jbk手表(jbk手表保藏)
越是在这个变化不确定的世界,越有必要静心思考,夯实认知,好好沉淀自己。
你好,我是「爱思考的大熊」。
复利效应是世界的第八大奇迹。-爱因斯坦
最近闲暇时,看了著名生物学家理查德·道金斯的《盲眼钟表匠》。道金斯是生物学领域响当当的牛人,他最出名的一本书,是《自私的基因》,同时也是科普领域里的大咖。
在开始我这篇文章之前,先问大家一个问题:
如果在实验室里可以自由操纵、随机混合和排列氨基酸,我们有没有可能生成一个像血红蛋白(由特定氨基酸构成)这样的分子?概率有多大?
答案是几乎不可能。
为什么呢?我们细细道来。
血红蛋白数字
一个血红蛋白分子是由4条螺旋状缠绕在一起的氨基酸链组成的。如果考虑其中一条链。它包括146个氨基酸。生命体中一般包含20种氨基酸。
这就相当于,将20个氨基酸,排列组合到146个位置上,然后只有其中一个组合,恰好构成了血红蛋白分子一条链的特定组合。
我们都学过高中数学里的排列组合理论,这就是一个很简单的排列组合问题。我们可以很快知道,这种排列组合的可能性就是20的146次方。因为第一个位置,有20个氨基酸可选,所以,可能性是20,第二个位置,同样有20个氨基酸可选,可能性就是20*20,以此类推,146个位置,要筛选出恰好符合的特定选择,就是20的146次方。
它相当于在1后面有190个0!这是一个天文数字。所以,生物学家把它称为"血红蛋白数字",意思是哪怕生成一个极其简单的血红蛋白,都如此复杂,更惶论生成复杂的生命体了。
这只是一个例子,但它背后的思想和概念非常值得琢磨:
仅仅靠简单的筛选或排列组合不可能创造出井然有序的生命体。换句话说,生命的进化,不是一步选择或一蹴而就的,而是累积选择和演化迭代的结果。
你会说这有什么?这不是大家都知道的进化事实吗?所谓进化,不就是基因突变,自然选择,物竞天择吗?我们早就知道。
其实没这么简单。进化论自从诞生,就饱受各界人士攻击,除了它动摇了宗教界"神创论"的根基召致的感性上的抵抗外,更重要在于进化论(其实准确应该叫演化论)太反直觉和认知了。哪怕是许多著名科学家,面对一些很复杂的生物现象时,都认为和质疑这么复杂的生命构造,怎么可能仅仅是通过简单的进化和筛选而来,一定是某位极其伟大的造物者设计的结果。
沙漠里的手表
8世纪神学家威廉?帕列夫,有一篇著名的论文,《自然神学--源于自然现象的上帝的特征和存在的证据》,阐述的是上帝造人论的观点,也是支持存在上帝的最有影响力的作品。其中他举了一个广为流传的比喻:
“在穿越一片荒野时,如果我踩到一块石头,有人问我这块石头怎么出现在这个地方,我可能会回答说,它一直都躺在那里-即使事实不是这样,别人也难以证明这个答案是荒谬可笑的。但,如果我在地上发现了一块手表,有人问我这块手表怎么出现在这个地方,我几乎不可能跟他说,它一直都躺在那里。
这块手表一定有一个制造者;一定有一个或多个能工巧匠在某个时间、某个地点出于某种目的制造了它,是他或他们领域了它的构造、设计了它的用途。”
这就是著名的“沙漠钟表论”。石头很简单,不需要有设计者,手表构造很复杂,一定出自一位能工巧匠之手。那么同理,生命远比手表更复杂,所以,生命也肯定是出自某位更伟大的造物者之手,不可能是随便就出现的。
你发现,这里帕列夫使用了“类比论证”:手表构造复杂,是设计出来的;而生命更复杂,所以,肯定也是设计出来的。但很遗憾,它的类比论证的前提:复杂的事物,都是设计出来的。这个前提是错误的。生命很复杂,但生命不是设计出来的,而是累积选择,不断迭代而来的。
为了更好的说明这个观点,我们来看几个有趣的例子。
几个例子
01
·莎士比亚的猴子:
有个著名的"莎士比亚-猴子理论":只要有足够的时间,一只随机猛敲打字机的猴子能够敲出莎士比亚的所有著作。这在逻辑上没有问题,关键是"足够的时间"。在数学上,当时间趋于无穷大时,任何排列组合都可以发生。但这句话在现实上没有意义,因为没有人能等无穷的时间。
道金斯在书中针对上面的这个理论,假想了一个思想实验:给一只猴子一个只有26个字母和一个空格键的键盘,让猴子打出《哈姆雷特》里的一句话:“Methinksitislikeaweasel.”(我觉得像一只黄鼠狼)。猴子只是在随机敲打键盘,那么它写出这句话需要多久呢?
