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	<title>世界的无限可能性</title>
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	<description>量子熊猫测不准</description>
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		<title>历史的胳肢窝</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 15:03:50 +0000</pubDate>
		<dc:creator>量子熊猫</dc:creator>
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		<description><![CDATA[张发财老师是一位真正的老师，我订阅他的博客，每周看他给杜蕾斯做的飞机稿，躲在实验室的小隔间里蔫儿乐，想是不是要为看广告设计准备一个老板键。 　　 然后，张发财老师不甘仅仅用图形表达自己，开始从故纸堆里掏出一个又一个段子，一条一条往微博上推。于是，除了飞机稿，我们要有了新的娱乐品，就是这些历史段子，我称之为，历史的胳肢窝。 　　 故事和真实的不同之处在于，真实要荒诞的多，没有前因后果，没有可见的动机，没有善恶报应，最后还往往结束得莫名其妙。但是，这些需要我们退一步才看得到。近了，书上有的是帝王将相、丰功伟绩，一切不堪都不见了，或者被藏起来，或者我们视而不见。 　　 幸而张发财老师不嫌腌臜，去捅了这历史的腋窝，除了痒的不行，大约也有股臭味儿，让庙堂之上的东西颜面大失。但是，这臭味可不扰人，对于读者，属于臭豆腐越吃越香那种。有人拿这本书和余世存老师的《非常道》比较。我看来，《非常道》有《世说新语》的气质，录及德行、言语、政事、文学，褒贬有当，史笔如椽。张老师的书走的却是朋克路线，让人大笑之中，一切权威、神圣纷纷消解，在上的，露出了红红的猴屁股。 　　 埃科在《玫瑰的名字》之中，借一位修士之口，说出了笑的秘密—— “笑使愚民摆脱对魔鬼的惧怕，因而可以控制它。然而，这本书也可以教诲人，摆脱对魔鬼的恐惧也是一种智慧。当愚民一笑，葡萄酒在喉咙里汩汩作响时，他就感觉自己成了主人，因为笑颠覆了自己和僭主的关系。……于是，愚民令人兴奋的下意识的腹部活动，就会变成大脑的思维活动” （翁贝托·埃科著，沈萼梅、刘锡荣译，上海译文出版社2010） 　　 我以为，张发财老师的书，大概有一些这种作用吧。 　　 最后，有一点需要提及，本书初稿完全是在微博上发布的。微博一百多字的限制，似乎不可能铺陈出像样的文体，但是中文在展示了丰富的延展性后，也不是不能缩小自己，在狭小的空间里跳出舞来。 　　 钱存训先生的《书于竹帛》描述了古代书写系统对文体的塑造作用，是否这种力量今天仍在发生？那么，这将不是我们见到的第一本微博书吧。当你在书上看到超链接时，你会被指向何方呢？当然，前提是你已经有了运用自己理智的自由。那么，就请笑一笑吧。 书籍编辑时自王丫米处得书稿，得以先睹为快。]]></description>
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		<title>数学模型中的甲型H1N1流感</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 08:20:09 +0000</pubDate>
		<dc:creator>量子熊猫</dc:creator>
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		<description><![CDATA[编者按：印第安纳大学物理系生物复杂系统方向的博士生胡浩同学参与了一项重要的研究工作，使用计算机模拟的方法对甲型H1N1病毒的传播作出预警。他将这一信息投递到了科学松鼠会，并提供了极为详细的资料。本文为笔者在胡浩同学提供资料的基础上改写。 此外，胡浩同学所在的研究小组授权我们使用他们公布在网上的图片。 在此，我们对研究小组的全体成员致以深深的谢意。我们相信，这些科学工作者的工作将为我们抗击流行病的传播提供重要帮助。 本文刊于《新发现》 该小组的网站：http://www.gleamviz.org/ 撰文 陈朝 胡浩 计算流行病 这个初夏，甲型H1N1流感袭来。在抗击流感的第一线，除了医疗工作者，也少不了科学家——在后者中，有这样一群人：不同于我们以往的想象，他们和媒体画面中包裹得严严实实的防护服形象无关。他们与流感病毒的战争，不是借助化学制剂和分析病毒样本，而是依靠计算机和数学模型。 美国印第安纳大学信息学院的一间实验室，大型计算机的屏幕上，流感病毒蔓延开来。这当然不是真实的病毒，而是一套基于流行病学模型和全球交通模型的模拟程序。由亚历山德罗·维斯皮那尼（Alessandro Vespignani）教授领导的这个研究小组由来自世界各地的科学家组成，正在进行一项名为 GLEaM(Global Epidemic and Mobility Modeler，全球疾病传播模型)的项目。这个项目依靠程序，根据病毒传播的特点和世界交通的数据，计算病毒可能的传播情况，从而使我们能够对将来可能发生的情况进行预警。 帮病毒算算术 大家知道，传染病流行是有一定规律可循的，比如，一些疾病有着固定的易传染时间段，从感染到发作的时间比较固定，传染能力、致死率等因素也可以被我们获知。这意味着，科学家可以建立一个流行病模型来描述传染病传播的特点，预测传播的规模、速度等。流行病学模型正是这项研究的核心。 且来看看这个模型的情况：如各大媒体所报道的那样，现在每当发现一个新流感感染者，有关人员总会去寻找他的密切接触者。这种方法关心的是一个微观个体的情况，相对而言，流行病学模型则更为抽象，例如一个经典的流行病学模型是这样的： 这个模型叫做S-I-R模型。S(susceptible)是易感人群，I(Infected)是感染人群，R(Recovered)是已经康复的人群。感染人群有一定几率传染易感人群，使其转变成为感染人群。而感染人群也可能得到治愈成为已康复的人群。感染的强度和恢复天数的长短可以由参数控制。 实际上，流感的情况更为复杂。在模拟时还要考虑潜伏期、感染后有无症状等因素。无论怎么复杂，科学家的工作还是通过类似的模型模拟不同人群中疾病传播的情况。 在这个模型中，最重要的因素之一是流行病的传播能力，也就是一个患者平均可以传染几个人，这个数值叫做再生数。如果再生数小于1，那么流行病就能被控制住。如果大于1，就有流行的风险。根据推算，1918年的西班牙流感期间，再生数大于2.5，所以造成了大面积的杀伤。这一次甲型H1N1流感，几个研究组通过开始阶段的观察，初步估计是这个数值大约在1.4~2.5之间。 给世界划格子 有了流行病的模型，如果要模拟现实世界的传播情况，一个十分重要的因素是人们的日常行为对疾病传播规律的影响，即如何和他人接触(contact pattern)，以及人们的移动模式（mobility pattern，包括旅行、上下班等活动）。 过去，传染病的传播途径可能是动物（禽类、猪、昆虫等）、污染的水源。因为交通不便，主要依靠近距离空气传播的疾病（比如这次的甲型流感）不会迅速出现跨越遥远距离的传播。至少，当北美发现病例时，远在亚洲的我们不会马上被威胁。但今天发达的交通完全改变了这一点。繁忙的空中交通网能够在一夜之间将一名病毒携带者从疫区带到地球另一面的某个国家。因此，对这种交通因素的模拟就非常必要了。只有将流行病模型和交通因素都考虑进来，才有可能帮助我们预测流行病可能出现的传播情况。 研究小组的数学模型以模拟全球范围内人们的移动为基础，根据全球的航空数据和大约30个国家的每日的城际交通(daily commuting)数据构建出一个交通网。 