空城計、古巴導彈危機與選股策略:無處不在的貝葉斯定理說了什麼

A 司馬懿PK諸葛亮:贏家是誰?

三國時期,諸葛亮親率蜀軍北征,安排馬謖鎮守戰略要衝街亭。

但是,馬謖把孔明的部署拋諸腦後、自作主張,導致街亭失守,司馬懿趁勢率15萬大軍直撲諸葛亮的大本營西城。這時,諸葛亮身邊沒有武將,只有一班文官、2500個兵卒,不足魏軍的2%,雙方實力判若天淵,怎麼辦?

孔明傳令,將旌旗盡皆隱匿;諸軍各守城鋪,如有妄行出入及高言大語者,斬之;大開四門,每一門用二十軍士,扮作百姓,灑掃街道。孔明乃披鶴氅,戴綸巾,引二小童攜琴一張,於城上敵樓前,憑欄而坐,焚香操琴。

諸葛亮決定冒險一搏。他不疾不徐地安排好一切,然後端坐在城樓上:

司馬懿前軍哨到城下,見了如此模樣,皆不敢進。懿笑而不信,遂止住三軍,自飛馬遠遠望之。果見孔明坐於城樓之上,笑容可掬,焚香操琴。左有一童子,手捧寶劍;右有一童子,手執麈尾。城門內外,有二十餘百姓,低頭灑掃,傍若無人,懿看畢大疑,便到中軍,教後軍作前軍,前軍作後軍,望北山路而退。

司馬昭認為這是孔明使詐,不足為懼,但司馬懿的看法恰恰相反:

懿曰:“亮平生謹慎,不曾弄險。今大開城門,必有埋伏。我兵若進,中其計也。汝輩豈知?宜速退。”

司馬懿認為諸葛亮一生行事嚴謹,斷斷不會在無人守城的情況下大開城門。諸葛亮對此已有預判:

孔明曰:“此人料吾生平謹慎,必不弄險;見如此模樣,疑有伏兵,所以退去。吾非行險,蓋因不得已而用之。”

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為什麼司馬懿認為西城不是“空城”? 他的分析判斷充分體現了貝葉斯思維

▶首先,司馬懿攜街亭大勝的聲威、憑十五萬大軍的兵力,原本打算與蜀軍再決雌雄;諸葛亮在街亭失守之後,也可能採取閉門拒戰的策略,但是,撤兵棄城(出現空城)的可能性很小;

▶接著,當司馬懿來到城下,發現諸葛亮既沒有排開陣勢、準備與漢軍再戰,也沒有緊閉城門、堅壁清野,而是優哉遊哉地撫琴,城門洞開,不見一兵一卒。這種意外(現在稱為“黑天鵝”)使他不得不重新判斷情勢,對此前的樂觀估計作出大幅調整:

【情景一】如果是空城,諸葛亮在城樓上彈琴的概率有多大?

以諸葛亮的處事原則,司馬懿斷定他不會如此憑空冒險,所以這種情景的概率微乎其微。

【情景二】如果不是空城(已有埋伏),諸葛亮彈琴的概率有多大?

蜀軍在街亭戰敗,諸葛亮很難在短時間內再次集結部隊,此時選擇“以逸待勞”是上策,他很有可能在西城裡設下機關、布好陷阱,打開大門,是為了引魏軍進入埋伏圈,這種情景的概率非常高。

因此綜合來看,司馬懿得出判斷:諸葛亮行事一向穩健、謹慎,他敢於城門大開、閒坐撫琴,必定是早有準備,“西城是空城”的概率很低。

如果魏軍的統帥換做沒有如此理性的司馬昭,很可能不管三七二十一,直接率兵攻打進去,別說拿下西城,活捉彈琴的諸葛亮也完全有可能……

這麼一來,《三國演義》的後二十五回就要重寫了。

在諸葛亮與司馬懿的此番較量中,表面上是諸葛亮險勝、秉持理性的司馬懿稍遜,但應該看到的是,“空城計”是非常極端的選擇,諸葛亮賭上身家性命為之一搏,這在常態情況下是絕對不可取的

