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作者:英-维克托·迈尔·舍恩伯格 当前章节:15463 字 更新时间:2026-6-23 00:38

统计学家们证明:采样分析的精确『性』随着采样随机『性』的增加而大幅提高,但与样本数量的增加关系不大。虽然听起来很不可思议,但事实上,一个对1100人进行的关于“是否”问题的抽样调查有着很高的精确『性』,精确度甚至超过了对所有人进行调查时的97%。这是真的,不管是调查10万人还是1亿人,20次调查里有19都是这样。为什么会这样?原因很复杂,但是有一个比较简单的解释就是,当样本数量达到了某个值之后,我们从新个体身上得到的信息会越来越少,就如同经济学中的边际效应递减一样。

认为样本选择的随机『性』比样本数量更重要,这种观点是非常有见地的。这种观点为我们开辟了一条收集信息的新道路。通过收集随机样本,我们可以用较少的花费做出高精准度的推断。因此,『政府』每年都可以用随机采样的方法进行小规模的人口普查,而不是只能每十年进行一次。事实上,『政府』也这样做了。例如,除了十年一次的人口大普查,美国人口普查局每年都会用随机采样的方法对经济和人口进行200多次小规模的调查。当收集和分析数据都不容易时,随机采样就成为应对信息过量的办法。

很快,随机采样就不仅应用于公共部门和人口普查了。在商业领域,随机采样被用来监管商品质量。这使得监管商品质量和提升商品品质变得更容易,花费也更少。以前,全面的质量监管要求对生产出来的每个产品进行检查,而现在只需从一批商品中随机抽取部分样品进行检查就可以了。本质上来说,随机采样让大数据问题变得更加切实可行。同理,它将客户调查引进了零售行业,将焦点讨论引进了政治界,也将许多人文问题变成了社会科学问题。

随机采样取得了巨大的成功,成为现代社会、现代测量领域的主心骨。但这只是一条捷径,是在不可收集和分析全部数据的情况下的选择,它本身存在许多固有的缺陷。它的成功依赖于采样的绝对随机『性』,但是实现采样的随机『性』非常困难。一旦采样过程中存在任何偏见,分析结果就会相去甚远。

最近,以固定电话用户为基础进行投票民调就面临了这样的问题,采样缺乏随机『性』,因为没有考虑到只使用移动电话的用户——这些用户一般更年轻和更热爱自由。没有考虑到这些用户,自然就得不到正确的预测。2008年在奥巴马与麦凯恩之间进行的美国总统大选中,盖洛普咨询公司、皮尤研究中心(pew)、美国广播公司和《华盛顿邮报》这些主要的民调组织都发现,如果他们不把移动用户考虑进来,民意测试结果就会出现三个点的偏差,而一旦考虑进来,偏差就只有一个点。鉴于这次大选的票数差距极其微弱,这已经是非常大的偏差了。

更糟糕的是,随机采样不适合考察子类别的情况。因为一旦继续细分,随机采样结果的错误率会大大增加。这很容易理解。倘若你有一份随机采样的调查结果,是关于1000个人在下一次竞选中的投票意向。如果采样时足够随机,这份调查的结果就有可能在3%的误差范围内显示全民的意向。但是如果这个3%左右的误差本来就是不确定的,却又把这个调查结果根据『性』别、地域和收入进行细分,结果是不是越来越不准确呢?用这些细分过后的结果来表现全民的意愿,是否合适呢?

你设想一下,一个对1000个人进行的调查,如果要细分到“东北部的富裕女『性』”,调查的人数就远远少于1000人了。即使是完全随机的调查,倘若只用了几十个人来预测整个东北部富裕女『性』选民的意愿,还是不可能得到精确结果啊!而且,一旦采样过程中存在任何偏见,在细分领域所做的预测就会大错特错。

因此,当人们想了解更深层次的细分领域的情况时,随机采样的方法就不可取了。在宏观领域起作用的方法在微观领域失去了作用。随机采样就像是模拟照片打印,远看很不错,但是一旦聚焦某个点,就会变得模糊不清。

