科學人雜誌
科學人觀點

數字會說話,但小心話中有話

2021-05-01 曾志朗
數的世界不講人情,但人性的介入,使得到的數據可能變形,在感知、決策和行動上都偏離客觀與正確。

(Numerosity adaptation effect, Gilisa(CC BY-SA 3.0) )

4月底5月初,正是春暖花開的季節。我一早起來,連續打了10幾個噴嚏,深切感受到「春城無處不飛花」,誰叫我是花粉熱的過敏之徒呢?走出門外,抬頭一望,沒看到春日,也見不到藍天,陰暗的天邊如霧似霾,使我想起早些年住在美國南加州嚴重空氣污染地區的情景。看來,這就是人類在科技文明進展中所付出的代價。先進的已發展國家正在覺醒,但更多的發展中國家仍在舊有的發展模式下,急著建立會造成污染的各項建設。


有鑑於此,聯合國教科文組織在2015年召集專家學者,訂出「2030永續發展目標」。由生活的各個層面,檢討以往因盲目研發科技的商業模式,造成對地球環境以及對生物多樣性(包括生命、生活及社會文化)的破壞,並為推動地球生命的永續發展,制定了17項核心目標(終結貧窮;消除飢餓;確保健康與促進各年齡層的福祉;確保優質教育及提倡終身教育;實現性別平權;淨水、衛生及其永續管理;可負擔的潔淨能源;合適的工作及經濟成長;促進工業化、加速創新及鋪設基礎建設;消弭不平等;永續城鄉;責任消費及生產循環;訂定氣候變遷行動;保育海洋生態;保育陸域生態;推動和平、正義和健全制度;強化多元夥伴關係),以及評估是否達成的230項指標,期待各國政府據此訂定政策和推展具體的行動。


我不厭其煩列出這17項核心目標,目的在提醒大家,銘記這些指引性的理念,也隨時隨地在生活上遵循各項指標所列出的行動方案,因為唯有大家共同努力,地球上美好生命的永續發展才有望達成!我也常在會議上或課堂上,和研究團隊與學生們討論這些核心目標和其行動指引。總有一、兩位學生會提出一個深刻的問題:「政府訂定政策,也推出行動方案,但指引性的核心目標總是很抽象,行動方案的具體成效也很模糊,到底如何才算是『達標』呢?」這是個好問題,因為很多政策沒有落實,常常源自於行動方案的達標定義太過模擬「多」可,以至於上有政策、下有對策,應付一下,就不了了之。例如最近令許多人心痛、造成許多家庭破碎的太魯閣號撞工程車的事故,明明暴露台鐵問題重重,但政府卻宣稱已完成總體檢報告裡144項改革建議的109項。


怎麼會有這樣的結果?政策明明白白,標準也訂得清清楚楚,只要行動數據達標,不就是落實政策了嗎?為什麼大家努力半天,卻達不到立竿見影的成效?難不成是所呈現的數據失真,使政策淪為口號,到頭來一場空呢?那依照規定制定的行動方案所得到的數據,如何會失真?在現今越來越重視「大數據」(巨量資料)的世代,數據的客觀性和權威性,絕對是判定真相的關鍵,怎麼可能失真呢?


數據的英文是data,在中文則是複合詞。「數」是一點一滴算出來的,是很中性的,是不容置疑的;「據」則是指根據特定的標準或邏輯歸納的結果。前者是客觀的,後者就充滿了主觀的解釋。也就是說,政策訂下的標準是1或0的數位計算,但標準決定的過程以及最終的解釋則是充滿人性,而人性會受到環境因素的考量和對事件脈絡的感知,扭曲了測量的原意!


談到人性,做為當代心理學研究者,就更有話說了。數理科學對量化的要求非常嚴格,對所要測量的數值,按界定的規則,增加或減少,不能有絲毫偏差,所以3×7=21是不會變的。但水果行的老闆遇到老主顧往往好商量:「香蕉1斤7元,3斤20就好了!」數的世界不講人情,但為了籠絡人心,老闆的計算就變成算計了。這就是數還是數,但有時因別有用心,而把數據變形了。我的研究團隊也從不同的切入點觀察到「數」因人性的介入,在感知、決策和動作上都偏離了客觀正確的數值!


