求知最怕認真二字
寫這篇文章目的是提醒本科生們獨立思考和動手論證的重要性。先從一個微小的例子說起吧。命題P:傳聞IMO國手刷高考數學真題只需要30分鐘。
估計知乎上就有N多人相信這一傳聞。可能是某位IMO大神真有這本事,也可能是在吹牛B,也可能被人歪曲了本意等等。把這個例子當作命題的話,沒法嚴格證明。但是如果你持有否定觀點,能不能找出支持自己觀點的證據來,則有可能。
證據1:IMO那種試題風格與高考題完全不同,兩個體系。差別之大,類似抽象代數和微積分。雖然IMO試題比高考題難多了,但是所謂30分鐘,重點在於熟練程度。單純靠大量做IMO試題並不能提升做高考數學題的速度。比如數學系很多學霸做數學分析試題談笑風生,但是算幾個複雜一點的不定積分或0/0型極限,那速度……無語。數學分析和微積分算之前的差異比IMO試題與高考數學題的差異小多了,尚且如此。
證據2:高中聯賽一試成績。很多年沒關注高中聯賽了,當年關注時還是一試成績150分,二試三道大題的年代。參加過高中聯賽的人知道,一試試題是高考數學風格,不過難度比高考題難。根據經驗,可以認為對於IMO國手這一級別的高手,不存在做不出來的一試試題。假定命題P真,則邏輯上,該IMO國手的一式成績很高。當年一試滿分150分年代,考試時間為100分鐘,6個選擇題,6個填空題,3個解答題,類型為高考加難型。因為假定命題P成立,所以原則上一試100分鐘對於該IMO國手足以。
但是,印象中不少CMO金牌的一試成績並不是特別高,IMO國手一試成績也不是都很高。印象最深的是2008年IMO的兩個滿分國手:某生和某弈。
2007高中數學聯賽成績:
某生:117 100 217上海
某弈:XXX XXX 240 山東
數據顯示,當年的上海選手無人做出2007高中數學聯賽加試第三題。而某生的一試確實不算高,當年上海地區一試最高分為136分。至於某弈,猜測:因為某弈在IMO的表現可謂超級NB,所以認為他在加試題上被扣了很多分,似乎不合常理。我更相信他在一試上丟分較多,主要因為一試練習得少。
當然,2007年的高中聯賽試題很難,成績整體偏低(某經濟大省廣X除外)。所以主要比較同一地區選手之間的一試成績差異,某生一試成績並不高。
證據3:直接在知乎上找一個IMO前國手問問就行。不予評論。
天下事最怕「認真」二字。很多傳聞,你若能找到三個相對獨立的否定證據,則基本可以否定該傳聞了。但是很多人卻懶得思考,更別提搜集證據了。
現實中,求知而不求甚解者更多。其中尤其以兩類人最為突出:
第一類:非科班出身,看了幾本科普書或紀錄片以為自己懂了XX領域問題。
第二類:科班出身,但不是XX細分領域或方向行家,沒做多少功課就對XX領域問題高談闊論。
現實中,第一類人最遭人煩,看不起紮實做點微小的工作,自以為是,其極端形式為「泛民科Class」。但是,第二類人危害其實最大(因為真真假假,難辨真偽),典型代表是「天朝磚家Class」。天朝磚家Class主力又細分為兩個群:A群是科班出身,但不懂XX細分領域,此無自知之明也。B群是科班出身,XX細分領域方向,但因為某些利益而故意那麼說,此為道德問題也。
歷史的行程表明,談論某些問題看法時,科班出身固然重要,但更重要的是事先做一點紮實而微小的功課。
記得在學校讀書時,數學家Wiles是一個被廣泛談論的人物,用現在的說法比較勵志,比較心靈雞湯。Wiles不像Tao等人那樣天賦異稟,但是勤奮異常,甘心做了8年冷板凳。他的故事也出書了,甚至拍成了紀錄片,可以到優酷土豆上找到。
非數學系的,一般主要講雞湯。數學系的則可能談論的更技術一些,比如評論Wiles工作的意義。但是不論是當年,還是現在,我發現一些人持有的觀點,與事實不太相符。最有代表的是下面觀點A:Wiles當年第一次提交論文被審核出重大錯誤,他的這個錯誤一旦無法修改,則8年努力付之東流。
如果是文科生這麼說,那就罷了,更縱觀歷史之類言論差不多,外行聊聊八卦。但是,數學系不少人就持有該觀點,其中包括一些學霸和學神。