随机采样也需要严密的安排和执行。人们只能从采样数据中得出事先设计好的问题的结果——千万不要奢求采样的数据还能回答你突然意识到的问题。所以虽说随机采样是一条捷径,但它也只是一条捷径。随机采样方法并不适用于一切情况,因为这种调查结果缺乏延展『性』,即调查得出的数据不可以重新分析以实现计划之外的目的。

我们来看一下dna分析。由于技术成本大幅下跌以及在医学方面的广阔前景,个人基因排序成为了一门新兴产业。2012年,基因组解码的价格跌破1000美元,这也是非正式的行业平均水平。从2007年起,硅谷的新兴科技公司23andme就开始分析人类基因,价格仅为几百美元。这可以揭示出人类遗传密码中一些会导致其对某些疾病抵抗力差的特征,如『乳』腺癌和心脏病。23andme希望能通过整合顾客的dna和健康信息,了解到用其他方式不能获取的新信息。

公司对某人的一小部分dna进行排序,标注出几十个特定的基因缺陷。这只是此人整个基因密码的样本,还有几十亿个基因碱基对未排序。最后,23andme只能回答它们标注过的基因组表现出来的问题。发现新标注时,此人的dna必须重新排序,更准确地说,是相关的部分必须重新排列。只研究样本而不是整体,有利有弊:能更快更容易地发现问题,但不能回答事先未考虑到的问题。

大数据与乔布斯的癌症治疗

苹果公司的传奇总裁史蒂夫·乔布斯在与癌症斗争的过程中采用了不同的方式,成为世界上第一个对自身所有dna和肿瘤dna进行排序的人。为此,他支付了高达几十万美元的费用,这是23andme报价的几百倍之多。所以,他得到的不是一个只有一系列标记的样本,他得到了包括整个基因密码的数据文档。

对于一个普通的癌症患者,医生只能期望她的dna排列同试验中使用的样本足够相似。但是,史蒂夫·乔布斯的医生们能够基于乔布斯的特定基因组成,按所需效果用『药』。如果癌症病变导致『药』物失效,医生可以及时更换另一种『药』,也就是乔布斯所说的,“从一片睡莲叶跳到另一片上。”乔布斯开玩笑说:“我要么是第一个通过这种方式战胜癌症的人,要么就是最后一个因为这种方式死于癌症的人。”虽然他的愿望都没有实现,但是这种获得所有数据而不仅是样本的方法还是将他的生命延长了好几年。

全数据模式,样本=总体

在信息处理能力受限的时代,世界需要数据分析,却缺少用来分析所收集数据的工具,因此随机采样应运而生,它也可以被视为那个时代的产物。如今,计算和制表不再像过去一样困难。感应器、手机导航、网站点击和twitter被动地收集了大量数据,而计算机可以轻易地对这些数据进行处理。

采样的目的就是用最少的数据得到最多的信息。当我们可以获得海量数据的时候,它就没有什么意义了。数据处理技术已经发生了翻天覆地的改变,但我们的方法和思维却没有跟上这种改变。

然而,采样一直有一个被我们广泛承认却又总有意避开的缺陷,现在这个缺陷越来越难以忽视了。采样忽视了细节考察。虽然我们别无选择,只能利用采样分析法来进行考察,但是在很多领域,从收集部分数据到收集尽可能多的数据的转变已经发生了。如果可能的话,我们会收集所有的数据,即“样本=总体”。

正如我们所看到的,“样本=总体”是指我们能对数据进行深度探讨,而采样几乎无法达到这样的效果。上面提到的有关采样的例子证明,用采样的方法分析整个人口的情况,正确率可达97%。对于某些事物来说,3%的错误率是可以接受的。但是你无法得到一些微观细节的信息,甚至还会失去对某些特定子类别进行进一步研究的能力。正态分布是标准的。生活中真正有趣的事情经常藏匿在细节之中,而采样分析法却无法捕捉到这些细节。

谷歌流感趋势预测并不是依赖于对随机样本的分析,而是分析了整个美国几十亿条互联网检索记录。分析整个数据库,而不是对一个样本进行分析,能够提高微观层面分析的准确『性』,甚至能够推测出某个特定城市的流感状况,而不只是一个州或是整个国家的情况。farecast的初始系统使用的样本包含12000个数据,所以取得了不错的预测结果。但是随着奥伦·埃齐奥尼不断添加更多的数据,预测的结果越来越准确。最终,farecast使用了每一条航线整整一年的价格数据来进行预测。埃齐奥尼说:“这只是一个暂时『性』的数据,随着你收集的数据越来越多,你的预测结果会越来越准确。”

