【生活智人139】 數學家 庫查司基:在不確定中學習信任與懷疑

文/楊慧莉  |2025.06.28
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基本上,自駕車看到的東西跟我們不同。圖/123RF
數學家庫查司基探索「不確定的科學」, 帶領讀者進入一個有趣的世界。圖/Polityka
謬誤的「化學尾跡論」把飛機高空飛行留下的尾氣當作一種刻意行徑,為的是用生化成分毒害人口或控制天氣。圖/123RF
庫查司基自認即便有數學博士學位,仍無法完全理解AI演算的細節,但仍可找尋一些有利的方法在相信和懷疑之間取得平衡。圖/123RF
飛機為何會停在半空中,牽涉到複雜的空氣動力學,因此很難理解。圖/123RF

文/楊慧莉

面對未知,多半讓人坐立難安,在好奇心驅使下希望能得到所有事情的解答和解釋。然而,事情可能沒那麼簡單,且因事而異。有人探索「不確定的科學」,得到一些有趣的發現,並從中獲取生活智慧。他是數學家暨流行病學家的庫查司基……

專業觀察
有些事只需知其然


亞當‧庫查司基(Adam Kucharski)是數學家、流行病學家,也是善用數據理解我們這個紛擾而又充滿不確定性的世界的作家。他在倫敦衛生與熱帶醫學學院擔任教授,引領大規模的研究,提供人類社會行為和免疫力的真知灼見,並研發出理解和預測真實人生和數位感染力的新方法。

庫查司基貢獻許多科學見解給政府、衛生機構,並與BBC等機構合作研究計畫。生涯中,獲得多項殊榮,包括二○二三年獲頒最有聲望的數學獎項「亞當斯獎」,以表彰他在流行病學方法上的貢獻。

庫查司基的文章散見於《衛報》、《金融時報》、《科學人》、《連線》等報章雜誌;並有多本著作,近作《證據:未知的藝術和科學》(Proof: The Art and Science of Uncertainty),帶領讀者進入一個有趣的世界,一窺人類求知欲的奇異發展。

飛機為何停在半空中

近日,庫查司基上公益平台分享他近作的精髓。首先,他從一個大家都好奇的飛機飛行問題切入,「飛機停在半空中,這件事可不好解釋!」就其所知,通常的解釋是機翼的幅度讓上面空氣流動較快,而下面的空氣流速較慢,因此造成起飛,不過這無法解釋飛機怎麼也能倒著飛;另一個解釋是機翼的角度將空氣往下壓,造成同等和相反的向上推力,但這也不能解釋如果角度只要稍稍傾斜,飛機就會頓時失速。

庫查司基表示,飛機問題難以解釋的原因在於空氣動力學很複雜,很難理解,更別說要用一種簡單又直覺的方式解釋,但我們可以信任此事,以及許多我們生活中遇到的其他有用科技。

比方說,一八九九年左右出現的去震顫療法,但研究者還在解開重新讓心臟啟動的電擊背後的生物學和物理學。另外,全身麻醉在藥物混合下,可讓病患失去意識,但仍不清楚何以如此。即便不清楚,你仍願意進行手術,就像不知飛行原理但仍願意搭飛機一樣。

「有些事得不到合理的解釋。」庫查司基說,而長久以來,他對此也不覺得困擾。不管是調查流行病或設計新的數理統計方法,身為數學家的他會將事實和虛構分開。然而,這個世界很複雜,他對於有些事已不以為意。比方說,想知道一種新的治療法是否能有效對抗某種疾病,直接臨床測試就能得到解答。我們未必會知道它為何有效,但它的有效性就表明我們需要採取行動。

自駕車無法辨識黃色

不過,庫查司基發現許多人未必能對生活中一些無法理解的發明感到釋懷。

比方說,自動駕駛車。我們多數人並不理解自駕車怎麼做出決定的。不過,還是有些狀況可以讓人知道自駕車為何會犯錯。庫查司基舉去年發生的一件事為例:有輛自駕車在拉斯維加斯堵住了一輛要去救災的消防車,原因是消防車是黃色的,但自駕車根據訓練只能辨識紅色消防車。

庫查司基進一步指出,就算自駕車能辨識黃色消防車,其思考模式也不會像人看到救援車那樣。自駕車的人工智能把世界看成一連串的形狀和機率。透過足夠的訓練,自駕車就能把看法轉化為有用的行動。但基本上,自駕車看到的東西跟我們不同。

電腦帶給人類諸多好處,但人類有時不得不放棄理解其過程。這之間所存在的拉鋸,並非新鮮事。一九七六年,兩位數學家阿佩爾(Kenneth Appel)和哈肯(Wolfgang Haken)首次藉助電腦得到一個完全的證明,所證明之事為四色定理。簡而言之,就是如果你想在一個地圖上讓兩個毗鄰國家出現不同顏色就只能用四種顏色去表達。這個證明一開始並不為許多數學家接受, 因為不少人認為這個證明無法用人手直接驗證。隨著電腦的普及,數學界對電腦輔助證明更能接受,這也代表數學家再也沒有完全的智能掌控,最終也得信任機器。