如何计算各个地区的感染几率呢？科学家主要考虑城市和人口数据。他们将3300多个机场的位置划分到各个城市。把全球有大量人口的地区划分为一个个小网格，把一个机场附近的人口网格划入这个机场为中心的区域来计算。下面是以芝加哥和印第安纳州附近地区作为例子。红色的点是机场，每一个格子是人口网格，而边界是划分的城市边界。这样的划分能够把全世界大部分人口划分到他们居住区的主要交通网络中。 目前，流行病传播的主要途径集中在天空中飞来飞去的航班，而不同城市间航班的数量是明显不同的。这次流感的源头墨西哥和美国、加拿大之间的交通联系明显比到欧洲、中国的多。因此，我们可以猜到，传染首先可能发生在美洲大陆，然后是欧洲，然后是亚洲和南半球。实际的情况也确实如此。 研究小组不仅考虑了航班的情况，还涉及了城市间短途旅行。综合起来，就可以建立一个完整的交通模型。有了这个模型，研究者就可以预测疾病从发源地向其他地区传播的路径和速度。 好了，有了流行病的数据，又有了全球交通网络，接下去把它们输入大型计算机，进行反复多次的模拟，简单来说，就是模拟上文中提到的感染人群在各个区域之间流动，计算有多大几率传染该地区的易感人群。如此就能找出流感在全球传染的可能情况，从而对将要发生的威胁作出预测。 目前，维斯皮那尼教授等人领导的小组正在通过网站向全世界提供风险报告。报告包含了他们这个模型计算出的全球主要国家发现病例的风险几率，以及大致的感染者人数。这些预测有以没有防控措施估算出的最坏情况，也有针对一部分高危人群使用抗病毒药后会出现的较好情况。 现在看来，流感爆发的初期已经过去，而它给全世界带来的影响似乎也没有开始想象的那么严重。可是，对病毒仍然不能掉以轻心。不久之后，维斯比那尼小组将把报告发布从短期预测转为长期预测，研究各种可能情况对流感传播的影响，发布基于不同条件下的模拟结果，比如考虑季节因素、各国采取的防控因素等。相信这些结果能对北半球冬天可能出现的第二次爆发，以及未来的流行病学研究起到作用。 除了提供预警，研究小组还指出，目前封闭各国边境的作用是十分有限的，根据他们的研究，只有在交通流量减少到现有流量的10%左右时，才有可能有效地减少流行病传播。这个控制措施显然是不可能达到的，因为封闭边境造成的交通流量减少效果并不明显，同时考虑到造成的经济损失，可说得不偿失。 算出来的结果可信吗？ 在甲型H1N1流感爆发之初，研究小组也把自己的结论和其他研究者得出的结论做过比较。如美国西北大学德克·布洛克曼（Dirk Brockmann）教授的研究组用美元“旅行”的数据来实时估算流感在美国之内的传播（见贴士）。美元的移动实际上就代表了人的移动，因此这个网络也可以反映出人群大致的移动规律。经过开始几周的比较，这两个研究组的结果很相近，并且和实际情况也比较符合。 此外，印第安纳小组在流感爆发之初给出了两三周之后的风险预测，这些预测显示了一定的准确度。比如在芝加哥还没有病例的时候，模型预测出这是一个高危地区，结果两天之后果然出现了几百个病例报告，其他的高危地区像是加州，德州、纽约等地也都出现了很多病例。但是美国西北部比较偏僻的几个州以及东部的西弗吉尼亚等地，病例数就一直很少或者为0，这也一再支持了研究小组计算得出的结果。 在本次流感之前，该小组曾经模拟过2003年SARS的传播情况，曾取得比较接近真实情况的结果。但小组成员也指出，这项研究还存在着很多缺陷。比如，目前只模拟了在各国不采取防控措施或者防控措施极少情况下的结果。例如现在国内正在采取的措施（隔离观察和追踪高危人群），或是人们改变日常行为等（比如取消旅行，不去人多的地方），这些因素目前还无法全部考虑进去。在这次流感爆发之初，研究者也只有非常有限的数据，因此很多参数都是靠经验和过去的流行病数据。随着各国和世界卫生组织不断公布数据，研究组也可以更准确的修正初始条件的参数。根据不同年龄群体、不同季节、不同地区的新模型正在不断的修正中。 相信随着这些研究不断的深入，人类对于流行病的防控又会有新的武器。只不过，这些武器不是疫苗、药剂，而是运行在大型计算机中的模拟程序。它们计算出的数据，将帮助我们得到防治流行病传播的预警，从而避免大瘟疫的发生。 贴士： 美元与流行病传播 十年前，一个叫做汉克·埃斯金（Hank Eskin）的程序员在每张自己经手的美元上都做了注释，提示这张钞票的下一位主人到“乔治去哪儿了？”网站（www.wheresgeorge.com）上记下它的序列号以及接收地的邮政编码，他这么做的初衷仅仅是出于好玩，想知道这张钞票能够走多远，到了2006年，这个网站已经记录下了一亿美元的流通历史，比如其中的一张共穿梭了各种各样的饭店、赛马场、脱衣舞夜总会…… 马普动力学与自组织研究所（Max-Planck-Institute for Dynamics and Self-Organization）的德克·布洛克曼发现了这个很好的数据库。2006年发表在《自然》上面的文章称，他和同事仔细检查了价值464670美元的钞票的来龙去脉，由此建立了一个数学模型，并认为非常适合应用在流行病传播研究中。一开始，研究小组对于这类模型能否反映反映人群活动还不是很拿得准，直到去年另外一项以追踪无线电话为主线的模型研究成功“画”出了迁徙地图之后，才对它的有效性坚信不疑。这次的H1N1预测中，美元模型和印第安纳小组交通模型在再生数方面的估计都是一个偏小的数值，并得到了实际情况的印证。 增补：接到胡浩来信，增补如下内容： 前几天wired杂志也用我们的模型来模拟如果这次的H1N1流感再生数和1918年流感的再生数相当的结果，以证明这次流感的传染能力比之前的弱，这是我们组一个postdoc帮忙做的。原文和yeeyan的译文在这里。 http://www.wired.com/special_multimedia/2009/st_infoporn_1707 [...]]]></description>
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		<title>零花钱与一百分</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 07:59:00 +0000</pubDate>
		<dc:creator>量子熊猫</dc:creator>
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		<description><![CDATA[金钱奖励你的孩子可取吗？ 不少八零后回忆童年时光，可能会记得，如果考试取得好成绩，就能从家长那里得到一些奖励——可能是一个变形金刚，或者一顿肯德基。也正是从那个时代开始，一些中国家庭的经济条件，允许家长们这样做。 尽管我们的教育过程中，一直伴随着对成绩的奖励，但是直接的物质奖励一出现，还是引起了很大的争议。一些家长不仅用奖品奖励学习成绩，还把孩子的良好行为和零花钱挂钩。在那个没有互联网的时代，甚至有报纸就这些话题组织大讨论。 现在回望这些，就会发现，我们其实对物质奖励能否帮助孩子改善行为、提高成绩缺乏足够的了解。最近，哈佛大学的经济学家福莱尔（Roland G. Fryer, Jr）却针对这个问题，进行了一项实证研究——他跑到学校里，给学生发钱督促学习。 美国的教育质量一直广为诟病，作为科技最为发达的国家，其学生阅读、算术等基础能力的水平却排在世界的十五名以外。另一方面，是那些基础薄弱的社区，其公立学校提供的教育质量更差。在这些地区居住的美国人很多是非洲裔或西班牙裔，糟糕的教育往往和社区中的其他问题互为因果，造成了当地孩子学习成绩上与其他孩子的差距。 福莱尔是一名年轻的非裔经济学家，在成长的过程中，他对上述问题有着深切的体会。他的童年经历了父亲的家庭暴力，学习成绩也不好，通过体育特长才进入大学，为了不被同学看不起，他努力学习，成为了一名成功的学者。这样的经历，让他作为一名经济学家，选择了不平等这样的问题展开研究。