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《超越智商:为什么聪明人也会做蠢事》更多的科学思维心智程序:可证伪性

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人们在尝试依据备择假设评估数据时,会觉得这是一件比较困难的事情;同样的道理,人们在寻找有可能会推翻焦点假设的证据,并检验这个证据时,也会感到非常困难。原因在于,人们天然的思维倾向是寻找证实假设的证据,而非证伪的证据。过去40年,在推理领域中被广泛研究的一个问题,极具戏剧性地说明了这一点。这个任务是由最具创造性的科学家之一,研究现代人类理性的专家——彼得·华生(Peter Wason)发明的。这个任务在各种研究中被使用了没有几百次,也有几十次了[1]。在继续往下读之前,请先试着回答下面的问题:假设在你面前摆放着4张长方形卡片,每张都是一面写有字母且另一面写有数字,这4张卡片中有两张是字母朝上,两张是数字朝上,朝上的一面分别是K、A、8、5。你的任务是选择翻开一张或多张卡片,以检验下述规则是真还是假:如果卡片的一面是元音字母,那么,它反面的数字是偶数。现在请指出哪一张卡片是必须翻开的。

这个任务名为“四卡选择任务”。它受到广泛关注和研究的原因有两点:第一,绝大多数人都会犯错;第二,人们在个问题上犯错的原因令人费解。待检验的规则是:如果卡片的一面是元音字母,那么,它反面的数字是偶数。如果我们想检验该规则,应该翻开A和8。翻开A——元音卡片,是为了弄清楚它的背面是否是偶数,翻开8是为了证实它的反面是否是元音字母。答案看似非常简单,但问题在于:50%的人选择的答案是错的!排名第二常见的答案是只翻开A卡(检查它的背面是否是偶数),研究中大概有20%的被试选择了这种做法。这种做法也是错的!还有约20%的被试选择翻开其他的卡片组合(比如翻开K和8),这也不对!

如果你的解决方案和上面提到的那90%的人相同的话,那么,你和过去几十年研究中的被试一样,回答错误(即使在阅读了前面我对于可证伪性的介绍之后,依然会犯错)!让我们来看看大多数人是怎么犯错的吧。首先,人们不会出错的是A和K的选择。多数人没有选择K这张牌,而是选择了A。因为待检验的规则并没有提及辅音字母的反面应该是什么内容,卡片K看起来和规则毫无关联,而卡片A就不同了。卡片A的背后可能是偶数,也可能是奇数。如果是偶数,则与待证明的规则相符,如果是奇数,则可以证明这个规则是错误的。简单来讲,为了证明这个规则的真实性,必须翻开卡片A。这一步,多数人都做出了正确的选择。

但是,究竟是选择翻开卡片5还是卡片8呢?对于多数人来说,这是难点所在。很多人就在这个问题上犯了错误。他们错误地认为应该翻开卡片8。之所以会做出这样的选择,是因为人们认为应该翻开卡片8,以检验它的背后是元音还是辅音。但是,即使卡片8的背后是辅音字母K,这也不能说明待证明的规则是错的,因为规则中虽然提到元音字母卡片背后必须是偶数,但并没有说偶数卡片的反面必须是元音字母。因此,在卡片8的反面发现非元音字母,并不能说明任何问题。而被大家所忽视的卡片5,实际上是解决问题的关键所在。如果卡片5的背面是元音字母,由于所有元音字母背面都不会是奇数,那么,就可以说明待证明的规则是错的!简而言之,为了证明规则是错误的,需要选择翻开卡片5。

总而言之,在判断此类“如果P,那么Q”的规则时,只有“P出现的同时,非Q出现”的证据才可以判断规则为假。所以,在检验规则的真实性时,只需翻开卡片P和卡片非Q即可(在本例中是卡片A和卡片5)。如果P和非Q同时出现,那么规则为假。如果没有同时出现,那么规则为真。

在解决这个看似简单的问题时,为什么多数人的答案都是错误的呢?有很多理论试图解释这个问题,其中最经典的一个理论认为,人们之所以在这个任务上表现糟糕,部分原因在于人们太过于关注证实、确认规则。这是驱使人们翻开卡片8(希望确认背面是元音字母)和翻开卡片A(希望确认背面是偶数)的原因。但很少有人关注有可能会推翻规则的卡片——这种证伪的思维模式能够让人立刻想到翻开卡片5(背面是元音字母的话,则可推翻规则)。如前所述,还有一些其他理论试图对人们在这类问题上的糟糕表现进行解释。然而,不管这些理论如何解释这种错误倾向,毫无疑问的是,如果人们在解决问题时能够考虑到可证伪性,可以大大减少这种错误的发生。

在推理过程中,寻求可证伪性是一条非常有用的原则。但是,大量证据表明,寻求可证伪性对于绝大多数人来说并非是一种自然而然的优选策略。原因在于,认知吝啬鬼只会根据给定的信息去建构问题解决的框架,而不会自动地从另一视角去思考问题。因此,对于多数人来说,寻求证伪性证据的心智程序需要通过学习来获得。

