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路径依赖与马尔可夫性

已有 665 次阅读 2019-3-29 18:15 |系统分类:人文社科

    偶然间看到一篇文章,火箭推进器的宽度为4英尺8英寸半(约1.435米),这个尺寸的由来竟然是两个马屁股的宽度!这不由得让人有些费解,火箭推进器与马屁股似乎是风马牛不相及的两个东西,为什么二者会有这种联系呢?是巧合吗?

    原来火箭推进器刚刚设计出来的时候,需要火车运送(目前的火箭推进器好像也是火车运送),火车铁轨之间的距离为4英尺8英寸半。考虑到沿途可能需要穿越隧道等,火箭推进器的宽度便设计成铁轨的宽度。而铁轨的宽度最初又是根据电车轨道的宽度确定的,电车轨道也为4英尺8英寸半。电车最早是由设计马车的人设计的,它采用马车两轮之间的宽度作为电车轨道的宽度,而4英尺8英寸半就是两个马屁股的宽度。这个现象有一个专业的名字——路径依赖。路径依赖简单说来,就是过去的决定对现在甚至是未来都产生了巨大影响。过去的决定影响现在,这样的思想在科学中也有很多体现,比如说有的电子元件有记忆性,再比如有限冲击响应滤波器FIR,再比如自回归,包括当下热门的神经网络、深度学习,都依赖与以往的数据,即过去的记录会影响当下的决策。“以史为鉴,可以知得失”,回顾历史,启发未来。我觉得这是非常有道理的,但这样有没有什么问题呢?我觉得是有问题的。历史真的就可靠吗?且不说有些历史真假难辨,即便是真正的史实,就可以古为今用吗?会不会对当下的决策产生误导呢?历史很重要但不能过分依赖,否则就会出现“过拟合”的现象。就比如说上文提到的火箭推进器的例子。火箭推进器的宽度设计为4英尺8英寸半,真的合理吗?这样设计只是早期考虑到运输方便,但现在我们的运输工具完全有能力运输更宽的推进器,所以这个尺寸是有待于进一步研究的。

    说到“过去影响现在”,我不由地想起了随机过程里面的“马尔可夫性”。“马尔可夫性”指的是未来的状态只与现在有关,而与过去无关。这就说只要把当下做好,就可以有美好的未来。但这样也会存在问题,如果不注重以往的经验,只是根据当下的所见所想作出决定,似乎有些武断或者缺乏考虑。

    综合来看,我觉得我们既要重视历史,但又不能完全沿袭历史。我们应该以一种辩证的,批判的态度来审视历史。不能想当然的以为,之前的人们都这样干,这样干就是最好的办法,这也是创新最大的困难所在。其次,也不能完全相信眼下观察到的现实,想当然的以为历史都是些过时的东西,没有任何参考价值。我觉得我们在研究历史的时候,尤其是科学史的时候,不妨设想自己就处于当时的背景下,利用当时已有的工具从科学家的视角进行思考。在理解“为什么”这么做之后,不妨再想想以现在的知识,可不可以对它进行优化甚至是改造。路径依赖有利有弊,每次都另辟新路走起来会很艰难,也很冒险,因为你时时都需要小心翼翼的探路。而如果你总是沿着老路走,虽然会顺利很多,但也很难发现新的更快的路了。



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3 魏焱明 王安良 陈奂生

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