在过去的研究中，福莱尔讨论了黑人孩子受到同伴压力等社会现象。而这一次，他将目光投向了教育问题。 工作刚刚开始时，福莱尔团队遇到了很大的阻力。他首先来到的是纽约，因为2005市长选举，教育这类公共政策问题非常敏感，任何改动都可能引起非议，更别说在学校中给学生提供物质奖励了。直到2007年，福莱尔才成功争取到基金会和教育部门的支持。这一次，他决定用经济学定量研究的方法开展研究，用严谨的数据说明问题，这也意味着一个更大的计划，需要动员更多的师生参与进来。虽然有媒体的负面报道，福莱尔还是获得了老师们的支持，研究计划最终在四个城市得到展开——华盛顿特区、纽约市、达拉斯和芝加哥。这样的研究会取得什么样的结果？福莱尔和那些希望改善教学的老师们一样，拭目以待。 按键的老鼠 提到奖励，不能不提行为主义心理学操作性条件反射的学说——胡萝卜加大棒说法的学术版本。美国心理学家B.F.斯金纳在上世纪三十年到的一个经典实验中，使用了被称为斯金纳箱的装置，在一个精心设计的盒子中，有着一个按压后就会滑出食丸的压杆。把一只饥饿的老鼠放入盒子中，一开始，它只会漫无目的探索，按压压杆会得到食物后，之后，老鼠会学会将按压行为和获得食物结合起来，不断的按压压杆，记录器记录下来老鼠按压的频率越来越高。 斯金纳就一系列实验提出，要想强化一种行为，让这种行为不断发生，就需要给与奖励，或者减少消极刺激；而如果想让某种行为的频率下降，就要反其道而行之，减少奖励，或者给与惩罚。例如，想教会孩子好的行为，就要在他们做对了时奖励他们，而要想消除不良行为，就要避免强化这些行为，还要予以惩罚。 这听起来有些过于简单，实际上，斯金纳等学者将这一理论做了很多推广。例如，在教育中，可以用孩子喜欢的行为强化他们不喜欢的，用“更多的体育时间”，强化孩子更好的完成作业。这些方法我们一直熟悉，但是斯金纳的研究更为细化。例如他发现，强化随着时间的推移，会越来越无效。而更好的方法，不是每次孩子有了正确的行为就给与奖励，而是将奖励按照比例或者时距给与。而在教授新知识时，立即的强化则能让孩子表现的更好。对于那些淘气希望得到家长关注的孩子，最好的方法可不是惩罚他——那正是他所需要的关注——而是不理睬他的胡闹，而回应他好的行为，这样才能让他明白如何用正确的方式和成人的交流。 这些思想在今天难免让人想起思维控制之类，确实，二战时期，斯金纳曾经帮助盟军训练战鸽，有人嘲笑行为主义说，他们将老鼠身上获得的理论用在了人身上。但是，斯金纳等人的研究，将我们对行为的认识从简单的观察和描述，进步到能够定量分析，在福莱尔的研究中，定量分析仍然是重中之重。 斯金纳的理论随着科学的进展，已经不是主流，对于人类心理更为复杂、精巧的研究，没有简单地推翻他，而是发现我们的行为远比老鼠复杂。那么，向学生提供金钱奖励来让他们学习，这能成功吗？ 爱上学习 对于金钱奖励，一个重要的疑虑来自英国心理学家德西（E.Deci）的研究。在他七十年代进行的经典实验中，德西要求大学生被试解决一些趣味智力题，之后，大学生被分为两组，一组每解一道题就能得到一点金钱奖励，而另一组则得不到奖励，当然，两组互相不知道对方的情况。之后，给他们一个自由活动的时间，通过观察发现，没有奖励的一组学生仍然尝试解题，而另一组则不怎么在自由活动时间做这件事了。 七十年代，德西在斯坦福大学开展的研究也支持这一结论：学生被分为两组画画，一组可以得到一些奖励，比如一颗金星等，另一组却没有奖励。几周后，通过单向观察发现，没有奖励的学生平时仍然喜欢画画，而那些获得奖励的学生却不怎么画画了——没有奖励拿，为什么还要画呢？ 德西的研究围绕这一个重要的心理学概念——动机。他的理论之处，当外部动机很强烈，内部动机就要受到压制。对于归因理论的研究也在从侧面证明：当进行一项恼人的任务时，如果给与奖励，参加者就倾向于把任务评价的更难以忍受。因为那些得不到奖励的人倾向于将自己做事的原因归结为任务有吸引力，而那些得到奖励的人则把原因归在了奖励本身。 这样的研究，福莱尔自然知道，而反对者所援引的证据也来自这些研究，但是他表示，如果在那些学校中，已经找不到爱学习这种品质，我们该怎么办呢？对此，很多学校的教师看法也是更为实际，总要试一试，如果金钱奖励真的能把厌学的孩子拉回课桌的话。 孩子不是大人的宠物 到了2007年秋天，福莱尔的研究逐步展开了。这是一个设计复杂的研究，需要详细证明哪种奖励最有效因此，四个城市的学校参与的方式是不同的。这项研究历时两年，来自二百六十余所学校的三万八千余名学生参与。在四个城市中，芝加哥和纽约城按照“产出”给与奖励，这两个城市的学生按照考试成绩获得奖励，考试由教育部门制定，相应的成绩可以获得一定的美金；而华盛顿特区和达拉斯的学生则是依据“投入”给与奖励，达拉斯的学生只要读完一本书，就能得到两美元，而华盛顿特区的学生则是根据上课投入、作业完成之类的行为指标给与奖励的。作为一项严谨的科学实验，每个地区的学校都被分为两组，一组有部分年级参加这样的奖励计划，而另一组是对照组，这些学校则按过去正常的方式教学。 在研究进行中，也有着不同的声音。有部分对照组学校想福莱尔要求参加到实验组去，认为那样确实能改善学生的学习，而另一些学校也有老师表示，那些本来学习就很好的学生还是很好，而那些学习欠佳的学生，即便有着实实在在的美金，也没能改变。福莱尔对此的态度和每一个学者一样：不要通过简单的观察下结论，等到结果出来再说。 随着研究结果浮现，我们看到了很有趣的结论，孩子不是大人的宠物，他们不会像小老鼠一样，靠着食物就随你的意思前进。在四座城市中，纽约的学生成绩提高非常有限，而芝加哥的学生在考试中成绩有提高，但是在学年末的标准测试中却和没有奖励的学生没什么差别。 但是另两座城市的结果令人振奋：华盛顿特区依据学生行为的情况予以奖励，结果在标准测试中，学生的成绩提高了；而达拉斯的效果就更好，学生靠读书获得奖励，结果不但在标准测试中的阅读一项成绩突飞猛进，不少学生在停止奖励的第二年，仍然继续保持阅读的习惯。 这样的结论来自学生认知能力的局限，并不是所有学生都能明白如何取得好成绩，尽管他们现在有了强烈的主观愿望。芝加哥的经济学家约翰·李斯特发现，当问及一个学生如何取得好成绩时，他回答要在考试时认真看题，而不知道学习和复习的关键。 目前的结论告诉我们，尽管成人可能了解取得成绩的关键，孩子却不是这样。但更为重要的是，金钱的奖励确实能够起到作用。一直以来，很多教育组织都在通过奖励学生的方式帮助那些学习困难的学生获得成绩，但是主要奖励的是文具、甚或听ipod的自由，现在，很多教育学家把目光投向了新的方式。 尽管还有来自文化或者方法的巨大争议，福莱尔的研究还是为我们提供了第一手的数据。他关注的很多地区教育质量比较差，西班牙裔和非裔美国人地孩子学习困难，而这次，可能有一种方法真的能帮助到他们。 福莱尔的研究还没有结束，但是已经有教育部门的工作者希望开展更大规模的研究。也许对于我们，除了教育工作的启示以外，另一个启发是，要奖励那些好的行为，而不是结果。 原文已发表于2010年五月的《牛顿科学世界》]]></description>
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		<title>读脑——神经科学的新进展</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 07:55:23 +0000</pubDate>
