Algoritmer att leva efter: Datavetenskapen bakom mänskliga beslut av Brian Christian och Tom Griffiths

Sammanfattning

Kan datavetenskap lära oss livets hemligheter? Kanske inte, men det kan belysa hur vissa vardagliga processer fungerar och hur man kan utnyttja dem. Algoritmer finns överallt, från att följa ett recept till ordningen i vilken du sorterar ditt e-post.

I Algoritmer att leva efter: Datavetenskapen bakom mänskliga beslut av Brian Christian och Tom Griffiths, delar programmeraren och forskaren Brian Christian och psykologi- och kognitionsvetenskapsprofessor vid UC Berkeley Tom Griffiths de många sätt som algoritmer formar allt från hur vi minns saker till hur vi fattar stora och små beslut.

Topp 20 insikter

1. "37% regeln" hänvisar till en serie steg, eller algoritmer, som någon måste följa för att fatta det bästa beslutet inom en viss tid. Någon avsätter 37% av sin tid till forskning innan de fattar ett beslut, sedan åtar de sig det allra nästa "bästa valet" de hittar.
2. "Utforska/utnyttja" avvägningen hänvisar till behovet av att balansera det beprövade och testade med det nya och riskfyllda. Utdelningen av denna algoritm beror helt på hur mycket tid du har att fatta beslut. Människor är mer benägna att besöka sin favoritrestaurang på deras sista kväll i staden än att riskera något nytt.
3. Utvecklad 1952 av matematikern Herbert Robins, använder "Vinn-Stanna, Förlora-Byt" algoritmen spelautomater som en metafor. Välj en maskin slumpmässigt och spela den tills du förlorar. Byt sedan till en annan maskin; denna metod har visat sig vara mer tillförlitlig än slumpen.
4. En psykologisk studie fann att människor ofta "överutforskar" snarare än att utnyttja en vinst när de ges valmöjligheter. Givet 15 möjligheter att välja vilken spelautomat som skulle vinna, använde 47% Win-Stay, Lose-Shift strategier, och 22% valde maskiner slumpmässigt istället för att stanna kvar vid en maskin som betalade ut.
5. Hollywood är ett utmärkt exempel på utnyttjandetaktiken. Antalet filmuppföljare har stadigt ökat under det senaste decenniet. Både 2013 och 2014 var sju av de tio bästa filmerna antingen uppföljare eller prequels. Trenden kommer troligen att ändras om nya filmidéer drar in mer pengar på biljettkassan.
6. A/B-testet liknar det två spelautomatsscenariot i det att du håller fast vid det alternativ som presterar bäst. Mer än 90% av Googles 50 miljoner dollar i årliga intäkter kommer från betalda annonser, vilket innebär att utforska/utnyttja algoritmer driver en stor del av internet.
7. Gittins Index ger en ram för odds som antar att du har obegränsad tid att uppnå den bästa utbetalningen, men chanserna minskar ju längre du väntar. Till exempel: välj en spelautomat med ett förflutet av en-till-en vinster/förluster (50%) över maskinen som har vunnit nio av 18 gånger.
8. "Upper Confidence Bound" algoritmer erbjuder mer utrymme för upptäckt än "Win-Stay, Lose-Shift" metoden. Denna algoritm tilldelar ett värde baserat på vad som "kunde vara" baserat på den tillgängliga informationen.En ny restaurang har 50/50 chans att erbjuda en bra upplevelse eftersom du aldrig har varit där.
9. "Kortaste bearbetningstiden" algoritmen kräver att du slutför de snabbaste uppgifterna först. Dela vikten av uppgiften med hur lång tid det kommer att ta. Prioritera endast en uppgift som tar två gånger så lång tid om den är två gånger så viktig.
