪些角度看事物能看出不变的定律;科学定律是在描述世界,还是在规定怎么看世界,我们其实分不清。

换到手边的事。有人每天在本子上记几条线:读书多久,看手机多久,睡了多久,路上多久,剩下的归成“其他”一条。读书那条线往上走,很容易读成“我自律了”。可这几条线加起来,永远是二十四小时,多出来的那一个钟头,总得从哪一条上扣下来。要是扣的是睡觉,这条往上走的线就不全是好消息。

数一数,这一节温伯格替时序图找出了几种用坏的办法:不看刻度就喊断崖;刻度不一就拿两条线来比;拿一只走不匀的钟当尺子;排得分开,就当它们互不相干。够数到三,还多一种。

一张按时间排好的图,最会把人带偏的地方,就是它最好用的地方。

金版批注

在温伯格笔下,放射性碳不是一只走得匀的钟。他没赶上的,是这只钟的起伏后来成了刻度。

2012 年,日本名古屋大学的研究者三宅芙沙在柳杉年轮里发现,公元 774 到 775 年之间,大气里的碳 14 突然跳高了一截,南北半球三十多处树轮后来都查到了这一跳;993 年还有一次,小一些。木头里只要有那一年的年轮,又留着最外一圈,往外数,就知道树是哪年砍倒的。

加拿大纽芬兰岛北端有一处维京人遗址,跟维京人有关的五十多个碳 14 测年,校准之后铺满了整个维京时代,将近三百年。2021 年,一个研究小组在三块带金属刀痕的木头里找到 993 年那一跳,再往外数到最外一圈:三棵树都是 1021 年砍倒的。

让温伯格失望的是那些不匀的起伏;把一个年份钉死的,也是一次起伏,陡得出奇的一次。这只钟没有变匀,是人一年一年数清了它在哪儿走得不匀,才知道哪一下能当刻度。

这一篇,你带走什么

黑板报

  1. 平面图上的线看不出快慢;线打了结、点挤在一起,常常是少看了一维。再添一维时间,打结的线就解开了。
  2. 不看刻度,说不出是断崖还是缓坡;快和慢,只在跟另一把尺子比的时候才有意义。
  3. 看着分开,不等于互不相干。一样工具,数得出三种用坏它的办法,才算会用。

本篇金句

“如果想不出三种滥用某种工具的方法,你就不懂如何使用它。”(温伯格,数到三法则)

#25 历时法则 · #26 共时法则

#25 历时法则:“如果行为线自交叉,则要么:1. 系统不是由状态确定的;要么:2. 你看到的是一个投影,那是一个不完整的视图。”(第 6 章)
#26 共时法则:“如果在同一时刻有两个系统处于状态空间的同一位置,那么就说明该空间的维度过低,也就是说,视图是不完整的。”(第 6 章)

思考题(6.6 之 8,据温伯格原题改写)

碳 14 没能成为那只万能的钟,可记录过去的“钟”还有很多。挑一个你熟悉的地方,比如老家那座城:要知道它这一百年变冷了还是变暖了,能找哪几只“钟”?老人的记忆、地方志里哪年下了大雪、树的年轮。再照数到三法则,给每只钟数出三种走不准的地方。

收束

下回再听到“断崖式”三个字,先问一句:跟什么比?刻度是多少?

再挑一样手边用得最顺的工具,试着数出三种用坏它的办法。数不到三也不要紧,下回用它的时候,在卡住的那儿多看一眼。

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第 27 篇讲第 6 章第 4 节「开放系统中的行为」。封闭的系统只有一条行为线;开放系统走哪一条,要看输入。温伯格讲了个学生约翰:安安静静坐了一年,一个星期五下午放火烧了图书馆,老师可能给他一个 F。他还说,一个人说过一次谎,我们就叫他骗子,却没有一个词称呼总说实话的人。

向谦备忘录,愿你每篇都有收获,我们下篇见。