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		<description><![CDATA[读心术 我已经取下了各种随身物品，填好了检查单，以确定身上没有手术植入物，从心脏起搏器到宫内节育器。现在我又带上耳塞，等待进入。等等，请我接受安检？张开双臂，工作人员的金属检测器再一次检查了我的全身。 我来到的不是007电影里的神秘基地，而是核磁共振扫描仪的磁体间。跟随着工作人员，我走进了一个灯光昏暗的房间，小房子中央被一个好像滚筒的大机器占据着。马上，我就要躺进那个滚筒中。和电影中的间谍不同，我接受的不是严刑拷打的审讯，但似乎还更恐怖——这台机器将把我脑中的想法扫描出来。 如果做一个调查，询问大家最想获得的超能力，读心术一定名列前茅。实际上，能够直接获知他人心理状态的能力，不仅仅是科幻小说家喜爱的题目，实际上也是古代神话中的常客。读心术不仅是许多人的愿望，也是不少人的隐私梦魇。如今，借助现代科技，我们似乎已经站到了这一能力的门口。 躺在床板上被推进了滚筒内部，我才注意到，所谓的滚筒其实并没有滚动装置，而是一个塑料包裹的桶装物。即便带着耳塞，我还是能听到噪音，现在，这种噪音更大了。 “请您注视眼前出现的图片，有可能是建筑物，也有可能是动物。您只要注视就可以，不需要做任何反应。请尽量保持头不动。”紧接着，随着噪音的增大，我眼前的屏幕上开始出现了一张张图片。图片只出现几秒就消失了，其实我并没有完全看清，但这没有关系，我的大脑已经开工了。不一会儿，屏幕上不再出现新的图片，噪音也减弱了不少。平板将我移出大桶，在外面，实验员已经微笑的等着我了。 经过一些数据处理，实验员告诉我，他们已经分解出了刚才的过程，那些状态下我看的是建筑物，而哪些又是动物，通过我大脑的变化可以一目了然。 旋转的磁球与墙上的斑点 刚才的大桶并不神秘，其实，在现在的医院中，它是一种非常常见的设备，通过核磁共振成像，能轻松检测身体内部，已经将健康带给了很多人。美剧《豪斯医生》中，进行核磁共振扫描检查是更是家常便饭。可是如果深入起来，它的原理确实有点复杂，从发现核磁共振现象，到现今的成像技术，中间是60余年的科学进展，和数个诺贝尔奖级别的科学发现。 了解核磁共振成像（Magnetic resonance imaging ，MRI）需要看看原子内部。不要担心，这里没有核辐射，只有我们关注的一个个小磁体——质子、电子这些基本粒子。这些带电粒子以一定的速度高速自旋，形成了有南北极的小磁球。人体中含有大量的氢原子，它的原子核——质子，将帮助我们给身体内部照相。 核磁共振仪的主磁场校正小磁球的旋转方向，激发磁场不断开关，将小磁球拉向一个方向，反复这个过程，小球就会不断的歪过来，倒过去，产生的电磁波就可以被接收到，从而处理成图像。不同组织中磁场强度不同，我们就可以在图像上区分大脑的灰质、白质、脑脊液等组织了。人脑活动时的血流变化也能被这种方式检测到，我们就通过血液的流动，判断哪些部分的脑组织正在工作。 为了成像清晰，这个主磁场要足够强。人体实验用的仪器，这一磁场的强度有时能达到3特斯拉或者7特斯拉。前者是地球磁场的6万倍，而后者则是14万倍。如此强大的磁场，会将靠近的手机等电子产品顷刻报销，还能把眼镜、钥匙之类的物品吸到机器上，更不用说会干扰心脏起搏器的运转，或者吸住病人的假肢等植入物了。所以，才有了刚才那一幕，进入磁体间前，必须严格检查，防止发生危险。好在，这是目前已知的核磁共振唯一的危险所在。 过去十几年的研究，我们一直在给认知活动寻找地址，例如，读词时某脑区活动，看画时则是另一个脑区。这就好像是在墙上寻找斑点，我们只关心斑点所在的位置。现在，一种称为多体素模式分析的范式改变了思路，我们不再关心某个斑点的位置，而是寻找大量斑点组成的模式。通过计算机模式识别，就可以判断大脑的状态，甚至读出大脑的活动。 脑中的天际线 去年，加州大学伯克利分校的神经科学家杰克·格兰特（Jack Gallant）公布了他们的研究成果。人类的初级视觉皮层位于大脑枕叶，也就是接近后脑勺的那个部分。眼球后面的神经束就是连接到这里的。格兰特的研究团队让两名志愿者观看youtube视频，之后仅通过他们视觉皮层的反应就重现了视频。 他们首先收集了上千小时的youtube视频用于训练计算机，之后，他们让志愿者观看了两段youtube视频。效果如何呢？视频中显示的一只独行的大象，而计算机根据志愿者的脑扫描数据，生成的视频中是一只类似象的动物缓缓移动。在一个飞机飞过城市的视频之后，计算机还原了天际线，却丢失了飞机。即便如此，这个结果也足够惊人了。这意味着，我们看到的东西真的可以一定程度上从头脑中提取出来。 另一条道路上，是卡内基·梅隆大学的几位科学家，他们关心的不是刺激，而是探究我们头脑中的概念。汤姆·米切尔（Tom Mitchell），是一位计算机科学家，机器学习领域的领军人物之一，他的同事马塞尔·贾斯特（Marcel Just）则是一位神经科学家。他们选择了60个简单的常用概念，如“苹果”、“锯子”等。志愿者看这些概念的图片，然后随意的就这一图片想一些事情，整个过程除了核磁共振数据，不需要向实验者提供任何信息。 之后的环节有点复杂，实验者利用了一个Google公司提供的语料库，用我们平时语言的信息，结合神经活动数据，让计算机寻找规律。结果，计算机预测大脑某种状态下思考的是哪种概念，达到了接近百分之八十的准确率。我们不禁要想，一些千百年来悬而未决的形而上学问题，可能能从完全不同的道路上找到答案。 老大哥在看着你？ 是的，心想事成一直是我们的一句祝词，现在这种祝愿却可能变成真的。我们的脑中存在大量的神经元。它们在活动时产生的电信号能被我们捕捉到。通过给瘫痪病人植入记录电极，已经能使他们通过思想控制鼠标指针，操作电脑甚至玩游戏。而通过类似的方法，一位因中风无法说话的患者控制电子语音，已经能发出简单的元音。 爱玩的科学家还将脑电记录用的电极帽和流行网站twitter结合了起来。威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员制作了一个twitter帽。戴上帽子，只要实验者注视一块屏幕上的字母，他的脑电变化就能被计算机识别出来，之后就能靠看和想发出一条微博客信息。而依靠脑电波控制的轮椅也在研制之中，这可能大大提高行动不便者的生活质量。 回到核磁共振上来就。在今年1月，一项惊人的研究再次向我们展示了读脑技术的可能性。我们已经知道，想象自己在运动就能激活大脑的运动区，而如果想象场景则会让海马旁回激活。一个有趣的读脑游戏是，让志愿者回答问题，但并不真的说出来，当回答是时就想象自己在打网球，而回答否时就想象一下自家房间。这样仅仅通过脑扫描，就能猜出志愿者的答案。 这一次，来自剑桥大学和阿登布鲁克医院的科学家和医生让植物人躺进了扫描室。他们的家人告诉了他们这个规则，并且问了几个问题。大脑活动的结果显示，六个问题中的五个都得到了回答。这些植物人尽管不能作出任何动作，却并非没有意识。这是第一次，我们直接获得植物人的交流反馈。 这似乎预示着科幻小说中大量出现的技术——脑机接口的诞生。一直以来，想象力丰富的人们幻想着打破人与机器的界限。或者至少能让我们对机器的控制不仅仅是按按电钮。Intel的科学家预言，到了2020年，我们将可以通过思想来控制机器。而也许电影《阿凡达》中那种通过仪器将意识投射到其他“身体”上的幻想也不是不可能的。按照乐观的未来学家所说，一旦人与机器能够连为一体，一个新的纪元就将开始，我们将重新定义家庭、伦理、社会甚至人类的本质。 信念与事实不仅是哲学家关注的核心概念，伦理学家也一直在讨论这些问题：善意的行恶、不知情的行恶，或者坚信一场灾难是有必要的。这些情况该如何界定？这一点上，科学家可是走得更快——法庭上，人证物证已经落后，脑证诞生了。前一段，大法官裁定那起预谋凶杀有罪，驳回上诉。他说，不在于你怎么做的，在于你怎么想了。 然而惊人的技术面对的并不都是赞扬声。正如剑桥的研究者们说的，读脑有点像思想裸体。对于隐私的担心在这样的科学手段面前一点也不为过。目前，核磁共振仪还是一个十几吨重的庞然大物。但是有朝一日，仪器会不会发展成现在机场的全身安检门一样的常规设备呢？那么，接受检查的就不仅是我们的身体。 阿尔巴尼亚小说《梦幻宫殿》中，暴君收集人民的梦境进行分析。这个故事在科学家眼中可不是荒诞不经。日本高级电信国际研究所的神经科学家神谷之康（Yukiyasu Kamitani）就准备尝试核磁共振技术将人的梦境提取出来。如果过去，《1984》中的老大哥仅仅能观察一个人的行为，那么未来，也许“他们”已经能将嗅探器深入到你大脑的沟回之中了。 测谎仪在司法中的使用已经有多年历史了，但是直到今天，还存在着它是否可靠的争议。目前，已经有将核磁共振使用到司法中的例子——美国伊利诺伊州在审判一名杀害的嫌疑人时，律师要求通过核磁共振判断他是否有脑病，以获得量刑上的从宽。这并没有涉及我们提到的最新技术，却揭示了新技术在司法上可能的应用。美国电影《少数派报告》中，未来的人们甚至能发现未发生的犯罪。有科学家认为，未来的测谎仪也许不是目前这种检查情绪引发生理变化的仪器，而是直接的脑扫描。那么，这些技术在司法上应用的界限究竟在哪里？或者，一个新的名词将要出现——“动机犯”，仅仅是恶念一闪，也成了某种罪过。 对此，科学家倒是不担心，这无非又是那个科学双刃剑的老问题。至少，以现在读脑能处理的问题，读脑的准确性、耗时等因素，那个科幻小说中的场面还差得远。尽管对于未来有种种疑虑，还是会有人投入这场科学竞赛中，毕竟，“山就在那里”。 原文发表于2010年4月《男人装》杂志]]></description>