10. Laplaces lag beräknar oddsen för att något kommer att inträffa med endast små mängder data. Räkna hur många gånger det resultatet har inträffat, lägg till ett, dela sedan med antalet möjligheter plus två. Till exempel: Ditt softbollteam spelar åtta matcher per säsong. Det har redan vunnit två matcher. 2+1/ 6+2=3/8, eller en 37,5% chans att du vinner nästa match.
11. Kopernikanska principen låter dig förutsäga hur länge något kommer att vara utan mycket information om det. Lösningen är att det kommer att fortsätta lika länge som det har pågått hittills. Baserat på denna princip kommer Google rimligtvis att vara fram till 2044 (23 år sedan 1998 + 23 från 2021).
12. "Power-law distribution" tar hänsyn till att, i livet, faller de flesta saker under medelvärdet och några stiger över. Två tredjedelar av USA:s befolkning tjänar mindre än genomsnittsinkomsten, men den översta 1% tjänar nästan tio gånger genomsnittet. Få filmer gör "Titanic" nivå pengar på biljettkontoret, men vissa gör det.
13. "Nash-jämvikten" utforskar fenomenet med tvåspelarspel och hur spelare formar strategier som ingen vill ändra baserat på vad den andra personen gör. Detta skapar stabilitet. I Sten-Sax-Påse med tre alternativ, antar spelare en 1/3-1/3-1/3 strategi om inte den andra personen ändrar taktik, och processen börjar om.
14. Mänskliga hjärnor har en nästan oändlig kapacitet för minnen, men vi har en begränsad mängd tid för att komma åt dem. Detta resulterar i "glömskans kurva." En studie av Hermann Ebbinghaus fann att han kunde återkalla nonsensstavelser 60% av tiden efter att han läst dem, men det minskade till 20% efter 800 timmar.
15. Ebbinghaus' "glömskans kurva" visade sig nära matcha hur ofta ord används i samhället. Återkomsten av ord som hittades i rubrikerna i The New York Times minskade med en takt på 15% över 100 dagar och antydde att mänskliga hjärnor naturligt stämmer sina processer till världen runt oss.
16. Börskraschen "flash crash" den 6 maj 2010 orsakades av en "informationskaskad." När en person gör något annorlunda, följer sedan andra människor efter, med antagandet att den första personen vet något de inte vet. Detta beteende får människor att panikköpa eller uppvisa mobbeteende.
17. Sociologen Barry Glassner noterade att mord i USA minskade med 20% under 1990-talet, men ändå ökade nämnandet av skjutvåld på amerikanska nyheter med 600%.En informationskaskad kan orsakas mer av offentlig information än privat information.
18. När författarna Brian Christian och Tom Griffiths planerade intervjuer för boken, upptäckte de att experter var mer benägna att acceptera ett smalt, förutbestämt fönster än ett vidöppet. Det är mindre utmanande att anpassa sig till begränsningar än att hitta en annan lösning.
19. Tro det eller ej, slumpen är också en del av livets algoritm. Nobelpristagaren Salvador Luria insåg att slumpmässiga mutationer kunde skapa virusresistens genom att se sin vän vinna jackpotten på en spelautomat.
20. De bäst planerade planerna är ofta de enklaste. Jason Fried och David Heinemeier Hannson, grundarna av mjukvaruföretaget 37signals, använder en tjock markör när de börjar brainstorma eftersom det begränsar utrymmet och tvingar dem att hålla det enkelt och fokusera på helheten.

Sammanfattning

Optimalt stopp

Titta kontra hoppa

Livet är fullt av situationer som kräver att vi fattar det bästa möjliga beslutet på kortast möjliga tid. Bilförare söker den perfekta parkeringsplatsen. Chefer söker den bästa jobbkandidaten för ett jobb, och fastighetsägare måste bestämma sig för att acceptera ett försäljningserbjudande innan fastighetsmarknaden ändras igen. Detta dilemma kallas "optimalt stopp."