所以,我们现在经常会放弃样本分析这条捷径,选择收集全面而完整的数据。我们需要足够的数据处理和存储能力,也需要最先进的分析技术。同时,简单廉价的数据收集方法也很重要。过去,这些问题中的任何一个都很棘手。在一个资源有限的时代,要解决这些问题需要付出很高的代价。但是现在,解决这些难题已经变得简单容易得多。曾经只有大公司才能做到的事情,现在绝大部分的公司都可以做到了。

通过使用所有的数据,我们可以发现如若不然则将会在大量数据中淹没掉的情况。例如,信用卡诈骗是通过观察异常情况来识别的,只有掌握了所有的数据才能做到这一点。在这种情况下,异常值是最有用的信息,你可以把它与正常交易情况进行对比。这是一个大数据问题。而且,因为交易是即时的,所以你的数据分析也应该是即时的。

然而,使用所有的数据并不代表这是一项艰巨的任务。大数据中的“大”不是绝对意义上的大,虽然在大多数情况下是这个意思。谷歌流感趋势预测建立在数亿的数学模型上,而它们又建立在数十亿数据节点的基础之上。完整的人体基因组有约30亿个碱基对。但这只是单纯的数据节点的绝对数量,并不代表它们就是大数据。大数据是指不用随机分析法这样的捷径,而采用所有数据的方法。谷歌流感趋势和乔布斯的医生们采取的就是大数据的方法。

日本国民体育运动“相扑”中非法『操』纵比赛结果的发现,就恰到好处地说明了使用“样本=总体”这种全数据模式的重要『性』。消极比赛一直被极力禁止,备受谴责,很多运动员深受困扰。芝加哥大学的一位很有前途的经济学家斯蒂夫·列维特(steven levitt),在《美国经济评论》上发表了一篇研究论文,其中提到了一种发现这个情况的方法:查看运动员过去所有的比赛资料。他的畅销书《魔鬼经济学》(freakonomics)中也提到了这个观点,他认为检查所有的数据是非常有价值的。

列维特和他的同事马克·达根(mark duggan)使用了11年中超过64000场摔跤比赛的记录,来寻找异常『性』。他们获得了重大的发现。非法『操』纵比赛结果的情况确实时有发生,但是不会出现在大家很关注的比赛上。冠军赛也有可能被『操』纵,但是数据显示消极比赛主要还是出现在不太被关注的联赛的后几场中。这时基本上没有什么风险,因为选手根本就没有获奖的希望。

但是相扑比赛的一个比较特殊的地方是,选手需要在15场联赛中的大部分场次取得胜利才能保持排名和收入。这样一来就会出现利益不对称的问题。当一个7胜7负的摔跤手碰到一个8胜6负的对手时,比赛结果对第一个选手来说极其重要,对他的对手则没有那么重要。列维特和达根发现,在这样的情况下,需要赢的那个选手很可能会赢。这看起来像是对手送的“礼物”,因为在联系紧密的相扑界,帮别人一把就是给自己留了一条后路。

有没有可能是要赢的决心帮助这个选手获胜呢?答案是,有可能。但是数据显示的情况是,需要赢的选手的求胜心也只是比平常高了25%。所以,把胜利完全归功于求胜心是不妥当的。对数据进行进一步分析可能会发现,与他们在前三四次比赛中的表现相比,当他们再相遇时,上次失利的一方要拥有比对方多3~4倍的胜率。

这个情况是显而易见的。但是如果采用随机采样分析法,就无法发现这个情况。而大数据分析通过使用所有比赛的极大数据捕捉到了这个情况。这就像捕鱼一样,开始时你不知道是否能捕到鱼,也不知道会捕到什么鱼。

一个数据库并不需要有以太字节(一般记做tb,等于2的40次方字节)计的数据。在这个相扑案例中,整个数据库包含的字节量还不如一张普通的数码照片包含得多。但是大数据分析法不只关注一个随机的样本。这里的“大”取的是相对意义而不是绝对意义,也就是说这是相对所有数据来说的。

