倖存者偏差——從高考作文「戰機防護」談起

今年全國II卷高考作文為:“二戰”期間,為了加強對戰機防護,英美軍方調查了作戰後倖存飛機上的彈痕的分佈,決定哪裡彈痕多就加強哪裡,然而統計學家沃德力排眾議,指出更應該注意彈痕少的部位,因為這些部位受到重創的戰機,很難有機會返航,而這部分數據被忽略了,事實證明,沃德是正確的。下圖為一架被擊落的B-17空中堡壘。

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二戰期間,美國統計學家沃德教授被授命研究如何降低戰機被擊落的概率的這個問題。他的研究發現,飛機的翅膀是最容易被擊中的部分,而飛行員的座艙和發動機則是被擊中最少的部分。下圖為一架被擊中機翼發動機的B-17。

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但是依照當時的航空技術,飛機的裝甲只能局部加強,以免過重。那麼問題來了,到底是應該增強機翼,還是應該增強座艙和發動機呢?當時的作戰指揮官認為,既然機翼最容易中彈,那麼當然應該增強機翼了。但沃德教授則建議加強飛行員的座艙和飛機發動機的位置。下圖為一架被擊中機身油箱在空中爆炸解體的B-24解放者轟炸機。

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沃德教授認為,作戰指揮官的這個判斷就是犯了這個嚴重的邏輯歸因的錯誤:倖存者偏見。從統計的觀點來看,多次擊中機翼的轟炸機,但依然能夠安全返航,而機尾部分卻發現很少中彈。那並不是因為他不會真的中彈,而是因為他一旦中彈了,可能根本就無法返航。下圖為一架被蘇軍擊落的納粹德國He-112戰鬥機,可以很明顯的看到座艙及發動機受損嚴重。

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後來事實證明教授的建議是正確的。聯軍的轟炸機被擊落的比率顯著降低。英國軍方還動用了敵後的工作人員,收集了部分墜毀在德國境內的飛機的殘骸,發現中彈的部位果真如沃德所預料,主要集中在座艙與發動機的位置。所以說看不見的彈痕最致命。下圖為一架墜毀在太平洋的B-29超級空中堡壘。

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有時候,我們要研究的問題並不是這些倖存者是怎麼活下來的,而是那些沒有這個幸運回來的飛機是如何死去的。可是很不幸的是,死去的人是無法開口的,而你採訪倖存者,他們是如何活下來的時候,他會帶有一種並非主觀意願的偏見,因為他們從來沒有看見過那個看不見的彈痕。到底什麼叫做倖存者偏差,它是一種常見的邏輯的謬誤。我們只能看到經過某種篩選而產生的結果,並沒有意識到篩選的過程,而忽略了一些非常關鍵的信息。下圖為一架被擊中右發動機的A-26戰鬥轟炸機。

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其實二戰時蘇聯也對戰機損傷做了類似的調查,但是他們的結論更加驚人。蘇聯的科學家發現在戰場上的能戰鬥戰機的壽命沒有超過100小時的,所以他們得出一個結論戰機的發動機壽命定為100小時即可,因為沒有一架飛機能活到100小時。但是蘇聯的科學家沒有考慮到戰爭初期由於德國的閃電戰導致大量的戰機被擊毀在機場,而且肅反大清洗導致蘇聯大批有經驗的飛行員被清洗。這才是蘇聯戰機壽命不到100小時的真正原因。這個決定也直接導致了蘇聯二戰後發動機設計思路的變化,到目前為止俄羅斯最先進的發動機出廠以後壽命都是在1000小時左右,不像美國的動輒幾萬小時。下圖為俄羅斯的AL-41F發動機五代發動機的總壽命為4000小時,大修壽命為1000小時。和F-22的F119相比差遠了,初期F119首次大修壽命8000小時,後期改進型12000小時。

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在航空界這樣的例子很多,比如說航空炸彈的發展。二戰中美軍對德國,日本的戰略轟炸給世界各國以深刻印象。大機群,地毯式轟炸成為戰後美蘇發展戰略轟炸力量的目標。下圖就是著名的炸彈之母,但是主要是為了在越南戰場開闢直升機起降場使用,這也是人類歷史上投入實戰的當量最大的常規炸彈。

倖存者偏差——從高考作文“戰機防護”談起


可是美軍幾個專家在研究中發現,當炸彈的當量成倍增加之後,毀傷概率卻沒有成倍增加。按照倖存者偏差為我們帶來的啟示:沒有常情,唯有常理。按常理炸彈當量增加,肯定毀傷概率也會增加。但是不然,常規炸彈當量再大,也比不過原子彈。想要增加毀傷概率只能從別的方向發展,那就是增加炸彈的命中精度,所以現在世界各國都在發展高精度制導炸彈。下圖就是當年炸我國南聯盟大使館的罪魁禍首——JDAM制導炸彈(英文:Joint Direct Attack Munition,縮寫:JDAM,中文:傑達姆)他其實就是Mk-81 250磅、Mk-82 500磅、Mk-83 1,000磅和Mk-84 2,000磅四種規格的常規炸彈加制導套件改裝而成的。

倖存者偏差——從高考作文“戰機防護”談起


還有一個突出的例子就是阿帕奇直升機的升級版長弓阿帕奇。在海灣戰爭時,阿帕奇出盡風頭,按照倖存者偏差,想要得到最大戰果就是再增加戰機,但是美軍某些專家分析了戰爭的過程,發現一個問題“媒體噪音”。因為在海灣戰爭的時候美軍的媒體以及深入到基層連隊了。媒體對於阿帕奇戰果的報道掩蓋住瞭如何提高阿帕奇的生存率從而取得高戰果這個邏輯關係。解決以上問題的思路就是:務必迴歸你自身面對問題的受眾群體,點面結合,多個視角全面觀察問題。這時候美軍專家發現光靠增加戰機數量的成本遠遠大於提高火控系統的準確命中率的成本——長弓阿帕奇因運而生。

倖存者偏差——從高考作文“戰機防護”談起


從外表上看,除了旋翼軸頂上多了個扁圓形的天線罩以外,"長弓阿帕奇"與"阿帕奇"似乎沒有什麼區別,但實際上"長弓阿帕奇"技術水平和綜合作戰能力都有顯著的提高,同時具備超視距作戰能力,生存性顯著提高。難怪當時的麥道公司(現併入波音公司)雄心勃勃,不但要將現役的AH-64A全部改裝成AH-64C/D,而且還擴大生產新的AH-64G/D供應國外客戶,以便與歐洲直升機公司的"虎"式、貝爾直升機公司的"超級眼鏡蛇"、阿古斯塔公司的"貓鼬"以及南非和俄羅斯生產的武裝直升機進行競爭。2007年英國已訂購91架AH-64G/D,荷蘭、韓國等也都先後訂購"長弓阿帕奇"。長弓一出,誰與爭鋒。現在世界各國都以長弓阿帕奇為標準發展自己的武裝直升機,下圖為中國版的長弓直十九。

倖存者偏差——從高考作文“戰機防護”談起

其實我覺得這次高考命題的目的就在於告訴考生,不能以倖存者偏差考慮問題。很多現象都需要從問題的本質區考察,不能始終停留在問題的表層來探討問題的發生機制。

起飛線,夢想放飛!


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