另一个用于研究人类在证伪时会遇到困难的范式是“2-4-6任务”。这个著名的研究任务也是由彼得·华生发明的[2]。在2-4-6任务中,被试被告知:研究者脑海中存在一个规则,这个规则是将3个整数划分为一组的标准。2-4-6这个数字组合已被证实符合研究者心中的这个规则。接着,让被试猜测这个规则到底是什么。在猜测过程中,被试可以提出数字组,研究者会根据这组数是否符合“规则”而给予相应的反馈,直到被试能够准确地猜出这个规则为止。

在这个“2-4-6任务”中,研究者心中的规则是“任何3个依次增加的数字组合”。被试在探索这个规则时,常会遇到很多挫折。因为他们在最开始的时候形成了一个比这个规则更为严苛的规则假设,比如“依次增加的偶数”或是“等距增加的数字”,并且,他们会依据这些严格的规则创造数字组去检验自己形成的规则是否正确。毫无疑问,被试在检验自己创造出的数字组合时,从实验者那儿得到的都是积极反馈,因此,他们会信心十足地宣布自己已经找到了实验者心中的规则。当他们得知回答错误时,常常会感到十分惊讶。例如,被试会创造出这样的数字组合:8-10-12;14-16-18;40-42-44。在收到3次“正确”的反馈后,他们即宣布“规则是依次加2”!当被告知回答错误后,他们会尝试这样的数字组合2-6-10;0-3-6;1-50-99。这一次,他们依然可以收到3个肯定的反馈,这时,被试又宣布新发现的规则:“规则是挨在一起的两个数字之间的差值是相同的!”毫无疑问,这个答案又是错的。在被试猜测规则的过程中,他们没有想过从“证伪”的角度去解决问题,比如验证数字组合100-90-80或是1-15-2。

被试不愿意做出违反焦点假设的尝试,这个现象在另外一个研究中得到了进一步的验证。在这个研究中,研究者通过人为手段使得被试对假设进行证伪,进而使得他们在猜测规则任务上的表现大大提升。该研究由瑞恩·特韦尼(Ryan Tweney)的研究团队完成。实验中,被试被告知研究者心中有两个规则,规则一适用于3个数字组合,被称为DAX;规则二适用于另一个3个数字组合,成为MED。研究者每公布一个数字组合之后,都会告诉被试这个数字组合是符合DAX规则还是MED规则。研究中,被试被告知2-4-6符合DAX规则。DAX规则和上一段提到的规则相同,即3个连续增加的数字,而MED规则是:所有不符合DAX规则的3个数字组合。在这种情况下,被试解决问题的速度更快,他们交替检验DAX规则和MED规则。由于MED规则是“所有不符合DAX规则的数字组合”,因此,被试检验MED规则的过程实际上也是证伪DAX规则的过程。被试之所以会对DAX规则进行证伪检验,原因在于有一个近在眼前的焦点假设有待证实(MED规则)。由于两个规则互补,被试尝试去证实一个假设的同时,也是在证伪另外一个假设。研究者通过这种方法引导被试尝试用他们不常用的思路去解决问题——关注备择假设,证伪焦点假设。在这个研究中,只有通过这种人为诱导的方式,人们才能关注焦点假设证伪,足以证明采用证伪的思维方式是一件多么困难的事情。

综上所述,我们现在有一个坏消息和一个好消息。坏消息是人们不擅长寻求证伪焦点假设的证据,而好消息是这种心智程序是可以通过教育和学习获得的。所有科学家在成长过程中都完成了大量需要证伪焦点假设的练习,因此,他们遇到问题时会自动提出这样的疑问:“我需要考虑哪些备选方案?”

[1] 已有文章对使用四卡选择任务(Wason,1966,1968)的相关研究进行了综述(Evans,Newstead,and Byrne,1993;Evans and Over,2004;Manktelow,1999;Newstead and Evans,1995;Stanovich,1999)。现已有若干种理论对被试的行为模式进行解释(Evans,1972,1996,1998,2006b,2007;Hardman,1998;Johnson-Laird,1999,2006;Klauer,Stahl,and Erdfelder,2007;Liberman and Klar,1996;Margolis,1987;Oaksford and chater,1994,2007;Sperber,Cara and Girotto,1995;Stenning and van Lambalgen,2004)。更多关于证实偏见的研究,可参考尼克尔森等人的文章(Nickerson,1998)。

[2] 该任务最早出现在华生1960年发表的文章中(Wason,1960)。与四卡选择任务相同,致力于解释人们为何在2-4-6任务上表现糟糕的理论有若干种(Evans,1989,2007;Evans and Over,1996;Gale and Ball,2006;Klayman and Ha,1987;Poletiek,2001)。无论使用哪种理论对2-4-6任务进行解释,有一点是可以确定的,那就是关注可证伪性可以提升任务表现。DAX/MED实验是由推尼等人报告的(Tweney,Doherty,Warner,and Pliske,1980)。