我相信:持有觀點A的人沒有仔細看過Wiles的論文(能否看懂是另一個問題)。估計持有觀點A的人也不知道是Wiles當年第一次提交論文被審核出重大錯誤是什麼。下面簡單科普一下:
此外,如果Wiles最終無法證明不等式,那麼他的其它工作就沒有價值了?非也。當時關於模伽羅瓦表示的數學工作很少,自Deligne他們之後,隔了十幾年才在模伽羅瓦方面有重大突破---Ribet證明了Serre的猜想。而Wiles在模伽羅瓦表示方面做出另一個重大突破,特別是發展了Mazur的形變理論,其數學價值不容質疑。什麼8年努力付之東流之類的說法和縱觀歷史的說法一樣不靠譜。
為什麼Wiles在BBC紀錄片里談及這段經歷時,十分激動,都哭了。不是因為當初擔心沒多大數學價值,而是人性體現也:擔心兒時的夢想被人搶走&外界的壓力。
在1993年,Wiles把大話說出去了,但在審核中被找出問題。Wiles修補了很長時間,也沒有修補上改進幾何Euler系的存在性問題。期間很多人要求Wiles公布數學手稿,迫於壓力,Wiles在94年國際數學家大會上宣布,如果還沒有實質性進展的話,則公布手稿,由全世界該領域專家共同解決這個問題。這意味著可能被其他數學家證明了那個不等式,從而證明費馬大定理---這至少造成誰證明了費馬大定理的爭議。這對Wiles的心裡打擊是巨大的。
有人稱,如果Wiles早點公布手稿,可能那個不等式早就被人證明出來了,這很有可能。但數學家也是人,挺在乎這個的。說個相對近的,某曼拒絕領菲爾茲獎,但是一聽到某Yau的封頂說法後表示angry,言重抗議。其實,如果以人性角度衡量,很多領域(包括數學以外)的大師是不過關的,所以談論大師們的工作時,最好別把什麼人性、道德之類的範疇扯進來,因為說不清。
前面說到Wiles的故事,不妨再講一個自己親歷的求知與細節的故事,個人覺得可以作為認真的一個栗子。注意,大家不要試圖搞明白這些符號的具體含義,而是集中注意力在數學邏輯思路上。
Wiles為了證明費馬大定理,只需要證明兩個特殊的環是同構關係:
以上例子來自於現代數學領域,難度偏大。下面講兩個難度小一點的真實故事,根據個人經驗,大多數人(包括本科生們們)不愛聽講道理,覺得空談道理沒幹貨。所以我如今寫文章避免大篇幅講道理,愛用例子。下面是兩個真實的案例,影響很大,看起來也比較詭異,體現了魔鬼隱藏在細節中的道理。
工程領域的例子:法航AF447空難的一個詭異細節。
在馬航MH370事件之前,空難事件最詭異的可能是2009年6月的法航AF447空難墜海事件。很不幸,飛機上有國人,包括T大的一名校友。一場空難通常是一連串的連續失誤造成的,本文不可能三言兩語說得清,所以只能挑選少數細節簡單談談。
AF447事件已經被拍成紀錄片,可以在優酷等視頻網站上看到。一些人看了該紀錄片以為就了解了AF447真相和細節,其實是三個英文單詞YSN。我利用閑暇時間看過空難報告後,也不敢說真的理解AF447空難細節。更別說,在我看來那個ACI系列中的AF447空難紀錄片拍攝的並不好。
很多人認為被稱作「拉杆狂魔」的SB型右駕駛伯南全程拉杆,導致客機失速墜海。很多網友質疑:為什麼飛機處於失速狀態,你還在往後拉杆,不知道越拉杆飛機越失速嗎?還專業飛行員呢,都不如我這個業餘的。
根據個人經驗,當我們分析一個重大事件時,首先不要假設專業人士很傻很業餘,假設他們具有專業性和常識,然後看能不能發現矛盾。實際上,從網上流出來的機組出事前的對話看,可以得知以下信息:
1. 右駕駛伯南在墜海前一直以為飛機處於超速狀態;
2. 機組三人誰也沒有在墜海前判斷出飛機處於失速狀態(無人在對話中提到失速這個詞)。
當失速警報想起後,機長不在駕駛室,而兩個飛行員也不認為飛機在失速,他們也許認為出現異常情況,警報失靈。既然伯南一直認為飛機超速,所以他的拉杆操作就可以理解了。那為什麼伯南作為專業飛行員會判斷錯誤?
