2020年12月27日 星期日

如何不陷入生活周遭大量的數學陷阱──讀《數學教你不犯錯〈上〉》

儘管自詡喜歡數學,我與數學過招的經驗基本上就是課堂中,那些有所謂正確答案的時刻。比如高中數學的5個項目取3個,重覆或不重覆狀況下有多少排列組合,或大學的生物統計,試卷上的貝氏定理或卡方檢定⋯⋯(請原諒我暫且引用《數學教你不犯錯》的作者艾倫伯格的作法,將統計思維當作數學思維的一類,自大方向來論述)

一旦進入生活,我對數學的應用恐怕僅止於買了376元的東西時,知道我如果拿出530元讓店員找154元,比起只拿出500元,店員找回124元,零錢的數目從原有的3個10元加後來找的2個10元4個1元,共9枚硬幣,變為1枚50元硬幣加4個1元,共5枚硬幣,即使1枚50元硬幣比1枚10元硬幣重,比起幣值相等的5枚10元硬幣,1枚50元硬幣還是輕得多,零錢包的重量可以減輕不少。

就算在研究室養細胞寫論文的那段日子,我的生物統計應用也僅止於p值這個引發諸多爭議卻又被廣為使用的顯著差異判定方式。

初次見識到有人可以在生活中靈活地運用數學,是在閱讀數學作家賴以威的部落格時,發覺原來有人能用三角函數解說雨天如何立如松、以二段式的線性逼近說明婚姻方程式、用貝氏定理討論理想情人機率⋯⋯

翻開這本《數學教你不犯錯》又是新的思維衝擊。在討論其中內容給了我多少啟發之前,我想先分享前言中作者所提及:對於學生所問「什麼時候用得到數學」的答案—「學數學要計算定積分,猶如足球員要做體能訓練與柔軟操一樣。假如你想踢足球,我是說能真正的踢足球,到達能上場比賽的程度,你就必須做一大堆無聊、反覆、表面上看來毫無意義的操練。職業球員會有用到那些動作的機會嗎?你不會看到球場上有人丟擲重物或繞著交通角錐轉來轉去,但是球員會用到從日復一日乏味的操練中練出的強度、速度、直覺與彈性。學習這些操練就是在學習踢足球。⋯⋯數學也差不多這樣。你也許不必以需要大量數學的職業為目標,⋯⋯但你還是可以做數學,其實你也許已經在做數學⋯⋯我們在推理的過程中早已融入數學,而且數學會讓你的推理能力增強。

這本書的英文書名是The Power of Mathematical Thinking(數學思考的力量),我個人覺得它的中文書名「數學教你不犯錯」相當的恰切,作者在內文中提及了許多一般人,包括新聞媒體、政治人物、時事評論⋯⋯常會用的數字話術,讓我們相信一些現象為事實。接著,以數學思考來說明那些含蓋有統計數字的報導中的盲點。

內文第一大部分,作者以幾個事例討論「線性思考錯了嗎?」

作者提出的線性思考包括了:假如一個國家稅率愈高,政府稅收便隨著愈高;所有的曲線都是直線(要將這一點應用到現實生活上,我想一個最簡單的方式莫過於去看網路酸民的論述,會發現有太多人以這樣的邏輯思考事情);藉由線性迴歸去推論驅勢(比如:依照近數十年來每年美國肥胖人口比例,推論到了2048年,美國人100%會超重);或者比例推論(2005年10月底巴勒斯坦殺害的以色列人數目,放到美國相當於多少人陣亡多少人受傷);以及人們時常如何的誤用比例問題。並一一藉著數學詳細說明這些思考隱藏的盲點。

在比例推論方面,我很喜歡作者的結語「基本上一場戰爭是否比另外一場戰爭更糟糕,不是一個數是否比另一個數更大的同性質問題。⋯⋯如果你準備想像恐怖攻擊殺死26個人的意義,不要想像那是在世界另一邊發生的,而是想像這個事件就在你自己生活的都市發生。那麼,你不需要計算機,就可得到數學上與道德上都無懈可擊的結論。

而生活中比例問題的誤用,簡單來講,在現實生活中討論一些數字佔總額的比例時,由於負數的存在,以淨額探討某淨額佔總淨額的比例,極易造成人們對實際狀況理解的誤導。欲知詳情,還是要自己去翻閱書本了。

隨後在第二部分「這樣推論可以嗎?」的主題下,也有好幾個在科學上看來非常合理,卻需要我們試著跳出那些以科學為名的種種佈陣,才能不受迷惑的論述。

基於個人信仰,我格外有興緻聊聊「拆解聖經密碼的騙局」這樣的議題。當然作者並沒有提出如此直白的標題,會寫出如此嗆聲式的簡化標題,全然出於我的個人立場。在這議題中,作者提及了「巴爾的摩股票經紀人」的把戲,提醒:有的人可以藉由告訴你正確的事,引導你推出錯誤的結論。

聖經密碼呢?重點提示:一名澳大利亞的電腦科學家與一位希伯來大學的數學家利用聖經密碼中的分析原理,作了一些不同角度的分析,結果發現:《戰爭與和平》的希伯來譯本裡,能辨識出拉比的相關日期,其精準程度與魏次騰論文裡從《創世紀》得出的結果不相上下。

若是,曾經相信過聖經密碼,或許,讀讀《數學教你不犯錯》可以幫助你我下次不再輕易上那些所謂科學論述的當。

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