反觀司馬懿,對情勢進行細緻的分析、對風險進行合理的評估,這種理性的思考方式,才是更值得我們學習和效仿的

在他的判斷過程中,充分體現了一個重要的理性思維準則——貝葉斯思維


B 什麼是貝葉斯思維

貝葉斯思維,是指按照貝葉斯定理分析問題的思維方式,主要內容是當面對不確定性的問題時,除了要根據現有條件進行分析,還需要考慮在相反的條件下、出現同樣情況的可能性(即概率),並且據此對結論進行糾偏調整,這樣才能得出更客觀、準確的判斷。

舉個例子,如果天上出現烏雲,下雨的概率有多大?

你可能首先想到“下雨時出現烏雲的概率”,但是,它和上面的問題是不同的兩件事,不能直接用“下雨時出現烏雲的概率”來替代“出現烏雲時下雨的概率”。

除了“下雨時出現烏雲的概率”,我們還要考慮“不下雨時出現烏雲的概率”,根據這個概率對上一步的判斷進行調整,整個過程就是貝葉斯思維。

如果歷史數據顯示,後一個概率比較高(比如在雲南大理等高海拔地區,有時出現烏雲但並不會下雨),那麼僅僅根據“天上有烏雲”的條件,就不能推斷出“下雨”,或者說,“下雨”的概率很低。

回到“空城計”的故事。根據“諸葛亮撫琴”的條件,能否作出 “西城是空城” 的判斷?

司馬懿想到了這個問題的對立面,也就是在“西城不是空城”的條件下,“諸葛亮撫琴”的可能性更大,由此,他認為“西城是空城”的概率很低,從而做出了撤軍的理性決定。

“相反條件”在概率論中稱為備擇假設,它是貝葉斯思維中的兩個重要支柱之一。

這是對貝葉斯思維的通俗解釋。貝葉斯思維來源於貝葉斯定理,它的“本尊”是什麼樣兒呢?


C 擲篩子的上帝與貝葉斯定理

在西方的統計學和概率論建立之後,人們認為這完全證明了“上帝也在擲骰子”。

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不過,十八世紀的英國數學家托馬斯·貝葉斯發現了統計學中的一些缺陷,他認為人類在“擲骰子的上帝”面前也不是完全無能為力、聽天由命。

貝葉斯提出,應當在統計計算中引入主觀因素:

用客觀的新信息更新我們最初關於某個事物的信念後,我們就會得到一個新的、改進了的信念。

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比如,如果一個人總是做一些好事,我們會推斷那個人是一個好人。也就是說,當你不能確定某一個事件發生的概率時,你可以通過與其相關的其它事件發生的概率,來推測該事件發生的概率。

如果用A、B代表兩個不同但相關的事件,P(A)、P(B)代表它們發生的概率。很顯然,在事件B發生的條件下、事件A發生的概率P(A/B),以及在事件A發生的條件下、事件B發生的概率P(B/A),是截然不同的,它們之間有什麼關係呢?

貝葉斯經過研究,把這個關係歸納成了數學等式:

P(A/B)=P(A)*P(B/A)/P(B)

它表示的是,在B發生的條件下、A發生的概率P(A/B),不僅與A發生的概率P(A)、B發生的概率P(B)有關係,也與在A發生的條件下、B發生的概率有P(B/A)關。

這就是貝葉斯定理。

以前面“下雨”的例子來說,在“天上有烏雲”的條件下的“下雨”概率,除了要考慮“天上有烏雲”的一般概率、“下雨”的一般概率,還要反向考慮在“下雨”的條件下、“天上有烏雲”的概率,

用貝葉斯公式表達為:

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用貝葉斯定理把司馬懿的分析過程表達出來,是這樣子的:

空城計、古巴導彈危機與選股策略:無處不在的貝葉斯定理說了什麼

這就是說,與其他統計學方法不同,貝葉斯方法是以主觀判斷為基礎,先對目標估計一個值,然後根據其它條件或者事實不斷修正,逐步逼近正確結果。


D 五步學會貝葉斯定理

為了幫助你更順暢地理解貝葉斯定理,我總結了一個“五步法”,以基本概念為線索、層層遞進:

第一步,正向概率

以“新冠肺炎”為例,根據目前已知的數據,武漢的新冠肺炎患病率為0.36%(累計確診病例50000、總人口約1400萬),隨機選擇一個武漢人,他是新冠肺炎患者的概率有多大?答案是0.36%。

這種概率稱為正向概率,根據總體樣本的分佈情況,直接計算出單一事件發生的概率。

第二步,條件概率

接下來,我們把這個問題倒過來,從後向前看,上面的問題就變成:

隨機選擇一個武漢人,如果他有發燒、咳嗽等症狀,他是新冠肺炎患者的概率有多大?