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		<title>达尔文的美女</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 07:47:15 +0000</pubDate>
		<dc:creator>量子熊猫</dc:creator>
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		<category><![CDATA[进化心理学]]></category>

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		<description><![CDATA[在T型台上，一个个骨感模特飘然而至，而时尚杂志封面上，则是一个个电眼美女，向读者亮出精致的五官。伏尔泰说，魔鬼眼中的美，就是一对角，四只爪子，和一条尾巴。按照他的观点，美是相对的，因此一个几内亚人的美是黑得油亮的皮肤、深陷的眼睛和一个扁平的鼻子。那么，上面提到的时尚界美女标准是否只是传媒制造的神话，甚或像有些人说的，是西方人后殖民文化入侵的产物？ 拜现代的研究手段所赐，我们能对如此复杂的问题进行更深入的探究。心理学家、人类学家从社会学与进化论的角度再一次审视了人类女性美的问题，得出了许多有趣的结论。 达尔文的美女 进化心理学家和人类学家使用田野调查的方式，探究各个民族的相同点与差异。这些对异质文化的探寻，就像一面镜子，往往让我们更深刻的了解了自身。跨文化研究与进化论相结合，使用了这样的思路——如果某种现象在各个不同文化背景的人群或民族中都有出现，往往意味着现象来自先天或本能；而如果在不同人群中某一现象差异很大，则可能是社会历史文化的影响。 女性美与繁殖和性的巨大关系，自然引起了进化心理学家的关注。Buss的研究表明，与女性一样，男性也希望异性伴侣是聪慧、善良、健康和善解人意的。但同时，男性的择偶机制又与女性有着很大的差异。进化心理学家引入了繁殖价值这样一个概念，指一个人在未来可能拥有的孩子的数量。一个马上要进入婚育年龄的少女显然比年过四十的女性有着更高的繁殖价值，较低的年龄和很可能更好的健康意味着她能在未来生产许多孩子。另一方面，繁育力概念则表示实际的生育能力，一个25岁的女性要比一个16岁少女有着更好的生育力，因为她的生育力正在顶峰，可以生出最多的健康婴儿。这些因素潜在地影响着人类男性的性选择。 Buss在1989年的一项研究中探究了37种不同文化的男性性偏好，所有男性都偏好娶更年轻的女子，平均下来，理想的妻子要比自己年轻两岁半左右，部分文化中这个年龄差还要大些。而之后的两项研究很好地补充了这一结论：那些年长男子寻求的配偶要更小，例如，五十岁的男子在征婚时理想配偶甚至要比自己小十岁到二十岁；与此同时，青春期男性的理想配偶则要比自己稍大。心理学家认为，这种在各个文化下都出现的现象背后，是男性在选择那些拥有旺盛生育力和良好繁殖价值的女性。哪怕今天一些地区生育已经不是婚姻的首要因素，这种力量仍然激荡在我们的血液中。 外貌的影响则是另一个佐证了，Symons的研究表明，外貌特征和行为特征是男性检验女性繁殖价值的重要线索，丰满的嘴唇、明亮的眼睛、光亮的皮肤和秀发，美好的步态以及生动的表情，这些都是男性眼中美女的重要标准。而这些标准显示出高度的跨文化相关。Cunningham在1995年的一项研究发现，亚洲人、西班牙人、黑人和白人在对女性照片打分时，有着高达0.93的正相关，与西方媒体的接触程度没有影响打分，而更大范围的研究显示，从非洲南部直到美洲北部，许多民族都对女性美有着非常一致的评价。看来，伏尔泰错了，这是一个寰球同此美丑的世界。甚至更有甚者，给2-3月和6-8月的婴儿呈现按照成人标准打分的女性图片，在那些美女上，婴儿注视的时间显著的长于非美女。不论道德论者的调子多高，人之初，我们都是色小孩。 黑人女孩不会得厌食症吗？ 据说，达尔文和弗洛伊德的理论让人从神的造物沦落到动物的表亲，而性本能又通过进化论的新形式得到了奇特的复活，然而这次的复活却是建立在严格的实证研究基础上的。可是，也千万不要低估社会文化的影响。 厌食症是一种多见于青春期的饮食障碍，如果一个人已经低于他/她标准体重的85%，仍然担心过胖，就可能是患有了厌食症。这种疾病的患者一开始可能是在吃过东西后服泻药或催吐减肥，不吃东西，最后可能不愿或无法进食、呕吐，甚至因为体重过轻而危及生命。曾经演唱过《Yesterday Once More》的歌星Karen Carpenter就可能是因为这种疾病不幸去世。 在美国，患有这种疾病的人多数是青春期少女，对自己的体型非常不满意，希望通过不断的减肥让自己更有魅力，甚至已经非常瘦了仍不自知，审美观非常病态。有调查显示，患病的女孩主要是白人，往往出身家庭较好，性格比较严于律己。相较之下，男性则很少患病，患病人数仅相当于女性的十分之一。尽管有人将致病的凶手指向基因，大部分研究者还是认为，罪魁祸首是大众传媒和社会对于女性美的期待。1992年的统计发现，很多女性杂志都在谈论减肥，但男性阅读的期刊并非如此。在这种社会文化下，甚至有调查显示出这样的结论：女性对自身身材的期望在男性看来却是过瘦的，没有吸引力的。 跨文化观点在这一次也将矛头指向了社会文化因素。Coganet等人在1996年的一项研究中发现，美国的佛蒙特大学的学生和非洲的加纳大学学生中，男生曾经节食控制体重的人数比例基本相同（美国5.3%，加纳6.1%），但美国女生有43.5%曾经节食，而加纳女生只有13.3%。同样，对于男性身材的审美，两国学生基本相同，而对于女性，美国女生则偏好更瘦的体型。 在美国国内，情况是相近的，许多调查显示，黑人女孩对自己的身材较之白人女孩更为满意，同时，只有白人女孩认为胖人是愚蠢、没有吸引力的。1996年Crago的调查显示，黑人妇女更不容易患饮食障碍。 这样的情况，心理学家和教育工作者往往从社会文化差异作出解释。在加纳，女性的身材和财富是正相关的，瘦弱的女性正在受到贫穷的折磨，而富态的身材，则是优越生活的象征。相同的文化因素可能在非洲裔美国人中仍然具有影响力。对于白人，则是一种病态的体型观念影响了很多人。 看来，所谓肥环瘦燕的故事可能有着真实的历史文化背景，时代和地域变迁对于女性审美有着巨大的影响。 大大的眼，性感的唇 仔细看看杂志封面上的美女吧，神经科学的研究表明，当男性注视美女图片时，脑中的付隔核就会激活，而注视漂亮男性图片、一般男性图片和一般女性图片时都没有这一反应。付隔核是脑中犒赏通路的一部分，当它激活时，往往意味着人在感到愉悦或欣快，而这种愉悦或欣快对于形成动机有着重要意义。 那么，这些让男性大脑运转不已的美女面孔有什么特点呢？