Algorytmy, według których warto żyć: Informatyka a decyzje człowieka autorstwa Briana Christiana i Toma Griffithsa

Streszczenie

Czy informatyka może nauczyć nas sekretów życia? Być może nie, ale może rzucić światło na to, jak działają pewne codzienne procesy i jak je wykorzystać. Algorytmy są wszędzie, od przestrzegania przepisu kulinarnego po kolejność sortowania Twojej poczty e-mail.

W Algorytmy, według których warto żyć: Informatyka a decyzje człowieka autorstwa Briana Christiana i Toma Griffithsa, programista i badacz Brian Christian oraz profesor psychologii i nauk kognitywnych na UC Berkeley Tom Griffiths dzielą się wieloma sposobami, w jaki algorytmy kształtują wszystko, od sposobu, w jaki zapamiętujemy rzeczy, po to, jak podejmujemy duże i małe decyzje.

Top 20 spostrzeżeń

1. Reguła "37%" odnosi się do serii kroków, czyli algorytmów, które ktoś musi podążać, aby podjąć najlepszą decyzję w określonym czasie. Ktoś przeznacza 37% swojego czasu na badania przed podjęciem decyzji, a następnie zobowiązuje się do następnego "najlepszego wyboru", który znajdzie.
2. Kompromis "eksploracja/wykorzystanie" odnosi się do potrzeby zrównoważenia sprawdzonego i przetestowanego z nowym i ryzykownym. Wynik tego algorytmu zależy całkowicie od tego, ile czasu masz na podjęcie decyzji. Ludzie są bardziej skłonni odwiedzić swoją ulubioną restaurację w ostatnią noc w mieście, niż ryzykować coś nowego.
3. Opracowany w 1952 roku przez matematyka Herberta Robinsa, algorytm "Wygraj-Zostań, Przegraj-Zmień" używa maszyn do gry jako metafory. Wybierz maszynę losowo i graj w nią, dopóki nie przegrasz. Następnie przejdź do innej maszyny; ta metoda okazała się bardziej niezawodna niż przypadek.
4. Badanie psychologiczne wykazało, że mając do wyboru, ludzie często "zbyt intensywnie eksplorują" zamiast wykorzystać zwycięstwo. Mając 15 możliwości wyboru, który automat do gier wygra, 47% stosowało strategie Wygraj-Zostań, Przegraj-Zmień, a 22% wybierało automaty losowo zamiast trzymać się maszyny, która wypłacała.
5. Hollywood jest doskonałym przykładem taktyki eksploatacji. Liczba sequeli filmowych systematycznie wzrastała w ciągu ostatniej dekady. Zarówno w 2013, jak i 2014 roku, siedem z dziesięciu najlepszych filmów to były sequele lub prequele. Trend ten prawdopodobnie ulegnie zmianie, jeśli nowe pomysły na filmy przyciągną więcej dolarów z biletów kinowych.
6. Test A/B jest podobny do scenariusza z dwoma automatami do gier, w którym trzymasz się opcji, która daje najlepsze wyniki. Ponad 90% rocznych przychodów Google w wysokości 50 milionów dolarów pochodzi z płatnych reklam, co oznacza, że algorytmy eksploracji/eksploatacji napędzają dużą część internetu.
7. Indeks Gittinsa dostarcza ramy prawdopodobieństwa, które zakładają, że masz nieskończoną ilość czasu na osiągnięcie najlepszej wypłaty, ale szanse zmniejszają się, im dłużej czekasz. Na przykład: wybierz automat do gier z historią wygranych/przegranych jeden do jednego (50%) zamiast maszyny, która wygrała dziewięć razy na 18 prób.
8. Algorytmy "Górnej Granicy Ufności" oferują więcej miejsca do odkrycia niż metoda "Wygraj-Zostań, Przegraj-Zmień". Ten algorytm przypisuje wartość na podstawie tego, co "mogłoby być" na podstawie dostępnych informacji.Nowa restauracja ma 50/50 szans na zapewnienie dobrego doświadczenia, ponieważ nigdy tam nie byłeś.
9. Algorytm "Najkrótszego Czasu Przetwarzania" wymaga, aby najpierw wykonać najszybsze zadania. Podziel znaczenie zadania przez czas, jaki zajmie jego wykonanie. Priorytetowe jest zadanie, które trwa dwa razy dłużej, tylko jeśli jest dwa razy ważniejsze.