"Optimalt stoppande" problem hänvisar till dilemman som kräver det bästa beslutet på kortast möjliga tid. Hur balanserar du behovet av att få alla fakta med behovet av att agera innan det är för sent? Vanliga exempel inkluderar att söka efter den perfekta parkeringsplatsen, när man ska hyra en lägenhet innan de alla är tagna och när man ska anställa den bästa kandidaten för ett jobb. Det sistnämnda har noggrant undersökts och diskuterats av matematiker sedan 1950-talet.

Detta problem är känt som "Sekreterarproblemet."

• Om en arbetsgivare intervjuar 100 sekreterarkandidater, bör den personen tilldela de första 37% procenten av intervjuerna för att bekanta sig med talangpoolen och de bästa kvaliteterna.
• Om de anställer den allra nästa sökande som verkar vara den "bästa hittills," har företaget en 37% chans att den personen är den bästa kandidaten.
• Odds blir större med färre sökande.

En hyresgäst på jakt efter en lägenhet i San Francisco kan vara benägen att ta den första tillgängliga enheten på grund av hög efterfrågan. Om den hyresgästen behöver hitta ett nytt ställe att bo på inom 30 dagar, föreslår "Optimalt stoppande" algoritmen att hyresgästen ägnar 37% av sin tid, eller 11 dagar, till att utforska alternativ utan något åtagande. På dag 12 måste hyresgästen vara beredd att åta sig till det första stället som de anser vara det "bästa hittills.""

Utforska kontra utnyttja

Laura Carstensen, en psykologiprofessor vid Stanford, har framfört hypotesen att människor strategiskt minskar sina sociala cirklar när de blir äldre. I en studie frågades människor om de hellre skulle tillbringa 30 minuter med en nära familjemedlem, en författare som skrivit en bok de nyligen läst eller någon de träffat som verkade dela deras intressen. Äldre respondenter valde familjemedlemmen, medan yngre människor valde att skaffa nya vänner.

När tid lades till eller togs bort, hände dock något intressant. Om äldre människor fick leva 20 år längre, matchade deras val de yngre respondenternas. Om yngre respondenter föreställde sig att de var på väg att flytta över hela landet, valde de familjemedlemmar istället.

Livet är fullt av osäkerhet, vilket gör beslutsprocessen ännu mer kämpig ibland. För att ta bort lite av livs- eller dödspressen ur ekvationen, låt oss istället vända oss till något mindre allvarligt - kasinospelautomaten.

Döpt till "enarmade banditen," kommer spelautomater med olika utbetalningsodds som har förbryllat spelare och fascinerat statistiker i århundraden. 1952 föreslog matematikern Herbert Robbins en lösning på det uråldriga dilemmat om du ska hålla ut för nästa stora vinst eller sluta medan du ligger på topp. Han kallade detta för Win-Stay, Lose-Shift-algoritmen.

Robbins föreslog att en person ska välja "en arm" slumpmässigt (utforska), sedan dra i den så länge den ger utdelning (utnyttja). När maskinen slutar betala, bör personen gå vidare till en annan, och så vidare.

Minimal ånger

Ibland måste du väga risken mot potentiell ånger för att hitta lösningen på ditt specifika problem. Amazon VD Jeff Bezos hade ett stadigt, välavlönat jobb på Wall Street innan han startade Amazon. Risken med den första onlinebokhandeln, fann han, övervägdes av möjligheten att han kanske skulle ångra att han inte försökte, en "ram för minimering av ånger."

"Jag visste att när jag var 80, skulle jag inte ångra att jag hade försökt detta," sa Bezos. "Jag skulle inte ångra att jag försökte delta i denna sak som kallas internet som jag trodde skulle bli en riktigt stor grej. Jag visste att om jag misslyckades, skulle jag inte ångra det, men jag visste att det enda jag kanske skulle ångra är att jag aldrig hade försökt."

"Övre förtroendegräns" algoritmer erbjuder mer utrymme för upptäckt än "Vinn-Stanna, Förlora-Byt" metoden. Denna algoritm tilldelar ett värde baserat på vad som "kunde vara" baserat på den tillgängliga informationen. En ny restaurang har 50/50 chans att ge en bra upplevelse eftersom du aldrig har varit där.