这其实很好估算,就是我们高中时学习的排列组合理论。这里总共有28个字符位,每个字符位共有27个字母可填写(假定空格也算一个字母)。猴子恰好打出第一个字母M的机会是1/27;正确打出ME的机会是在正确打出第一个字母M前提下,正确打出第二个字母E,因此概率是1/27*1/27,以及类推,它正确打出整个句子的概率是1/27的28次幂,也就是1/27自乘28次。这是一个极小的数,大约等于一万百万百万百万百万百万百万分之一。也就是说,让猴子打出这一句话就需要我们等待非常长的时间,更不必说莎士比亚所有的著作了。
相反,现在假想利用另一只猴子,不过这一次使用完全不同的方法。首先,选择一个由28个字母组成的随机序列:
WDLMNLTDTJBKWIRZREZLMQCOP
现在猴子对这个随机序列进行改良:反复复制这个句子,但每一次复制都会出现一个小错误-"突变"。电脑对突变的无意义的句子-原始序列的"后裔"进行检查,选择最接近目标句子"Methinksitislikeaweasel"的序列。这种情况下,下一代中胜出的序列是:
WDLTMNLTDTJBSWIRZREZLMQCOP
这并不是一个明显的改进!但这个过程反复进行,新序列又产生突变"后裔",于是又选择出一个新"胜利者"。这个过程代代延续,经过测试,经过第41代"选择性改良"后,实现了目标"Methinksitislikeaweasel"。这个过程花了多久呢,道金斯说,花了程序半小时完成任务。其实花了多久绝对值本身并不重要,重要的是,通过这种"选择性改良"或说是迭代的方式,完成任务或实现某种复杂性的时间被极大缩短。
如果每次都是重头开始,任何复杂的任务都很难完成。因为你在每一步都将所有操作遍历(试错)一遍,前面的积累压根没有用上。而迭代则不同,它利用上一次的输出作为下一次操作的输入,上一次的积累被延续到了下一次,而不再是重新开始。
02
·电脑模拟的胚胎发育:
为了更好的说明迭代和"累积选择",道金斯又举了一个很生动,也是我很喜欢的一个例子。
生物的胚胎发育,也是一个从基因,到基因表达,到蛋白质合成,到细胞分裂,最后到形成胚胎的复杂演化过程。
还记得前面我们提到的"血红蛋白数字"吗?如果不是通过迭代,而是随机组合,生成一个血红蛋白的概率都小得可怜,更不用说形成胚胎了。但到底通过迭代和累积选择,是如何能够在不长的时间内就生成复杂的胚胎呢?复杂的生命发育过程,真的通过ATGC四种简单的基本构件,通过迭代和演化就能形成吗?