10. Prawo Laplace'a oblicza prawdopodobieństwo wystąpienia czegoś na podstawie niewielkiej ilości danych. Policzyć, ile razy ten wynik się zdarzył, dodać jeden, a następnie podzielić przez liczbę możliwości plus dwa. Na przykład: Twój zespół softballowy gra osiem meczów na sezon. Już wygrał dwa mecze. 2+1/ 6+2=3/8, czyli 37,5% szans na wygranie następnego meczu.
11. Zasada Kopernikańska pozwala przewidzieć, jak długo coś potrwa, nie wiedząc o tym prawie nic. Rozwiązanie polega na tym, że będzie trwało tak długo, jak dotychczas. Na podstawie tej zasady, Google prawdopodobnie przetrwa do 2044 roku (23 lata od 1998 + 23 od 2021).
12. Rozkład "Power-law" uwzględnia, że w życiu większość rzeczy jest poniżej średniej, a kilka wznosi się powyżej. Dwóch na trzech mieszkańców USA zarabia mniej niż średnia, ale 1% najbogatszych zarabia prawie dziesięć razy więcej niż średnia. Niewiele filmów zarabia na poziomie "Titanic" w box office, ale niektóre tak.
13. "Równowaga Nasha" bada zjawisko gier dwuosobowych i sposób, w jaki gracze formułują strategie, których żaden z nich nie chce zmieniać w oparciu o to, co robi druga osoba. Tworzy to stabilność. W grze Kamień-Papier-Nożyce z trzema opcjami, gracze przyjmują strategię 1/3-1/3-1/3, chyba że druga osoba zmienia taktykę, a proces zaczyna się od nowa.
14. Ludzkie mózgi mają niemal nieskończoną pojemność na wspomnienia, ale mamy ograniczoną ilość czasu, aby do nich dotrzeć. Powoduje to "krzywą zapominania." Badanie przeprowadzone przez Hermanna Ebbinghausa wykazało, że mógł on przypomnieć sobie nonsensowne sylaby w 60% przypadków po ich przeczytaniu, ale spadło to do 20% po 800 godzinach.
15. "Krzywa zapominania" Ebbinghausa okazała się ściśle odpowiadać częstotliwości, z jaką słowa są używane w społeczeństwie. Częstotliwość występowania słów w nagłówkach The New York Times spadała o 15% co 100 dni, co sugeruje, że ludzkie mózgi naturalnie dostosowują swoje procesy do otaczającego nas świata.
16. "Błyskawiczny krach" na giełdzie 6 maja 2010 roku był spowodowany "kaskadą informacji." Kiedy jedna osoba robi coś innego, inni ludzie naśladują ją, zakładając, że pierwsza osoba wie coś, czego oni nie wiedzą. Takie zachowanie powoduje panikę kupowania lub zachowania tłumu.
17. Socjolog Barry Glassner zauważył, że liczba morderstw w Stanach Zjednoczonych spadła o 20% w ciągu lat 90., a jednak wspomnienie o przemocy z użyciem broni na amerykańskich wiadomościach wzrosło o 600%.Kaskada informacji może być spowodowana bardziej przez informacje publiczne niż prywatne.
18. Gdy autorzy Brian Christian i Tom Griffiths planowali wywiady do książki, odkryli, że eksperci byli bardziej skłonni zaakceptować wąskie, ustalone z góry okno czasowe niż szeroko otwarte. Mniej wymagające jest dostosowanie się do ograniczeń niż znalezienie innego rozwiązania.
19. Wierzcie lub nie, losowość jest również częścią algorytmu życia. Laureat Nagrody Nobla, Salvador Luria, zdał sobie sprawę, że losowe mutacje mogą wywołać odporność wirusową, obserwując, jak jego przyjaciel wygrywa jackpot na automacie do gier.
20. Najlepiej przemyślane plany są często najprostsze. Jason Fried i David Heinemeier Hannson, założyciele firmy oprogramowania 37signals, używają grubego markera, gdy zaczynają burzę mózgów, ponieważ ogranicza to miejsce i zmusza ich do uproszczenia i skupienia się na ogólnym obrazie.

Podsumowanie

Optymalne zatrzymanie

Szukaj kontra skok

Życie pełne jest sytuacji, które wymagają od nas podjęcia najlepszej możliwej decyzji w jak najkrótszym czasie. Kierowcy szukają idealnego miejsca parkingowego. Menedżerowie szukają najlepszego kandydata na stanowisko, a właściciele nieruchomości muszą zdecydować, czy akceptują ofertę sprzedaży, zanim rynek nieruchomości ponownie się zmieni. Ten dylemat nazywa się "optymalne zatrzymanie."