這就是上面講到的條件概率,即根據一定的信息(即條件),逆向推測相關事件發生的可能性。

第三步,聯合概率

聯合概率是指事件A與事件B同時發生的概率,記作P(A,B),很顯然,P(A,B)=P(B,A)。

利用條件概率,把等式兩邊的聯合概率分別展開:

P(A,B)=P(A)* P(B/A)——事件A發生的概率、乘以在A發生的條件下B發生的概率

P(B,A)=P(B)* P(A/B)——事件B發生的概率、乘以在B發生的條件下A發生的概率

兩個等式都表示“事件A與事件B同時發生”的聯合概率:

P(A)* P(B/A)= P(B)* P(A/B)

經過數學變形,就得到了條件概率的求解公式:

P(A/B)= P(A)* P(B/A)/ P(B) ………(1)

這是貝葉斯定理的基本形式。應用到上述的例子中:

P(患病/有症狀)= P(患病)* P(有症狀/患病)/ P(有症狀)

第四步,全概率

在上面的等式中,P(B)稱作全概率,可以展開成:

P(B)=P(A)* P(B/A)+P(~A)* P(B/~A) ………(2)

其中,P(~A)表示與A相反情況發生的概率。

全概率的計算是關鍵一步。很多時候我們會忽略“未患病者中的有症狀者”(即備擇假設),導致對概率的錯誤估算。

在我們的例子中,P(有症狀)就是全概率:

P(有症狀)=P(患病)* P(有症狀/患病)+ P(未患病)* P(有症狀/未患病)

第五步,貝葉斯定理

把全概率等式(2)代入等式(1)的分母中:

P(A/B)= P(A)* P(B/A)/ [P(A)* P(B/A)+P(~A)* P(B/~A)]

這是貝葉斯定理的完整形式。

等式右邊的P(A)稱為“先驗概率”,表示在沒有考慮條件B的情況下、A發生的概率;左邊P(A/B)稱為“後驗概率”,表示在根據條件B進行修正後的A發生的概率。

在上面的例子中,已知患病者的比例是0.36%,假設在“正常人”、“患者”兩部分人中,“有症狀”的比例分別為0.1%、85%:

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在後面的G部分,我們會從另一個角度審視這個例子。


E 貝葉斯思維的應用實例

接下來我們用一些實例詳細說明如何運用貝葉斯定理。

特別請你注意的是,數字只是為了幫助我們準確理解這個定理,重點在於計算過程、方法和邏輯,計算結果並不重要。在實際應用中,我們有時缺乏具體有效的數據(比如下面的例二),但仍可以按照以往經驗、或者參照相近的類別進行粗略估計,不會影響最終的判斷。


應用一:漢密爾頓?麥迪遜?

在美國著名政治文獻《聯邦黨人文集》中,有12篇文章的作者一直存有爭議,無法確定究竟是漢密爾頓還是麥迪遜。

1787年,哈佛大學統計學家通過研究發現,在已經確定作者的73篇文章中,漢密爾頓寫了9.4萬字,麥迪遜寫了11.4萬字。

根據他們各自的用詞偏好、即12篇文章中的相關詞彙出現頻率(詞頻),利用貝葉斯公式,學者們就能推測出這些文章的作者歸屬:

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應用二:孩子撒謊了嗎?