根据Cunningham的研究，似乎两类面孔最有吸引力：一是孩子一样的可爱面孔，拥有大大的眼睛、小巧的鼻子和小下巴，似乎有着婴儿面孔的特点；另一类则是成熟女性特征明显的面孔，有着丰满的嘴唇、略长一点的脸、眉毛和颧骨也更高挑。针对各国娱乐界的研究发现，这两类面孔在不同文化的明星中经常出现。 有研究者对大量的面孔进行计算机合成，发现越是多的面孔合成在一起，得到的新面孔就更有吸引力，2张脸合成出的仅仅是普通人，32张脸就可以合成出美女。这可能是因为平均化的面孔遮挡了之前面孔中的不规则处，也可能是这张平均脸非常对称，而对称正是一个人健康的标志之一。 一些科学家将合成脸的实验继续进行，得到了与Cunningham研究相近的结论。他们让被试改进一幅自己理想的美女面孔，之后将40副这样的面孔进行合成；同时抽取20个平均年龄为20岁的女性面孔合成。结果显示，二者差异非常小，都很有吸引力，不同之处只在于，理想合成面孔脸更短，下巴更小，同时嘴唇更丰满也更小巧。 Cunningham研究的面孔可能指向两种因素，一类娃娃脸面孔意味着更低的年龄，同时也是更好的繁殖价值，另一类成熟女性面孔则暗示了旺盛的生育力。那么，计算机合成的美女则表现了以上两者的特点。怎么样？各位追求个性的女士，现在是否也想要一张“平均脸”了呢？ 美女，进化与文化的女儿 一本畅销爱情小说使用了《基因决定我爱你》作为书名，确实，心理学的研究揭示了人类复杂行为背后秘密的进化线索，每一双色眯眯的眼睛背后，都有自私基因隐隐的压力；同时，社会文化的巨大力量也塑造着我们的观念，据说，看一看腰臀比例，就能判断一个年轻女性出身的阶级，但在美国和加纳，这个比例完全不同。 也许女性对于这种结果并不满意，那么不妨看一看进化心理学中女性择偶标准的研究，以及社会文化对于男性身份认同的建构。只是不知道，一种政治不正确是否能抵消另一种。我个人倒是建议，在这样一个世界，拉紧爱人的手，过上幸福的生活更为要紧一点。毕竟，“情人眼里出西施”的道理同样获得了大家的认同。 超删节版发表于《南方人物周刊》]]></description>
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		<title>做一次生活的科学家</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 07:42:43 +0000</pubDate>
		<dc:creator>量子熊猫</dc:creator>
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		<category><![CDATA[决策]]></category>
		<category><![CDATA[平媒稿件]]></category>
		<category><![CDATA[统计学]]></category>
		<category><![CDATA[认知科学]]></category>

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		<description><![CDATA[曾经，谎话要用甜言蜜语做包装，加上小恩小惠的糖衣，添一点楚楚可怜的好味道，就能让人神魂颠倒。结果，我们这些生存竞争之下的幸存者多少丧失了天真，不会被单纯的漂亮话弄迷惑。先不要得意，现在，似是而非的“科学结论”、复杂的统计数据，开始出现在了从特效疗法到金融产品上，没有点专业知识，我们似乎又要被忽悠了。别急，学一点科学方法，可以帮我们理清真相。 实验，厘清混淆的变量 一位保健品推销员正在这么向你介绍他的产品：“这补脑剂效果可好了，我儿子吃了一个月，学习成绩明显提高了。”好吧，作为一个久经沙场的消费者，你根本不信。推销员可能会有一个儿子，可学习成绩有没提高就未必了，更有可能的是，他儿子根本不吃这种东西。你心里暗想，在拿自家人举例方面，推销员和相声演员有一拼啊。可现在，推销员改变了战术：“我们的研究表明，在吃了我们的保健品半年后，学生的记忆力显著提高。”那么，信，还是不信呢？ 我们首先假设，推销员不会伪造数据，说的都是有据可查。这样能否证明他的保健品就真的有效呢？如果问一个受过科学训练的人，他会告诉你，不一定。在这个例子里，学生的记忆力可能受很多个因素的影响。比如，儿童的记忆力在小学阶段是逐步提高的，即使什么都不做，三年级学生的记性也比一年级好；在这半年里，老师的教育也在帮助学生学习识记；当然，保健品也许真的有效。 一个科学家要想检验这个假设——“服用该保健品一段时间可以提高学生记忆力”，该如何做呢？答案是：控制变量。 我们关心的数据可能受许多因素的影响，所谓控制变量，指的就是把额外的因素控制住，使它们尽量少地影响数据，从而让我们能集中观察需要研究的因素产生了什么影响。比如，针对这种保健品，科学家不会简单说有效还是无效，而是要进行实验，把年龄、教学方法之类额外的因素影响去除，单独针对保健品来检验。他会选取一个班级，先测试一下孩子的记忆力，然后把孩子随机分成两半，一半服用保健品，一半服用相同量的面粉压成的药片，即安慰剂。三个月或半年半年以后回来再次测试，看看两组的成绩有没有差异。 为什么要搞得这么麻烦？让我来解释一下。把学生分成两组，一组实验组，一组对比组，为的是保证除了服用保健品之外，两组的其他情况尽可能一样。同一个班级，避免了因为年龄差异、教学方法不同等因素造成的学生记忆力的差别；随机分配，使两组间的记忆力平均成绩在没有服药前基本一致。最后，他还会给没有服药的孩子开安慰剂。这些面粉片里根本不含任何影响记忆力的成分，却会导致人们心理状态的变化。我们也不知道服药后感觉记忆力提高是不是只是一种心理作用，因此只有使用安慰剂来平衡两组在这方面受到的影响。如果实验结束后，学生们的记忆力确实比半年前有所提高，可两组之间没有差异，我们就知道，这提高并非来自保健品的功效了。 把准实验伪装成实验，已经足够令人困扰了，而另一个烟雾弹则是统计数据。还是以上面的例子，记忆力“显著提高”是什么意思呢？是以前每天能背记十个单词，现在提高到了二十个了呢？还是从一百个提到了一百一十个？这两者都是每天提高十个，但难度却不可同日而语。在表述上，前者可以说成记忆力提高百分之百，而后者却只是提高百分之十。 相关，广受误解的概念 统计学诞生之初，作用之一就是提供各种数据以供参考。许多隐藏在混乱数据下的现象被它揭示了出来；许多含混的说法也得以澄清。但与此同时，新的麻烦也随之而来。媒体很早就学会了使用统计数据这一招，浑水摸鱼者当然也不甘落后。理解统计数据多少需要一点专业知识，而呈现清晰的数据恐怕还需要一点良心。于是可以想象，貌似科学的数据成了骗子的新法宝。 早在1954年，美国记者达莱尔·哈夫就写了一本《统计陷阱》，专门谈使用统计学撒谎的种种伎俩。将相关说成因果，就是其中一种利用统计的谎言。 事物之间的关系多种多样，统计上关心的两种关系是因果和相关。前者不难理解，比如说缺水导致歉收；后者对大众却有点生疏，它指的是两者有着相同和相异的变化趋势。相同的趋势叫做正相关，比如一组孩子的身高和体重往往是正相关的，身高越高体重相应越重；相异的则是负相关，比如吃高脂肪食物越多，保持健康的几率越小。请记住，这些关系并不是因果关系，我们还不能确定其中一个变量的变化导致了另一个变量的变化。很有可能存在另一个变量影响了它们两个。比如，生长发育导致了身高体重的增长，又兴许存在肥胖基因，才是暴食和血管疾病的罪魁祸首。 然而，将相关当作因果确实屡见不鲜。某调查显示，常去网吧和学习成绩低下呈高度正相关，就是说学生去网吧越频繁，学习成绩越差。这不免让人推论，去网吧使成绩变差，但事实情况可能并不存在这种因果关系，而是厌学情绪或者学习障碍导致了学生成绩差和喜欢去网吧。在这个例子中，去网吧的频率和学习成绩可能都受厌学情绪的影响。学生厌学情绪越强烈，去网吧越频繁，同时学习成绩越差。但如果我们不作进一步研究，就可能仅仅把相关的两者看作因果，从而将学习不好完全归因于网吧。