"Optymalne zatrzymanie" odnosi się do dylematów, które wymagają podjęcia najlepszej decyzji w jak najkrótszym czasie. Jak zrównoważyć potrzebę zdobycia wszystkich faktów z koniecznością działania, zanim będzie za późno? Powszechne przykłady to poszukiwanie idealnego miejsca parkingowego, kiedy wynająć mieszkanie, zanim wszystkie zostaną zajęte, oraz kiedy zatrudnić najlepszego kandydata na stanowisko. Ten ostatni problem został dokładnie zbadany i omówiony przez matematyków od lat 50-tych.

Ten problem jest znany jako "Problem Sekretarki."

• Jeśli pracodawca przeprowadza rozmowy kwalifikacyjne z 100 kandydatami na stanowisko sekretarki, powinien przeznaczyć pierwsze 37% rozmów na zapoznanie się z pulą talentów i najlepszymi cechami.
• Jeśli zatrudnią następnego kandydata, który wydaje się być "najlepszy do tej pory," firma ma 37% szans, że ta osoba będzie najlepszym kandydatem.
• Szanse są większe, gdy jest mniej kandydatów.

Osoba szukająca mieszkania do wynajęcia w San Francisco może być skłonna wziąć pierwszą dostępną jednostkę z powodu dużego popytu. Jeśli ta osoba musi znaleźć nowe miejsce do życia w ciągu 30 dni, algorytm "Optymalnego Zatrzymania" sugeruje, że powinna poświęcić 37% swojego czasu, czyli 11 dni, na zbadanie opcji bez żadnego zobowiązania. W 12 dniu osoba ta musi być gotowa do zobowiązania się do pierwszego miejsca, które uważa za "najlepsze do tej pory.""

Eksplorować versus eksploatować

Laura Carstensen, profesor psychologii na Stanford, postawiła hipotezę, że ludzie strategicznie redukują swoje kręgi społeczne, gdy starzeją się. W jednym z badań, ludzi zapytano, czy wolą spędzić 30 minut z najbliższym członkiem rodziny, autorem książki, którą ostatnio przeczytali, czy z kimś, kogo spotkali i który wydawał się dzielić ich zainteresowaniami. Starsi respondenci wybrali członka rodziny, podczas gdy młodsi ludzie wybrali nawiązanie nowych znajomości.

Jednak kiedy dodano lub odebrano czas, stało się coś interesującego. Jeśli starszym ludziom pozwolono żyć 20 lat dłużej, ich wybory pokrywały się z wyborami młodszych respondentów. Jeśli młodsi respondenci wyobrażali sobie, że mają się przeprowadzić na drugi koniec kraju, wybierali członków rodziny.

Życie jest pełne niepewności, co sprawia, że proces decyzyjny jest czasami o wiele trudniejszy. Aby trochę odciążyć presję życia i śmierci, zwróćmy się raczej do czegoś mniej groźnego - automatu do gier w kasynie.

Nazywane "jednorękim bandytą," automaty do gier mają różne szanse na wygraną, które od wieków zastanawiają graczy i fascynują statystyków. W 1952 roku matematyk Herbert Robbins zaproponował rozwiązanie wiekowego dylematu, czy powinniśmy czekać na następną dużą wygraną, czy lepiej zakończyć grę, będąc do przodu. Nazwał to algorytmem Wygraj-Zostań, Przegraj-Zmień.

Robbins zaproponował, że osoba powinna wybrać "ramię" losowo (eksplorować), a następnie ciągnąć je, dopóki przynosi korzyści (eksploatować). Gdy maszyna przestaje płacić, osoba powinna przejść do innej, i tak dalej.

Minimalne żal

Czasami musisz zważyć ryzyko z potencjalnym żalem, aby znaleźć rozwiązanie swojego konkretnego problemu. CEO Amazona, Jeff Bezos, miał stabilną, dobrze płatną pracę na Wall Street przed założeniem Amazona. Ryzyko pierwszej internetowej księgarni, jak stwierdził, było zrównoważone przez możliwość, że mógłby żałować, że nie spróbował, "ramy minimalizacji żalu."

"Wiedziałem, że kiedy będę miał 80 lat, nie będę żałował, że spróbowałem," powiedział Bezos. "Nie będę żałował próby uczestnictwa w tej rzeczy zwanej internetem, która wydawała mi się być naprawdę dużym wydarzeniem. Wiedziałem, że jeśli nie uda mi się, nie będę tego żałował, ale wiedziałem, że jedną rzeczą, której mogę żałować, jest to, że nigdy nie spróbowałem."

Algorytmy "Górnej Granicy Ufności" oferują więcej miejsca do odkrycia niż metoda "Zostań-Wygraj, Przełącz-Przegraj". Ten algorytm przypisuje wartość na podstawie tego, co "mogłoby być" na podstawie dostępnych informacji. Nowa restauracja ma 50/50 szans na zapewnienie dobrego doświadczenia, ponieważ nigdy tam nie byłeś.