孩子今天放學回來說老師沒佈置作業,你有些不放心,因為在這件事上,孩子以前撒過謊。

你打電話給他的同學明明,明明也說今天沒留作業。現在你需要判斷P(孩子說真話/明明說真話)。

你不僅要考慮“孩子說真話”的基礎概率,即P(孩子說真話),還要考慮“當孩子說假話時、明明說真話”的概率,即貝葉斯定理中的備擇假設,以此來驗證基礎概率。

你知道明明是孩子的好朋友,兩個人常常會“串通口供”,那麼,“當孩子說假話時、明明說真話”的概率很低。這時,如果你能確定明明說的是真話,則“孩子說真話”的概率就會被向上修正,也就是說,你應該認為孩子說的是真話。

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換個角度來看,如果明明是個誠實的孩子,很少說謊話,不論孩子說的是否是真話,明明都不會撒謊,這種情況下“孩子說真話”的概率不會變化,也就是說,根據“明明說真話”的條件不會影響原有的判斷。


應用三:該買進股票嗎?

你發現某個股票已經基本跌到位了,後面觸底反彈的可能性很高,概率為80%,但你覺得信心不足,花錢找了一位投資高人給你諮詢,他的判斷和你一樣。根據你的瞭解,他以往判斷正確的概率是65%,判斷錯誤的概率是35%,你該怎麼做決定呢?

把這個問題“翻譯”成貝葉斯公式:

空城計、古巴導彈危機與選股策略:無處不在的貝葉斯定理說了什麼

經過修正後的概率比此前有一些提升,但幅度不大,原因是他的準確率並不高。如果他的判斷準確性達到95%,最後的結果會提高到96%,你可以更有把握地買進了。

品嚐了幾道“開胃小菜”之後,下面為你送上“主菜”,我們運用貝葉斯思維,對冷戰時期的重大事件“古巴導彈危機”做一深度剖析。


F 古巴導彈危機

1962年,是 “冷戰”時期最危險的時刻,美蘇兩國的激烈對抗,險些將全世界拖入核大戰的深淵。

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事件的起因,源於此前美國與古巴關係的惡化。

1961年,美國宣佈中斷與古巴的外交關係,並對古巴實施經濟制裁。三個月之後,美國策劃了入侵古巴“豬灣事件”,加劇了兩國之間的對立態勢。迫於美國強大的壓力,古巴轉向蘇聯尋求援助。

蘇聯面對的形勢是,以兩國軍事力量對比而言,美國不僅常規武器處於絕對優勢,從50年代大力擴充核武庫之後,在核競賽中也處於領先地位,並且在意大利和土耳其境內部署了中程彈道導彈等戰略武器,將蘇聯的重要城市和工業中心納入有效射程之內。蘇聯感受到了前所未有的威脅。

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此時古巴向蘇聯求援,正是蘇聯扭轉不利局面的時機,遂決定向古巴部署武器。到1962年9月,蘇聯完成了42枚導彈的運輸和部署,每一枚導彈都攜帶一個威力比廣島原子彈大20至30倍的核彈頭。

蘇聯的行動被美國發現後,招致肯尼迪政府的強烈反彈。美國政府向蘇聯發出警告,要求撤回部署古巴武器,但蘇聯予以了“堅決拒絕”,並表示將對美國的威脅“作出最激烈的回擊”。

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肯尼迪立刻下令採取軍事行動。

10月24日,在68個空軍中隊和8艘航空母艦護衛下,由90艘軍艦組成的美國艦隊出動,在從佛羅里達到波多黎各的幾千英里海域上,布成了一個嚴密的弧形,完全封鎖了古巴海域。同時,美國導彈部隊全部處於“高度戒備”狀態,導彈在發射臺上聽候指令。

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局勢危在旦夕,任何一方稍有不慎,就會引爆足以摧毀世界的核戰爭。蘇聯需要作出判斷,如果不從古巴撤出導彈,美國發動軍事進攻的可能性有多大?