答案是肯定的。为此,他用电脑作了一个模拟。首先,它用一个简单的树木生长图来模拟胚胎的发育:电脑首先画一条竖线,接着这条线一分为二,然后每个分支又各自分成两个子分支,子分支又继续分成更小的分支,依此类推。好像下面这个图:
有没发现,这个树木生成图,跟细胞分裂很像?所有的胚胎都通过细胞分裂来生长,而细胞总是分裂成两个子细胞。基因通过对细胞和细胞分裂的二分模式作用,而对整体施加影响。所以,这个树木生成图,本质上,跟胚胎发育有"自相似性"或说是"同构"的,可以用来模拟胚胎发育的过程。而树木生成,在电脑程序上,可以通过很简单的“递归”程序来实现。
接着,道金斯指定了9个基因,并编上号。
那么,如何模拟基因对胚胎发育的影响呢?他人为赋予这9种基因不同的影响树木绘画形态的功能。比如一个影响影响树木分支的角度,另一个影响特定分支的长度...等等。当然,这些基因也可以"突变",就是在这些基因型上+1或-1。
最后,它把上述这些写到两个程序模块里,"发育"和"繁殖"。让程序开始运行,通过人眼来选择留下哪些(承担类似自然选择的功能)。
当刚开始运行的时候,道金斯根本没想像基中可能发生多少变化。让他极为惊讶的是,随着程模拟演化程序的运作,生物形态很快就不再像一棵树了。基本的二分结构没有变化,但当线条反复交错之后,它就变得越来越复杂和多样化。下面这个图显示的是一个不超过29代的特定演化历史。“祖先”是一个小生物-一个点,而到了29代,生成的"后代"已经与原来的"祖先"表现的大相径庭(还真有点像一只昆虫)。每一代的个体与母体只有微小的差别,但由于演化迭代,积累选择的作用,最后的表现和初始就会有巨大的差异。
这是我极喜欢的一个例子,思想深刻,设计精巧。有许多攻击演化论的人,所持的一个常用论调是:生命如此复杂,经由简单的排列组织和自然选择不可能实现,所以生命一定有个伟大的造物主。但这个模拟实验可以揭示一个真相:生命确实复杂,但经由自然选择、积累进化和迭代,就能实现万千复杂的世界,这过程中,不需要有什么造物主,也没有神仙皇帝。一切的奥秘,都隐藏在迭代之中。
在长期的进化过程中,我们生存在一个常规的世界,大脑被演化成,不理解极大极小尺度的现象和事实,比如原子或宇宙,比如几微秒或几千万年,因为这些对我们生存繁衍没有实际意义。对我们生存繁衍有意义的,都是正常尺寸的事物,比如一只虎视眈眈的猎豹,或是隐在湖里的鳄鱼。而生物的演化,是发生千万年的时间尺度之上,因此我们的认知往往无法想像在这么大尺度的时间里,生命的演化可能产生的复杂性和变化。所以我们才会认为,生命的复杂一定得是出自某位伟大造物主之手,而不相信迭代和时间的力量。
03
·半只眼有什么用?
眼晴是一个非常复杂,而且构造精巧的器官。在道金斯的书中,他问了两个很重要的问题:
1、人眼可能通过简单的一步,直接起源于全然无眼的东西吗?
2、人眼有可能直接起源于某种与之稍有差异的东西,也就是我们称之为X的东西吗?
问题1的答案显而易见是否定的,因为跟上面提到的"血红蛋白数字"的例子是类似的。每次重头开始,随机组合,生成一个血红蛋白的概率小得可怜,更不用说形成眼睛了。
问题2的答案是肯定的。换句话说,从无眼到有眼,中间是一个连续过渡带。3%的眼睛,5%的眼睛,一半的眼睛,80%的眼睛,直到进化成我们现在的眼睛,这就是眼睛演化的事实。
他举了几个例子:
一些单细胞动物有一个光敏点,其后有一个小小的彩屏。这块屏替它挡住了一个方向照射过来的光线,而这光线会让它产生一个这光线从何处而来的"概念";
在多细胞动物中,不同类型的蠕虫和甲壳类动物有一个类似的组织,但它们彩色的光敏细胞藏在一个形态上像小杯的组织中。因为光敏细胞更多,所以能独立感知到更多不同方向的光线(相当于采样率更高),这就给了它们比单细胞动物稍好一点的寻找方向的能力;