Algorytmy nie mogą gwarantować życia bez żalu, ale pokazują, jak nasza gotowość do podejmowania ryzyka jest ograniczana przez to, ile czasu myślimy (lub wiemy), że mamy na ich podjęcie.Kiedy jesteśmy dziećmi, odkrywamy nasz świat i odkrywamy nowe rzeczy z wielkim entuzjazmem. Kiedy dorastamy, zaczynamy polegać na "sprawdzonych i prawdziwych" decyzjach opartych na tym, co nauczyliśmy się, czyli wykorzystujemy je.

Planuj z sensem

Często te zadania, które mają termin, można podjąć od najbliższego do najdalszego. Jeśli masz wiele zadań do wykonania jednocześnie, najlepiej jest je sortować według tego, ile czasu zajmie ich wykonanie.

Aby podejść do tego typu harmonogramu, zwłaszcza jeśli masz wielu klientów, możesz skrócić czas oczekiwania dla wszystkich, stosując algorytm najkrótszego czasu przetwarzania. Mówiąc prosto, zawsze podejmuj najkrótsze zadanie jako pierwsze i tak dalej. Wyobraź sobie poniedziałkowy poranek, w którym masz jeden duży projekt, który zajmuje cztery dni do ukończenia i mniejszy projekt, który zajmuje jeden dzień. Jeśli dostarczysz duży projekt najpierw w czwartek (4 dni) i mały projekt w piątek (5 dni), twoi klienci będą czekać łącznie dziewięć dni. Jeśli dostarczysz mały projekt najpierw w poniedziałek (1 dzień) i duży w piątek (5 dni), twoi klienci będą czekać łącznie sześć dni. To jest znane jako "suma czasów realizacji."

Innym podejściem jest przypisanie wagi każdemu zadaniu, takiej jak ile pieniędzy przyniesie. Podziel wagę każdego zadania przez czas, jaki zajmie jego wykonanie, a następnie pracuj w kolejności od najwyższej do najniższej.Dla freelancerów lub niezależnych wykonawców, pozwala to na określenie stawki godzinowej każdego zadania. Podziel każdą opłatę za projekt przez jego rozmiar i pracuj od najwyższej stawki godzinowej do najniższej.

Przewiduj przyszłość

Astrofizyk J. Richard Gott III opracował Zasadę Kopernikańską w 1969 roku - metodę przewidywania, jak długo coś przetrwa. Kiedy odwiedził Mur Berliński, zastanawiał się, jak długo mur przetrwa. Ponieważ nie wiedział, jak długi będzie okres życia muru, Gott mógł założyć, że średnio jego przybycie będzie mniej więcej w połowie. Dlatego przypuszczał, że mur stanie jeszcze przez osiem lat. W tym przypadku, Mur Berliński stał przez 20 lat, a nie osiem.

Zasada Kopernikańska nie jest doskonała - 90-letni mężczyzna raczej nie dożyje 180 lat - ale są sytuacje, w których działa dobrze. Na długo zanim Gott nadał temu algorytmowi nazwę, statystycy próbowali oszacować, ile czołgów Niemcy produkowali każdego miesiąca podczas II wojny światowej. Rozwiązaniem było podwojenie numeru seryjnego widocznego na czołgach i oszacowanie, że istnieje co najmniej dwa razy tyle. W tym przypadku, szacowano, że każdego miesiąca produkowano 246 czołgów, w porównaniu do 1400 sugerowanych przez rozpoznanie lotnicze. Po wojnie, niemieckie zapisy potwierdziły, że rzeczywista liczba wynosiła 245.

Zapomnij o tym

Twój mózg został zaprojektowany do zapominania

Pamięć człowieka wydaje się czasami kapryśna, ale jest w tym metoda. Hermann Ebbinghaus, psycholog z Uniwersytetu w Berlinie w 1879 roku, studiował siebie, aby lepiej zrozumieć pamięć.

Każdego dnia Ebbinghaus zapamiętywał listę nonsensownych sylab i poddawał się quizowi. Następnie stworzył wykres, pokazujący, jak długo trwało, zanim jego pamięć zaczęła blednąć. Prawdopodobieństwo przypomnienia się przewidywalnie spadało z czasem, od blisko 60% tuż po przeczytaniu czegoś do zaledwie 20% po 800 godzinach.