有用的預測更甚理解

庫查司基認為不管是麻醉、自駕車或電腦證明,或許我們都不需要完全理解某事,只要正確性高到足以滿足我們的需求便可。

他表示,在我們這個日趨複雜的世界,也許我們應該放棄對解釋的追求。「畢竟,許多仰賴數據的科學領域持續聚焦於預測,因為比起解釋,預測基本上是更容易的問題。就像麻醉,我們即便不明白它如何發揮效用,但我們對於哪些物質能達成麻醉的效果仍可常常做出有用的預測。」


平衡之道
但有些事要疑有他


儘管有些事只需知其然就好,但庫查司基卻也主張,「如果我們想要有個更好的世界,解釋有時還是很重要。太強調預測,在司法界尤其麻煩。」

根據其研究和觀察,演算法常被用來決定要不要讓人交保釋放或假釋出獄。問題是電腦無法決定他們是否有犯罪。其真實情況是,電腦只是預測他們未來會不會犯案。不過,理想的狀況是,我們不應只是用不透明的演算法去設法預測未來的犯罪,而是要設法預防。「這代表要理解人們為何會再犯罪,然後盡我們所能去阻止其發生。」

偏好解釋的極端發展

庫查司基進一步說明,欠缺對解釋的興趣就會留下落差,在剛剛那種情況下給不公不義創造空間。然而,有時不只是發生什麼事和為何會發生之間的落差。有時對解釋的欲望會將人類拉向極端,尤其是其所見背後的科學很複雜,但覺得事出必有因,最後一定得歸咎於某事或某人。「哲學家波普爾(Karl Popper)曾談論社會的陰謀論,相信陰謀論的人不會把事情看做隨機或毫無關連,而是會發展出一種故事,表明所有的歷史都肇因於一些鮮為人知的影響。沒有任何事是巧合。」

庫查司基認為,就某些方面來說,陰謀論者類似科學家,也想解釋他們在這個世界所見到的模式,然後把這些解釋跟人分享,並花了大把力氣這麼做。他之所以如此了解,是因為他在衛生組織服務過,也常出現於媒體,因此接觸過許多的陰謀論者。

謬誤的化學尾跡論

庫查司基跟陰謀論者接觸的經驗是,「如果你想跟他們辯論,他們通常會準備一大堆看起來像科學的數據和論文,用來論證他們的觀點。」

而他認為科學家和陰謀論者之間的主要差別在於,科學常常需要我們更新對世界的信念,而非雙倍下注;論證的重點在於讓我們更接近事實,而非把我們拉進一種理論;你可以在一場討論中很快的分辨出有人在努力辯護自己的立場,而非想要發現實際情況。

庫查司基提出當今最有名的陰謀論之一:謬誤的「化學尾跡論」(chemtrails)。此論聲稱飛機高空飛行留下的尾氣是一種刻意行徑,為的是用生化成分毒害人口或控制天氣。不像機翼科學,化學尾跡論直接解釋尾氣的來源,是噴射機在排氣時產生了熱氣,當遇到外面的冷空氣後凝結,變成空中一串小的冰晶。

科學界嚴詞批評這種理論。全世界的科學家和政府機關一直在反覆解釋這種所謂的化學尾跡實際上是普通的尾跡。但像這樣的理論陰魂不散,部分原因是有人相信。

庫查司基認為,除非你想溫故知新熱力學或去買一架噴射機來實驗一下,否則在某些時候你得相信這就是科學原理。而陰謀論也是關於社群。如果有人反對科學共識,就會讓他們覺得自己像個獨立思考者,也像個反抗者。

面對未知該有的態度

綜觀大局來說,庫查司基指出,我們仍得正視人們對解釋的需求。不管我們想推展科學的界限或抗拒陰謀論,我們需要讚賞人類尋求解釋的欲望。過去,他忽略了人類這項需求。有時,他會針對一個複雜的過程給予一個太過簡單的解釋,結果讓人更困惑,或是有時時間有限,就跟人們說,情況太複雜,不可能解開謎題。當他這麼做時,就漠視了人類對於解釋的深層需求。

而他也發現其他科學家也犯了相同錯誤,可能會說,證據顯而易見,但多數人可不清楚,或是這就是事實,而沒去解釋為何如此。但了解「其所以然」是重要的,「因為多數人正努力理解我們所邁向的世界,從氣候變遷到衛生、金融和AI,這些事都非我們眼前所見的那麼簡單,其中有許多費解、錯誤的解釋,會誤導我們。而隨著科學愈來愈先進,人類愈來愈倚賴不透明或違反直覺的科技,這些挑戰只會有增無減。」

庫查司基自認即便有數學博士學位,仍無法完全理解每個氣候模擬或AI演算的細節。因此,一如許多人,他必須找尋其他方式去評估已發表的聲明。他通常求助有口碑的專家、驗證來源、找尋不一致之處,也會盡量去提出解釋。

庫查司基呼籲,在這個變動不斷的世界,我們必須縮短想知道發生什麼事和想知道事情為何會發生之間的距離,「這代表要找尋更好的方法去信任我們沒有辦法解釋的事物,同時也找到好方法去解釋我們不相信的事。」

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