而禁止学生去网吧，起到的作用很可能十分有限。 一个收费昂贵的训练班宣称，他们的学员在毕业后三年都获得了极高的收入。我们是否该马上报名参加，好早一点学会这致富经呢？且慢，我们仔细检查这些数据，兴许会发现这么一个悚然一惊的事实——这些学员在入学前已有一定的经济基础，正因为如此他们才担负得起高昂的学费，则他们增长的收入很大程度上来自于已有的基础。如果你本来不富有，恐怕训练班也不能教会你什么让你变得有钱。 另一个相关研究这样宣布：收入和智商呈现正相关。不用怀疑，在某些情况下这很可能是真的。我们知道，孩子的智力发展和家庭教养环境高度相关，那些家境良好的孩子往往能接受很好的医疗和早期教育。出身良好往往确实意味着拥有高智商的机会增加了。但这个例子并非说高收入导致了高智商，而是提醒我们，亟需帮助那些家境不好的孩子获得良好的教育。 这些例子告诉我们，轻易归因是隐患重重的。世界上有联系的事物甚多，但确定因果关系却需慎而又慎。 最常见的统计数字误导恐怕就是来自抽样的问题了。试想这么一个问题：中国成年男性的平均身高是多少？按照平均数的计算方法，我们应该测量所有成年男性，然后将身高加在一起再除以人数，这显然是不可能的。可是，我们设计家居时，人类工效学的工程师却告诉你，这个数字是170厘米。这是怎么得出的呢？ 要计算这个数字就需要进行抽样。从所有成年男性中抽出一个样本，计算样本的平均身高，以这个数值作为中国所有男性平均身高的估计。只要样本选取得当，这个估计值就非常可信。 如何才能算作得当？首先是需要样本足够大，尽可能减少随机误差带来的干扰。这个“大”在不同的情况下是很不一样的。如果我们研究的是一所学校，可能选取一到两个班就可以了。可如果涉及的问题是全国性质的，可能人数就要达到数千、数万甚至更大。样本容量有保证是一方面，另一方面是样本选取不能有偏，就是样本能很好的代表总体。 我们知道，中国各地的人身材是有一定差异的，如果仅仅选取某些地区进行测量，就可能得出一个和真实情况差别很大的结果。最后，还有一点，很多调查受到社会赞许倾向的影响，例如，恐怕很少有人愿意填写问卷承认自己歧视农民工，但实际言行显然是另一回事。 看到这里，读者可能已经想到了网上常见的所谓民意调查。且不论是否可能造假制造所谓“民意”，这些结果是否能够采信都值得存疑，其原因就在于样本构成大有问题。 某网站将调查放出，最可能看到这个调查的是这个网站的常客，而他们参加调查的动机各有不同。某些话题更能引发人的兴趣，有些则只是很少的人关心。这都会导致最终参加调查的人是一个有偏的样本。结论可能代表了这些人群，却不能推广到全体。不妨试试，在高档消费网站投放一个增加税收以补助农村医疗的调查，看一看能回收哪些意见。 如果我们现在做一个调查，看一看最初恢复高考的三年中几所名牌大学入学学生如今的年收入，你一定会得到一个高得吓人的数字。我敢如此肯定并不是我熟悉他们的社会成就，而是因为我了解调查的缺陷。可以想见，当年的那些大学生虽然有案可查，但能够准确联系调查的却只有一部分较为成功的人了。其中有一些人虽然联系上了，却不一定愿意接受调查。最后，还不能排除一些人受赞许倾向的影响，有意无意地提高报告自己的收入水平。最终，调查员只回收了那些成功人士的数据，而沉默的大多数却被“统计式”地忽视了。 还不得不考虑，平均数也有一个小小的麻烦，它特别容易受极端数据的影响。回忆一下小学时老师对一个差生拉下全班平均分的愤懑表情。以及，一个月收入五万的老板和五名月收入两千元的员工享受着一万元的月平均工资，而这个平均数居然是一个员工月收入的五倍之多。 结语，科学方法，现代公民的必修课 只要伎俩足够精巧，学习过统计学的人都有可能被暂时蒙蔽。还记得讲到实验时所说的保健品吧？保健品公司宣称，在所有考试成绩优异的学生中，有68%服用了他们的产品。我们就要问问，这些接受调查的学生是怎么样选取的呢？为什么不调查在所有服用产品的学生中，有多少感到成绩提高？而公司又可以宣称，他们发现，保健品使用量与学生的英语成绩正相关。好吧，他们没告诉你的是，他们调查了30个学生，其中只有5个人吃了保健品，从将及格到中等成绩，确实是吃得多成绩好一点。更不用提当这些结果登载在报上时，精明的广告人设计的图案了——形成鲜明反差的柱状图将服用者的优势凸显出来。其实这只是增大了图像的对比，并没有真正显著的差异，却给我们强烈的印象——买一瓶吧！ 凡此种种，不一而足。看来，我们的确有必要学习一点简单的统计学，这并不能让你成为精算师，但却能使你少落入大众传媒的陷阱。 现代社会的问题从信息不足转变为信息太多，匮乏的危机让位给了甄别的困难。科学方法可能会成为每个人的必修课。爱因斯坦说：“想象力比知识更重要”，那么面对海量的信息，批判思维也比知识更重要吧。 文字编辑：小庄 已发表在《读者》原创版2009年]]></description>
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		<title>从美元旅行到流感预测</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 07:36:05 +0000</pubDate>
		<dc:creator>量子熊猫</dc:creator>
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		<description><![CDATA[打开一个网址，一个表单出现在网站首页，要你填写美元的面值、印刷年代、序列号、你所在地区的邮政编码和你是在哪里得到这张钱的。——别误会，这既不是美国政府或银行的网站，也绝不是现在流行的网上诈骗，而是一位叫汉克·艾斯金（Hank Eskin）的美国程序员发起的游戏，这是10年前网络闲人中的一个流行游戏。 家住马萨诸塞州布鲁克林的艾斯金是一位数据库专家，正出于工作原因，他对数据有着特别的兴趣。10年前，一次突发的奇想使他开始了这个游戏——看看美金纸币是怎么在人世间游走的。没有任何专业调查机构和银行的支持，他用了一个最“笨”的方法：在每张纸币上盖上一个印章，上面仅仅留下一个网址，好奇人士一旦得到这张纸币，往往会查看这个网站，于是就出现了上面提到的这一幕：请填写你得到的是哪张钱，以及你是在哪儿得到它的。 拜当时方普及几年而已的互联网所赐，许多人参与的热情很高。回复纷至沓来，不少人在得到印有标记的美元后不但把信息提交给网站，还主动要求参与进来，一起帮助在钱上盖印章。很快，关于这些钱的数据就多了起来，一些游戏也随之衍生，例如看看哪张钱一举环游了美国50个州，或者曾经出现在一些奇怪的场所。这个游戏一下就进行了10年，艾斯金的网站积累了非常多的数据。 谁也想不到，10年后的今天，这些美金纸币流通的数据，会被科学家们用来预测甲型 H1N1流感。 2006年，马克斯-普朗克动力学与自组织研究所的德克·布鲁克曼（Dirk Brockmann）教授发表在《自然》杂志的一篇文章称，他们根据艾斯金网站上的数据找到了研究人类交通活动规律的一种办法。 我们知道，有时一张钱可能反复在同一地区流通，另一方面，一些钱可能会跨越千里，出现在另一个地方，这些情况往往反映了人在不同地区的交通流动情况，而交通交流则构成了现代传染病流行的重要条件。布鲁克曼团队通过艾斯金的数据，跟踪了40余万元美金的流向，发现其流动是有规律可循的，并由此建立了一个数学模型。因为难以验证，专家对这一模型的有效性一开始有些怀疑，直到2008年一个研究追踪移动电话数据，得出了和美元数据非常接近的结果。 2009年的甲型H1N1流感流行期间，布鲁克曼教授开始用研究所的超级计算机实时计算流感可能的传播趋势。这个程序运行一次需要超级计算机工作10个小时，它主要使用了航班和公共交通的数据，以及艾斯金网站上的美元流动数据。 当时，布鲁克曼的研究小组和印第安纳大学的另一个利用全球的交通数据进行预测的研究团队，都在预测甲型H1N1流感的传播趋势。两个小组的研究结果非常接近，都预言纽约、加州和得克萨斯是首当其冲的爆发热点，这与事实也基本符合。 当然，对以上预测成果，美国疾病预防与控制中心的发言人并未发表评论。不过，今天的研究让我们看到，除了天气能够进行预报以外，或许有一天疾病也能够有效预报，大家不要忘了，美元流动模型在这一成就上为我们出力不少，而这些数据缘起于一个程序员的个人网站：乔治·华盛顿去哪儿了 （Where is George? 指美元上印有华盛顿头像）。 文字编辑：小庄 原文发表于《南方人物周刊》第172期 2009年8月3日]]></description>