Algoritmer kan inte garantera ett liv utan ånger, men de visar hur vår vilja att ta risker minskas av hur mycket tid vi tror (eller vet) att vi har att ta dem.När vi är barn utforskar vi våra världar och upptäcker nya saker med stor entusiasm. När vi blir äldre tenderar vi att förlita oss på de "beprövade och sanna" besluten baserade på vad vi har lärt oss, dvs. utnyttja dem.

Planera med syfte

Ofta kan de uppgifter som har ett förfallodatum hanteras från den närmaste tidsfristen till den längsta. Om du har flera uppgifter som ska utföras samtidigt, är det bäst att sortera dem efter hur lång tid varje uppgift kommer att ta.

För att närma sig denna typ av schema, särskilt om du har flera klienter, kan du minska den tid alla måste vänta med hjälp av algoritmen för kortaste bearbetningstid. Enkelt uttryckt, ta alltid itu med den snabbaste uppgiften först och så vidare. Tänk dig en måndagsmorgon där du har ett stort projekt som tar fyra dagar att slutföra och ett mindre projekt som tar en dag. Om du levererar det stora projektet först på torsdag (4 dagar) och det lilla projektet på fredag (5 dagar), kommer dina klienter att ha väntat totalt nio dagar. Om du levererar det lilla projektet först på måndag (1 dag) och det stora på fredag (5 dagar), kommer dina klienter att ha väntat totalt sex dagar mellan dem. Detta är känt som "summan av sluttiderna."

Ett annat tillvägagångssätt är att tilldela en vikt till varje uppgift, till exempel hur mycket pengar den kommer att dra in. Dela varje uppgifts vikt med hur lång tid det kommer att ta att slutföra den, och arbeta sedan i ordning från högst till lägst.För en frilansare eller oberoende entreprenör, detta tillåter dig att bestämma varje uppgifts timlön. Dela varje projektavgift med dess storlek och arbeta från den högsta timlönen till den lägsta.

Förutse framtiden

Astrofysikern J. Richard Gott III utvecklade Copernican-principen 1969 - en metod för att förutsäga hur länge något kommer att vara. När han besökte Berlinmuren undrade han hur länge muren skulle vara. Eftersom han inte visste hur länge murens livslängd skulle vara, kunde Gott anta att hans ankomst i genomsnitt skulle vara ungefär halvvägs igenom. Därför gissade han att muren skulle stå i ytterligare åtta år. I det här fallet stod Berlinmuren i 20 år, inte åtta.

Copernican-principen är inte perfekt - en 90-årig man kommer troligen inte att leva till att vara 180 - men det finns tillfällen där den fungerar bra. Långt innan Gott gav denna algoritm ett namn, försökte statistiker uppskatta hur många stridsvagnar tyskarna producerade varje månad under andra världskriget. Lösningen var att fördubbla serienumret som ses på stridsvagnarna och uppskatta att minst dubbelt så många existerade. I det här fallet uppskattade de att 246 stridsvagnar tillverkades varje månad, jämfört med de 1 400 som föreslogs av flygspaning. Efter kriget bekräftade tyska register det faktiska antalet vara 245.

Glöm bort det

Din hjärna var designad för att glömma

Mänskligt minne verkar vara en nyckfull sak ibland, men det finns en metod i galenskapen. Hermann Ebbinghaus, en psykolog vid Berlins universitet 1879, studerade sig själv för att bättre förstå minnet.

Varje dag skulle Ebbinghaus memorera en lista med nonsensstavelser och testa sig själv. Han skapade sedan ett diagram för att visa hur lång tid det tog för hans minne att blekna. Sannolikheten för återkallande minskade förutsägbart med tiden, från nära 60% strax efter att ha läst något till bara 20% efter 800 timmar.