我們先來做個實驗。右上方有兩張圖,請你屏息凝視上圖兩個圓圈之間的「+」符號30秒後,再看下圖的兩個圓圈。現在告訴我,哪個圓圈裡的點數比較多?你的答案應該是左邊比右邊多。但其實,兩邊的點數一樣多!這個因為前面經驗(上圖兩個圓圈裡的點數不一,左少右多,但左邊的點大、右邊的點小)引發後面感知偏離的幻象,稱為數量適應效應(numerosity adaptation effect)。這個效應是2008年由伯爾(David Burr)和羅斯(John Ross)兩位心理學家在《當代生物學》期刊中提出,說明我們對數量的感知會由於前因而影響後來的估算。但有研究者認為,圓圈內的點數太多,無法掌握正確的數量,才會產生不穩定的估算。


為了克服估算的不易掌握,中央大學認知神經科學研究所的張智宏副教授等人就做了一個計算數字大小的實驗。受試者手握彈簧儀,眼前的螢幕會出現兩個大小相同的圓圈,圈內各有一個數。受試者要根據指示對目標數(例如5)決定施力的大小,所用的力就代表5這個數的大小。實驗結果發現,受試者判定目標數(5)所使用的力量,會受到旁邊圓圈裡的數字影響:旁邊數字大(例如8),受試者使用的力量變小;旁邊數字小(例如2),用的力量就變大。5就是5,但受試者對這個數的大小判定卻受到環境的干擾,證實了數量適應效應!


研究大腦決策機制的前陽明大學(現在是陽明交通大學)神經科學研究所的吳仕煒教授和團隊,也做了一系列實驗,發現人們在不確定的狀態下做決策,很容易受到當下情境的影響,忽略基本率(base-rate neglect)而產生高估或低估的偏誤。在第一個實驗中,他們找來了34個受試者。讓受試者觀看螢幕上隨機出現的彩券,每張彩券都有特殊的視覺符號代表,也有固定的中獎機率,當彩券出現後,受試者可以馬上得知是否中獎。接著研究人員操弄不同情境,例如讓中獎機率50%和10%的彩券,或讓中獎機率50%和90%的彩券隨機交替出現,藉此觀察受試者對50%中獎機率彩券的評估,是否會受到另一張彩券的影響。


結果顯示當另一張彩券的中獎機率是10%,受試者對50%中獎機率的彩券往往會高估;但當另一張彩券的中獎機率為90%時,受試者則傾向低估50%中獎機率的彩券。有趣的是,功能性磁共振造影(fMRI)顯示,受情境效應而影響機率估算的包括腹內側前額葉皮質、背側前扣帶皮質和右頂葉內側溝,而它們也正是和決策相關的腦區。接下來的實驗,共有28位受試者,研究者同樣利用操弄受試者做決策當下的報酬率,發現忽略的程度和當前環境的機率息息相關,表示基本率雖然存在,但人心卻是脆弱的,容易受到環境因素影響!值得稱許的是,他們檢視了fMRI的影像,證實這個對基本率忽略的現象是在腦中的特定區域(額葉眼眶面皮質、內側前額葉皮質和殼核)產生的。兩篇論文先後刊登在去年的《科學公共圖書館.生物學》和《美國國家科學院學報》。

這一連串的實驗發現,再再提醒我們,在大數據時代,對得到的數,必須深切思考測量的根據是什麼?制定政策,訂出標準,以為一錘定音,但常常為達到那個標準,忘了制定測量方法的原意!最明顯的罷黜眾論、獨尊一「數」的荒唐劇,莫若教授升等審查所訂的最低門檻(70分)了。低空略過70,那會是優良教授嗎?此外,大學入學考量是選才,最後卻落入測驗分數或作文比賽的泥淖裡,教育的目標為何?今年因為疫情使很多標準測驗不易施行,國外很多知名大學有了反省的機會,紛紛拋棄SAT、GRE等以往視為重點的選才依據。也許這是新冠疫情不幸中的一個大幸吧!後果如何?拭目以待吧!


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