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		<title>魔术，从障眼法到识心术</title>
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		<pubDate>Tue, 13 Jul 2010 07:06:33 +0000</pubDate>
		<dc:creator>量子熊猫</dc:creator>
				<category><![CDATA[科普]]></category>
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		<category><![CDATA[心理学]]></category>
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		<category><![CDATA[魔术]]></category>

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		<description><![CDATA[一只红球放在指间，随着魔术师的手型变换，转瞬变成四个；手上冒出一阵火花，一朵玫瑰花出现了，魔术师潇洒地将花送给身边的美女助手…… 这些场面并不是出现在专业魔术表演中，而是一场大学里组织的小晚会。表演者也不是专业魔术师，而是一名普通的心理系本科学生。随着观众热烈的掌声， 这名喜欢人叫他白菜的表演者鞠躬谢幕了。白菜是许多魔术爱好者之一。 “三分魔术，七分表演” 你也许在这股全国性的魔术热中开始了自己的魔术学习。魔术师的学习分为两部分：硬功夫即魔术手法的练习和表演技巧。后者在很多时候显得尤为重要，因 为正是巧妙的表演技巧让魔术手法发挥出最大的效力。用魔术师们的行话形容就是”三分魔术，七分表演。” 魔术师会站在观众的角度设计表演细节。比如，看表演的观众心里会暗自想：”他（魔术师）一定在做手脚”。”手脚”就是迅速而准确的动作。如果魔术师 想要这些动作在众目睽睽下而丝毫不被发现，仅靠一个”快”字是远远不够的。这就需要用表演配合，表演将观众的注意力吸引到别处。 美国伊力诺依大学香槟分校心理学家Daniel Simons和 Christopher Chabris在1999年进行了一个著名的实验，这个 实验对于我们理解魔术大有帮助。两位心理学家制作了一个拍摄六个人打篮球的视频，然后邀请一些人来观看视频。参加实验的人被要求完成这样一个任务–给视频 中的其中三人计算传球数，而忽略其他人的运动。在视频中段，一个打扮成大猩猩的演员出现在篮球场正中央，他停留片刻并做出经典的大猩猩动作–擂胸脯，之后 离开。观看视频结束后，有半数参与者居然都没有发现有大猩猩演员在视频中出现过。 这一现象在心理学中被称作”未注意目盲（unattentional blindness）”。其实，早先对于注意机制的心理学研究就涉及了这一问题。心理学家发现，人类会本能地注意到新异刺激，但注意的能力或资源是有限 的，当这一资源耗尽时，新的刺激就不能被注意了。上述实验中，由于参与者全神贯注地注意那些运动员，竟然忽视了如此怪异的大猩猩演员。魔术师显然非常懂得 利用观众的”未注意目盲”。一方面，他不断地为观众制造出强烈的知觉刺激，吸引观众的注意力，同时，他又将不希望观众注意到的动作悄无声息地迅速完成。 变化目盲（change blindness）可以看做扰乱观众观察的障眼法，是另一种常见的魔术方法，它涉及更为复杂的心理机制。在许多魔术表演中，观众被魔术师精彩的表演吸引 着不断变化着自己的注视点，扫视、以及长期注视一点时的自主眼动，是魔术障眼法要利用的知觉弱点。魔术师通过动作和现场声光配合，将需要遮盖的戏法放在观 众知觉能力降低的时段来进行。 看不见的”助手们” 社会认知导致的注意是魔术师的好”助手”。一个魔术师面带神秘的微笑，全神贯注地注视着自己右手中的丝带，一旁，他漂亮的女伴也让你眼前一亮。要的 就是这个效果！表演还没开始，你已经进入了魔术师设定好的”圈套”。 人类对于面孔有着特别的注意能力，可以本能地觉察其他人的表情。你只要稍加注意就会发现魔术师上场时要么潇洒地微笑，要么故作神秘的皱眉……总之， 他永远不会面无表情地上场。他的表情是他完成动作的有力掩护。英国杜伦大学的心理学家Gustav Kuhn通过研究观众的注视发现：在观看一 段魔术视频时，观众的注视点主要落在魔术师的脸部和他自己所注视的一只手，而忽略了魔术师正在变换的另一只手。 错觉是魔术师的另一位”助手”。你一定记得”两小儿辩日”这个著名的错觉故事（孔子遇到两个小孩争论太阳是早晨大还是午间大，这涉及太阳与参照物的 比较）。一些知觉定势在平时有利于我们观察世界，但到了魔术的舞台上，却成了魔术师设计障眼法的关键。一个魔术师不断向空中抛出小球，在其中的一次，他将 球丢下，但他仍作出抛球的动作，并且眼睛看着不存在的球，而观众也随着他的动作和眼神追逐着小球，根本意识不到小球早已经消失。大脑为了处理视觉信息，凭 空造出了这枚小球。 我们都能通过近大远小这一知觉线索判断事物的距离，魔术师就制作了一个大一点的远景使我们以为它非常接近。当高速旋转的电锯切向美女时，观众不禁捏 了一把汗，接下来，电锯毫不留情地从美女身体上切了下去，观众发出阵阵惊呼。的的确确确有一把锋利无比的电锯，只不过它孤独地旋转在舞台后面，魔术师利用 错觉使我们觉得是它将美女拦腰截断了。 暗示是魔术师和心理学家都很关注的一个问题。关于暗示的某些方面，魔术师似乎还更胜一筹。魔术师对观众席高呼：谁愿意上台来！应者云集。随后，魔术 师对被邀请上台的观众迅速展示一套牌，之后魔术师对他说：”任选一张牌，看完不要告诉我”，这位观众的自由意志似乎暂时放假了。70%-80%的参与者会 选择魔术师意料之中的那张牌，因为这张牌在刚才的”迅速展示”中已经重复出现过十次，但参与者可是丝毫没有意识到这一点。这种不能进入意识的刺激在心理学 中被称为阈下刺激（心理学将刺激能被感受到的最低限度称为阈限，而称那些不能感受到的刺激称为阈下刺激。例如我们听不到的超声波或次声波。）。显然，尽管 我们没有意识到，它还是产生了影响。 如你所见，进来，心理学家认知神经科学家对魔术产生了浓厚的兴趣，去年11月的《自然》杂志神经科学评论上，就刊登了一篇《舞台魔术中的注意与觉 察》，今年三月出版的这一期又有两篇关于魔术与认知神经研究的文章发表。科学家相信，对于魔术的研究有助于我们发现人类信息加工的深层机制，甚至能够帮助 改善那些认知障碍患者的生活。翻飞的扑克牌中，兴许隐藏着治疗阿兹海默氏症的秘密，科学家的工作，大概会让魔术师也吃惊吧。 随着魔术热升温，魔术揭秘也多了起来。对此，年轻的魔术师白菜回答说，他们会抵制这种行为，但也相信，这些“揭秘”不至于让自己没有魔术可供表演， 稍微改变一下，观众又意识不到了。“魔术其实就是那个秘密，但是那个秘密是最不值钱的”白菜回答说。那值钱的是什么呢？“魔术更多是看表演。换种表演方 式，就是自己的魔术。”我们现在知道，这种表演中，隐藏着认知科学的玄机。 平媒稿件，发于2009年5月《人民画报》]]></description>
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