我們用貝葉斯定理做一分析:

▶蘇美的全球軍備競賽不斷加劇,但沒有發生過正面的直接衝突。在美國沒有封鎖古巴之前,蘇聯不確定“美國發動核戰”的可能性有多大,假設概率是50%;

▶如果“美國發動核戰”,必定會率先攻擊蘇聯已部署在古巴境內的軍事設施,在這種極端情況下,“封鎖古巴”的概率會大幅上升,P(封鎖古巴/美國發動核戰)設定為80%;

▶如果“美國不發動核戰”,即使雙方擦槍走火,很可能僅僅維持在常規戰爭層面,那麼“封鎖古巴”的可能性儘管存在,但是會大幅度下降,P(封鎖古巴/美國不發動核戰)可設定為10%,

由此可以計算出,美國在封鎖古巴的前提下,進一步發動核戰的概率驟升至88%:

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由於蘇聯判斷在“美國不發動核戰”的情況下,“封鎖古巴”的概率很小,反過來印證了此前的預判,美國發動核戰的概率將大幅度提升。

俗話說,膽兒大的怕不要命的。

美國子彈上膛,發出了“不惜一戰”的信號。肯尼迪的堅決、果斷,大大出乎赫魯曉夫的預料。

26日,赫魯曉夫致信肯尼迪,充分表達了“和解”的意願,很快得到美國的正面回應。截至11月11日,蘇聯從古巴撤回全部核導彈和轟炸機,美國隨後取消了對古巴的海上封鎖。

如果這場危機演變成熱核戰爭,對於肯尼迪與赫魯曉夫、對於美國蘇聯和全世界,都是“不能承受之重”。

事實上,肯尼迪下令封鎖古巴,是極為冒險的舉動,大有“破釜沉舟”之勢。正如諸葛亮在城樓撫琴一樣,雖然概率很小,但是一旦發生,就會給對方的判斷造成很大壓力;但同時,也是封死了所有退路,把自己逼上了梁山。

在這個意義上,肯尼迪和諸葛亮的選擇都是 “不理性”的。


G 作為壓艙石的“基礎概率”

以上對貝葉斯定理的解釋中,我們把重點放在了“備擇假設”上面,這是貝葉斯定理的支柱之一。在實際應用中,除了忽視“備擇假設”以外,還有另一種情況,也會造成判斷錯誤,這就是貝葉斯定理的另一個支柱——基礎概率

例如,在D部分的例子中,考慮到“在患者中85%有症狀”,這個比例比較高,如果由此判斷“有症狀者患病”的概率,就會出現高估的偏差。

你應該注意到,整體“患病率”即基礎概率只有0.36%,說明在人群中此病的發病例很低,計算結果顯示“有症狀者患病”的概率只有75%,顯著低於85%,這正是基礎概率的作用。

由於人們的思維習慣,通常會過於關注發生在眼前的具體事件,而忽視潛藏著的、作為基本情況存在的基礎概率,導致出現誇大證據的誤判。

實際上,在臨床診斷、法庭審判、商業分析等很多現實生活領域中,經常發生這類理性謬誤。


H 貝葉斯思維比定理更重要

學習理性思維、學習貝葉斯定理,重點不在於要按照公式詳細計算,而是學會這種思維方式、形成貝葉斯思維的直覺。

在文章的最後,我們簡要總結一下貝葉斯思維的三個關鍵要點:

第一,基礎概率。從唯物哲學的角度看,基礎概率是“矛盾的主要方面”。如果某種情況的發生概率就很低,哪怕證據再確鑿,通常也應該否定這種情況出現的可能性。

以上面的肺炎感染為例,考慮到疾病發生率比較低這個基礎概率,大致能判斷出來很多人出現症狀,與肺炎病毒並沒有關係,而是其他病症引起的,因此需要再做進一步篩查、檢測。

第二,備擇假設。由於思維慣性的原因,我們往往被眼前的證據吸引、迅速做出判斷,卻忽視了在相反情況下的概率。備擇假設促使我們更全面地、完整地思考問題。

第三,證據選擇。在依據證據進行判斷時,需要注意證據的科可靠性、準確性。比如,不能聽信某些來源不明的消息,不能由於一件事情就輕易對別人進行評判。越是重要的事情,越需要儘量充分、詳細的調查;而當證據、條件充分時,就要及時調整先前形成的判斷,靈活應對。

貝葉斯思維是一種應用廣泛的理性思考方式。掌握了這個“利器”,你會在看問題的深度和廣度上都勝人一籌,形成更有見地、更有效的判斷和決策。


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