John Anderson, en psykolog och datavetare, granskade Ebbinghaus arbete 1987 för att se om han kunde designa datorsystem runt den mänskliga hjärnan. Han upptäckte att våra hjärnor glömmer information när den inte längre är relevant för världen runt oss. Anderson analyserade rubriker från The New York Times och fann att ett ord är mest sannolikt att återkomma direkt efter att det först har använts. Sannolikheten att se det igen minskade mer över tiden. Sida vid sida såg diagrammet nästan identiskt ut med Ebbinghaus data.

Sök balans... eller inte

Det finns en naturlig balans i allt, särskilt i tvåspelarspel eller scenarier som inkluderar minst två konkurrenter. Matematiker kallar detta fenomen "jämvikt" eftersom det är stabilt.Jämvikt är särskilt tydlig i poker, där spelare håller fast vid sina strategier om inte en betydande förändring inträffar.

Exempel: I Sten-Sax-Påse finns det bara tre alternativ för spelarna att välja mellan. Spelare väljer naturligtvis ett slumpmässigt val eller 1/3-strategi. Om en av spelarna börjar använda sten oftare, anpassar sig den andra spelaren och använder papper. Den andra spelaren kommer sedan att balansera saker och ting igen genom att ändra strategi, dvs. sax, etc., och processen börjar igen.

Matematikern John Nash, odödliggjord i boken och filmen "Ett underbart sinne," bevisade 1951 att varje tvåspelarspel har minst en sådan jämvikt. Denna upptäckt gav honom Nobelpriset i ekonomi 1994. Ofta hänvisas till som "Nash-jämvikten," erbjuder denna princip en förutsägelse om det stabila långsiktiga resultatet av alla regler eller incitament.

Denna algoritm används för att planera och forma ekonomisk politik och socialpolitik - men ibland betyder "stabil" inte nödvändigtvis "bra."

Om en stad har två butiksägare som lockar samma kunder, kommer den första att förlora affärer om de arbetar sex dagar i veckan medan den andra arbetar sju. Nash-jämvikten antyder att om båda företagen tar en ledig dag, kommer de båda att få vila, men båda förlorar affärer. Så, båda ägarna arbetar sju dagar i veckan.

Ändra spelet

Om din vän hoppade från en bro, skulle du göra det också? Den mänskliga instinkten att kopiera varandra kan vara en överlevnadsegenskap, som att vända sig om när du ser andra göra det i fall det lurar fara i närheten. Modetrender kommer och går. Är det bättre att spela säkert eller att gå din egen väg, till det bättre eller sämre?

"När du finner dig själv på majoritetens sida, är det dags att pausa och reflektera," sa Mark Twain.

Människor tenderar att fatta beslut baserade på antaganden de gör utifrån någon annans handlingar. Om alla köpte Beanie Babies, måste de vara värdefulla, eller hur?

När denna process börjar lavinartat komma ur kontroll, kallas det en "Informationskaskad." Fastighetskrisen 2007-2009 var ett exempel på hur huspriser steg på grund av efterfrågan, bara för att sedan krascha. Människor antar att eftersom många andra gör något så finns det en brådska. (Toalettpapper 2020, till exempel.) Resultaten kan vara katastrofala.

Var försiktig med fall där offentlig information verkar överstiga privat information. Representationen av händelser i media matchar inte frekvensen i världen. Sociologen Barry Glassner noterade att mord i USA minskade med 20% under 1990-talet, men ändå ökade omnämnandet av skjutvåld i amerikanska nyheter med 600%.

Ibland, inför en Informationskaskad, måste du ändra spelet.Om du är en kristen butiksägare eller har starka övertygelser om balansen mellan arbete och liv, är det en icke-fråga att stänga på söndag. Om du ser människor omkring dig falla in i en brådskande trend, börja panikköpa eller bli störda av sensationella tidningsrubriker, kan du lindra stressen genom att infoga mer data.