眾說紛紜,以下是比較有代表性的解釋:
1. 飛機是在巡航階段失速的,這在飛機事故中極為少見。通常失速事故發生在起飛和降落階段。加上伯南認為警報失靈,更願意相信飛機超速。
2. 當時是夜晚,加上各種警報亂響,伯南很難冷靜做出判斷。不僅僅是他,其他機組人員也如此。比如機長回到駕駛室時,三個人還討論了一下飛機到底是在上升,還是下降。
3. 飛機在失速狀態時會出現異常的振動,但是在超速時也會出現類似異常振動,確實不容易區分。而且,飛機上沒有「迎角顯示器」,迎角變化是判斷飛機失速的有利證據。
網友們是在已經知道飛機失速時,才做的應對操作判斷。如果放到當時那個環境,反應幾乎不會比伯南更好。官方後來根據AF447事件中客機黑匣子數據做了一個動畫,還原飛機失速前的信息,包括駕駛員的操作動作。視頻可以見下面鏈接:
AF447模擬動畫_機械_科技_bilibili_嗶哩嗶哩彈幕視頻網
這個視頻比優酷好,右上角沒有wane的圖標。從視頻可以看出,伯南(右側)沒有一直向後拉杆,墜海前嘗試過向前推桿操作(這是正確操作)。下圖說明PFD的,有助於讀者理解模擬動畫(看動畫主要看這個錶盤和飛機姿態變化):
下面是法航AF447空難的一個詭異細節,也是這個例子的關鍵地方。見下圖:
對比官方動畫視頻,簡單地邏輯分析可推測:
當空速低於40節時,失速警報消失,但其它警報仍然在響。伯南在最後階段曾經嘗試向前推桿操作(這是正確的操作),飛機空速增加,超過40節時,失速警報想起。失速警報嚇了伯南一跳,於是他下意識向後拉杆(這是錯誤操作),飛機空速低於40節,失速警報消失。從視頻上看,這個設計缺陷同時也誤導了左側駕駛員。伯南錯過了「理論上」最後的自救機會。
我當時第一反應是:設計失速警報的人腦子被驢踢了嗎。後來在網上向機場工作人員請教了一下,對方認為:正常情況下,飛機保持飛行的空速在40節以上,飛機空速在在40節以下默認為飛機處於跑道上滑行階段,所以……
以上細節只是法航AF447空難的若干細節之一,ACI的法航紀錄片與這些細節相比,確實simple and na?ve了。通過這個案例我明白了三個道理:1、魔鬼隱藏在細節中。2、不要以為看幾部紀錄片就真懂了XX事件。3、即使是專業人士,不查資料,不獨立思考,隨大流,結果也會XX。
經濟領域的例子:2008年金融海嘯中美元的詭異升值。
經濟學因為門派太多,說法各異,很難有一個標準答案。在實踐中有一句話,市場里沒有專家,只有贏家和輸家。所以這個例子重在邏輯上自圓其說,給大家提供一些新思路。
了解點金融史的人知道,美帝2008年下半年爆發了金融海嘯,危機以美帝為中心擴散到全世界。特別地,在2008年9月份雷曼倒閉之後,金融危機高潮來臨。當時很多人認為,美國經濟基本面出現大問題,美元會貶值。就像現在一些觀點認為天朝經濟出大問題了,人民幣要貶值一樣。
雷曼倒閉後,當時不少投資者選擇做空美元。理由是美聯儲會繼續降息,大力開動印鈔機。一些人選擇間接做空美元,比如做多黃金或大宗商品。結果是,那些直接或間接做空美元的人,在2008年下半年虧大發了,有的基金甚至直接被清盤了。
美元指數下半年的詭異升值走勢與教科書理論南轅北轍。教科書理論認為,貨幣是一個國家購買力的體現,該國家經濟出現大問題了,則本幣貶值。實際情況是歐元和英鎊跌成翔,主要貨幣中只有更詭異的日元對美元是升值的。
有人認為是美國操縱匯率市場,但是美元可是個大市場,不像人民幣市場。有人認為是美國後院失火,海外的熱錢迴流本土救火,說得通。但是市場的分力不只熱錢迴流本土這一個。
對於美元下半年的詭異升值走勢,索羅斯有自己的解讀,在《索羅斯模式》里索羅斯認為:美元的詭異升值與美元是結算貨幣有關。金融危機爆發後,投資者大量回收現金,大量短期到期債務拒絕展期。而大量短期國際債務結算需要美元,因為美元相當於世界貨幣。這造成了短期內對美元需求暴漲的局面。
大宗商品市場是在2008年7月之後才崩潰的,此前一路上漲。後來大量商品基金遭到天量贖回,所以大量拋售套現。可金融危機中買家太少,都著忙回收資金。於是多殺多,大宗商品市場跌成翔。為什麼投資者忙著贖回商品基金?因為著急用錢,別的地方資金被套住了。而且很多投資者也擔心大宗商品這塊補跌,早跌晚跌,時候未到。
所以按上述說法,美元在2008年下半年的詭異升值表現,不但說明市場情況沒有好轉,反而說明更嚴重了。但是,上述原因明顯是短期因素,不足以長期支持美元升值。實際上,到2008年年底時,隨著QE1的推出,美元大跌。但是,不少做空美元的投資者出手太早,損失慘重,半路出局,沒有等到美元貶值的時候。
以上例子也印證了魔鬼隱藏在細節中,越是反常的細節,其背後往往有深層次的原因,甚至別有洞天。此等奇觀非獨立思考、審慎分析,難至也。
最後做一個總結:本文舉出的三個例子來自不同領域,沒什麼聯繫,但共同特點是細節很奇怪。不過細細品味後,發現又可以自圓其說。越是深刻的分析,越是沒人主動送到你面前。所以只有你自己所做的事前功課,你自己的獨立思考,才是真正屬於你的。沒有付出,沒有收穫。這篇文章由小到大,只是分享一點人生的經驗,提點下本科生們。越是大事,越是原因複雜,分力多多,相比之下,某種意義上,數學反倒是最簡單的,一個證明就搞定了。那數學以外的世界呢?那就看你如何認真思考了。
本文內容駁雜,文字和圖片混編,需要排版一下。
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