鹦鹉螺是生活在深海里的一种软件动物,它们有一对类似小孔照机的组织充当眼睛。眼晴(效果)基本上和我们一样清晰,但它们没有晶状体,瞳孔只是一个让海水进入眼睛内的空穴。晶状体的优点是它使图像既清晰又明亮,但因为生活在深海里,光线本来就少,而且不像在陆地面临着各个方向,随时随地会遇到各色捕食者。我们知道,能否迅速清晰准确地辨别出捕食者的影像、方向、距离,对于生物生存是性命攸关性的,任何不能迅速辨认捕食者的生物,都不能存活,而少量生存下来的生物,都是在辨认能力上略高一筹,能比其它辨认能力差一点的同类跑得更快。所以,我们现在看到动物的眼睛,都是在生存压力和自然选择下,累积进化和"调试迭代"了百万年的结果。鹦鹉螺并没有这种像陆生生物一样惨烈的进化压力,所以它并不需要进化出这么完美的眼睛。够用能生存就好了。
所以你看,从单细胞生物只有一个光敏点,到多细胞生物有多个光敏点形成类眼组织,到鹦鹉螺一对类似小孔照机的组织充当眼睛,再到现在我们看到的生物的复杂的眼睛构造,眼睛的进化就是一个连续过渡带。3%的眼睛,5%的眼睛,一半的眼睛,80%的眼睛,直到进化成我们现在的眼睛。
无论我们情感上,觉得3%的眼睛或一半的眼睛有多么怪异,但事实上,这就是生物进化里积累选择的"奇迹"。
进化的"复利效应"
查理芒格说,提升思维能力的一个关键,就是要想办法弄清基础学科里的最重要和基本的概念,它就像是构成我们思想的原子。只要熟悉和理解了这些概念,我们的跨界思考、理解、洞察和学习能力,会有质的飞跃。因为其它所有的思想,观点,都可能可以从这些基本的概念里推演出来。它们就是思想里的“第一性原理”。
看完上述的生物进化的“积累选择”和“调试迭代”,我觉得它跟数字里的一个基本概念:复利效应很像。所谓“复利效应”,是指:
资产收益率以复利计息时,经过若干期后资产规模(本利和)将超过以单利计息时的情况。简单来讲,就是每次投资,都把上一期的本金和利息(输出),作为下一期的本金投入(输入),循环进行,哪怕一开始的本金很小,只要时间够长,次数够多,最终的投资收益也会非常巨大。
比如,假设存款金额为1,年利率r,存款期数为N。在复利计息的条件下第N年底本利和(1+r)^N。
我们小时候都听过印度的一个古老传说,舍罕王打算重赏象棋发明人、宰相西萨·班·达依尔。这位聪明的大臣的胃口看来并不大,他跪在国王面前说:‘陛下,请您在这张棋盘的第一个小格内,赏给我一粒麦子,在第二个小格内给两粒,第三格内给四粒,用这样下去,每一小格内都比前一小格加一倍。陛下,把这样摆满棋盘上所有64格的麦粒,都赏给您的仆人吧!’
‘爱卿,你所求的并不多啊。”国王说道,心里为自己对这样一件奇妙的发明赏赐的许诺不致破费太多而暗喜。“你当然会如愿以偿的,”国王命令如数付给达依尔。
计数麦粒的工作开始了,第一格内放1粒,第二格内放2粒第三格内放2’粒,…还没有到第二十格,一袋麦子已经空了。一袋又一袋的麦子被扛到国王面前来。但是,麦粒数一格接一格飞快增长着,国王很快就看出,即便拿全印度的粮食,也兑现不了他对达依尔的诺言。
这就是"复利效应"的一个体现。前一格的麦粒数,被当作后格的麦粒数的基数,只不过,它不是按上面年利率r进行累加,而是按每次乘2进行,增加速度显然更快。
抛开复利效应的狭义定义和运用领域,回归本质,它其实是说明一个道理:
任何把上一次的输出,当作下一次的输入的操作过程,经过N次的循环操作,假以时日,最终会达到一个很牛逼,超出想像的状态。
你看前面说的几个例子:
1、莎士比亚的猴子。它每次打字的输入,都是上一次的文字序列,而不是重头再随机排列组合;
2、电脑模拟的胚胎发育。它每次模拟的输入,都是上一次筛选下来保持的电脑绘制的某种"基因型",而不是重头再随机绘制;
3、眼睛的进化:每次进化的输入,都是上一次眼睛阶段性进化的输出,而不是重头再随机排列组合构造一个眼睛
...