John Anderson, psycholog i informatyk, ponownie przeanalizował pracę Ebbinghausa w 1987 roku, aby zobaczyć, czy mógł zaprojektować systemy komputerowe wokół ludzkiego mózgu. Odkrył, że nasze mózgi zapominają informacje, gdy przestają być istotne dla otaczającego nas świata. Anderson analizował nagłówki z The New York Times i odkrył, że słowo najprawdopodobniej pojawi się ponownie tuż po pierwszym użyciu. Prawdopodobieństwo zobaczenia go ponownie zmniejszało się z czasem. Obok siebie, wygląd wykresu wyglądał niemal identycznie jak dane Ebbinghausa.

Szukaj równowagi... czy nie

Wszystko ma naturalną równowagę, zwłaszcza gry dla dwóch graczy lub scenariusze, które obejmują co najmniej dwóch konkurentów. Matematycy nazywają to zjawisko "równowagą", ponieważ jest stabilne.Równowaga jest szczególnie widoczna w pokerze, gdzie gracze trzymają się swoich strategii, chyba że nastąpi znacząca zmiana.

Przykład: W grze Kamień-Papier-Nożyce, gracze mają do wyboru tylko trzy opcje. Gracze naturalnie wybierają losowy wybór lub strategię 1/3. Jeśli jeden z graczy zaczyna częściej używać kamienia, drugi gracz dostosowuje się i używa papieru. Drugi gracz wtedy znowu zrównoważy sytuację, zmieniając strategię, czyli nożyce, itd., i proces zaczyna się od nowa.

Matematyk John Nash, uwieczniony w książce i filmie "Piękny umysł," udowodnił w 1951 roku, że każda gra dla dwóch graczy ma co najmniej jedną taką równowagę. To odkrycie przyniosło mu Nagrodę Nobla w dziedzinie ekonomii w 1994 roku. Często nazywane "równowagą Nasha," to zasada oferuje prognozę stabilnego długoterminowego wyniku dowolnego zestawu zasad lub zachęt.

Ten algorytm jest używany do planowania i kształtowania polityki gospodarczej i społecznej - ale czasami, "stabilny" niekoniecznie oznacza "dobry."

Jeśli w mieście są dwaj sklepikarze, którzy przyciągają tych samych klientów, pierwszy straci klientów, jeśli będzie pracować sześć dni w tygodniu, podczas gdy drugi będzie pracować siedem. Równowaga Nasha sugeruje, że jeśli obie firmy wezmą dzień wolny, obie dostaną odpoczynek, ale obie stracą klientów. Więc obaj właściciele pracują siedem dni w tygodniu.

Zmień grę

Czy skoczyłbyś z mostu, gdyby Twój przyjaciel to zrobił? Ludzki instynkt naśladowania innych może być cechą przetrwania, na przykład obrócenie się, gdy widzisz, że inni to robią, na wypadek, gdyby w pobliżu czyhało niebezpieczeństwo. Mody i trendy przychodzą i odchodzą. Czy lepiej grać bezpiecznie, czy iść własną drogą, na dobre i na złe?

"Kiedykolwiek znajdziesz się po stronie większości, nadszedł czas na chwilę zastanowienia," powiedział Mark Twain.

Ludzie mają tendencję do podejmowania decyzji na podstawie założeń, które wynikają z działań innych osób. Jeśli wszyscy kupowali Beanie Babies, muszą być cenne, prawda?

Kiedy ten proces zaczyna lawinowo wymykać się spod kontroli, nazywa się to "Kaskadą Informacji." Kryzys nieruchomości w latach 2007-2009 był przykładem wzrostu cen domów z powodu popytu, tylko po to, aby później runąć. Ludzie zakładają, że skoro wielu innych coś robi, istnieje pilna potrzeba. (Na przykład papier toaletowy w 2020 roku.) Rezultaty mogą być katastrofalne.

Bądź ostrożny w przypadkach, gdy informacje publiczne wydają się przewyższać informacje prywatne. Przedstawienie wydarzeń w mediach nie odpowiada częstotliwości w świecie rzeczywistym. Socjolog Barry Glassner zauważył, że morderstwa w Stanach Zjednoczonych spadły o 20% w ciągu lat 90., a jednak wspomnienie o przemocy z użyciem broni na amerykańskich wiadomościach wzrosło o 600%.

Czasami, w obliczu Kaskady Informacji, musisz zmienić grę.Jeśli jesteś chrześcijańskim sklepikarzem lub masz silne przekonania na temat równowagi między życiem a pracą, zamknięcie w niedzielę nie jest problemem. Jeśli widzisz, że ludzie wokół ciebie wpadają w pilny trend, zaczynają kupować na zapas w panice lub są zaniepokojeni sensacyjnymi nagłówkami gazet, możesz złagodzić stres, wprowadzając więcej danych.