猴子能敲出莎士比亚的诗句,电脑能模拟出复杂的胚胎发育图谱,眼睛能进化出让人惊叹的构造,并没有什么伟大的造物主,一切的一切,都是"复利效应"的结果,都是"累积选择"和"优化迭代"的结果。
这也是"复利效应",在生物学里的跨界运用。
当我能从生物学的视角来看待和理解原本在数字里的基本概念时,我对"复利效应",又有了更深的理解。大道至简。不同学科里的一些基本概念,也许在最底层面,都是相通的。琢磨清楚这个之后,会越来越感觉到思考的快感和乐趣。
启示和应用
概念不应用,理解再深刻,效力减半。当理解了一个概念之后,一定要想办法应用和操练。
"复利效应"这个概念,给我最大的启示有三点:
1、一定要重视和利用好积累、迭代、复用,不断在原有基础上优化迭代。不要重复造轮子,重头做,避免无用功。这才能快速进化;
2、无论初始状态多么微不足道,粗糙,简陋,只要重视和利用原有的成果,不断改良,优化,迭代,给予时间和耐心,就能不断成长、进化,达到一个很牛的状态;
3、我们现在看起来似乎很复杂,高难度的现象,也都是从一个非常简单的初始状态开始的。反过来说,也不要小瞧和嘲笑现在看起来很简单、粗陋,甚至看似幼稚可笑的事物,因为只要它是处于不断迭代、累积选择的过程中,就遵循"复利效应",最终的成长和成果,会惊掉和超越你的想像。相信时间,相信复利。
那么,我们应该怎么应用了个基本概念呢?一个很有效的应用方式,就是尝试用这个概念来解释我们遇到的一些现象。比如:
1、投资。巴菲特的“滚雪球”理论,就是一种“复利效应”。找到一个长且湿的雪道,在这个雪道上滚雪球,让投资的"雪球"越滚越大。雪球在滚的过程中,不断沾上新的雪,变成雪球的一部分,然后新雪球又沾上新的雪,不断循环,越变越大。用投资的语言讲,就是要找到一个空间大的行业(雪道),把本金投入持有这个行业优秀的企业股票(雪球),赚到的本金和收益继续投入优秀的企业股票,最后投资的收益越来越大。这就是股票价值投资的"复利效应";
2、核聚变。也是一种原子级的"复利效应"。被撞击的中子从原子里逃逸出来,撞击更多的原子核,轰击出更多的中子。当次轰击原子核的中子数量输入,来自上一次轰击产生的中子数量输出,最后变成链式反应;
3、马太效应,或其它能形成正反馈的过程。正反馈,就是当次输出变成下一次的输入。
运用的另一种方式,就是去观察构成复利的组成要素或公式,影响了其中的要素,也就影响了复利的结果。从上面的描述,我们知道,复利的公式是:
F=P*(1+i)^n
F:终值(FutureValue),或叫未来值,即期末本利和的价值。
P:现值(PresentValue),或叫期初金额。
A:年金(Annuity),或叫等额值。
i:利率或折现率

N:计息期数
从公式里,我们可以看出,在把输出全部再次投入的前提下,影响复利最终结果的,一个是最开始的投入量,一个是增长率,一个是时间。大部分时间,最开始我们的投入都很小,所以,要想收获最大的结果,一个是提高稳定增长率,一个是时间积累。
要想稳定的增长,就要善于复用之前的工作,利用积累选择,才可能获得复利成长。就像现在的软件产业,之所以会跨越性的发展,很重要的一点,就是能不断的把原来的技术,通过封装,组件化的方式,以API或其它形式,变成其它软件开发者能很快利用的工具,而不需要开发者再重新编码,重复造轮子。这就是利用了软件代码上的累积选择,实现快速进化和复利效应。
《肖申克的救赎》里,在安迪挖地道成功逃脱之后,弗里曼旁白中说,安迪成功的关键就是两个:压力和时间。
压力让我们不断的精进,成长;压力让生物不断的进化演变;压力是我们能产生创新的基础,在压力之下不断的优化提高,接下来,还需要有耐心,去等待蜕变的到来。
这不是鸡汤,这是数学。
我想,这也是复利效应能揭示我们的道理。
我是「爱思考的大熊」,喜欢琢磨认知和思考的话题,也在不断实践。关注我,我会持续分享认知和思考方面的内容。如果喜欢我的内容,请长按点赞收藏关注我,后面我会持续分享认知思考方面的思考干货,我们下一篇文章见。
还没有评论,来说两句吧...