很长一段时间内,随机采样都是一条好的捷径,它使得数字时代之前的大量数据分析变得可能。但就像把一张数码照片或者一首数码歌曲截取成多个小文件似的,在采样分析的时候,很多信息都无法得到。拥有全部或几乎全部的数据,我们就能够从不同的角度,更细致地观察研究数据的方方面面。

我们可以用lytro相机来打一个恰当的比方。lytro相机具有革新『性』的,因为它把大数据运用到了基本的摄影中。与传统相机只可以记录一束光不同,lytro相机可以记录整个光场里所有的光,达到1100万之多。具体生成什么样的照片则可以在拍摄之后再根据需要决定。用户没必要在一开始就聚焦,因为该相机可以捕捉到所有的数据,所以之后可以选择聚焦图像中的任一点。整个光场的光束都被记录了,也就是收集了所有的数据,“样本=总体”。因此,与普通照片相比,这些照片就更具“循环『性』”。如果使用普通相机,摄影师就必须在拍照之前决定好聚焦点。

同理,因为大数据是建立在掌握所有数据,至少是尽可能多的数据的基础上的,所以我们就可以正确地考察细节并进行新的分析。在任何细微的层面,我们都可以用大数据去论证新的假设。是大数据让我们发现了相扑中的非法『操』纵比赛结果、流感的传播区域和对抗癌症需要针对的那部分dna。它让我们能清楚分析微观层面的情况。

当然,有些时候,我们还是可以使用样本分析法,毕竟我们仍然活在一个资源有限的时代。但是更多时候,利用手中掌握的所有数据成为了最好也是可行的选择。

社会科学是被“样本=总体”撼动得最厉害的学科。随着大数据分析取代了样本分析,社会科学不再单纯依赖于分析经验数据。这门学科过去曾非常依赖样本分析、研究和调查问卷。当记录下来的是人们的平常状态,也就不用担心在做研究和调查问卷时存在的偏见了。现在,我们可以收集过去无法收集到的信息,不管是通过移动电话表现出的关系,还是通过twitter信息表现出的感情。更重要的是,我们现在也不再依赖抽样调查了。

艾伯特·拉斯洛·巴拉巴西(albert lászlobarabási),和他的同事想研究人与人之间的互动。于是他们调查了四个月内所有的移动通信记录——当然是匿名的,这些记录是一个为全美五分之一人口提供服务的无线运营商提供的。这是第一次在全社会层面用接近于“样本=总体”的数据资料进行网络分析。通过观察数百万人的所有通信记录,我们可以产生也许通过任何其他方式都无法产生的新观点。

有趣的是,与小规模的研究相比,这个团队发现,如果把一个在社区内有很多连接关系的人从社区关系网中剔除开来,这个关系网会变得没那么高效但却不会解体;但如果把一个与所在社区之外的很多人有着连接关系的人从这个关系网中剔除,整个关系网很快就会破碎成很多小块。这个研究结果非常重要也非常的出人意料。谁能想象一个在关系网内有着众多好友的人的重要『性』还不如一个只是与很多关系网外的人联系的人呢?这说明一般来说无论是一个集体还是一个社会,多样『性』是有额外价值的。这个结果促使我们重新审视一个人在社会关系网中的存在价值。

第一部分 大数据时代的思维变革 02 更杂:不是精确性,而是混杂性

允许不精确

在越来越多的情况下,使用所有可获取的数据变得更为可能,但为此也要付出一定的代价。数据量的大幅增加会造成结果的不准确,与此同时,一些错误的数据也会混进数据库。然而,重点是我们能够努力避免这些问题。我们从不认为这些问题是无法避免的,而且也正在学会接受它们。这就是由“小数据”到“大数据”的重要转变之一。

对“小数据”而言,最基本、最重要的要求就是减少错误,保证质量。因为收集的信息量比较少,所以我们必须确保记录下来的数据尽量精确。无论是观察天体的位置还是观测显微镜下物体的大小,为了使结果更加准确,很多科学家都致力于优化测量的工具。在采样的时候,对精确度的要求就更高更苛刻了。因为收集信息的有限意味着细微的错误会被放大,甚至有可能影响整个结果的准确『性』。

历史上很多时候,人们会把通过测量世界来征服世界视为最大的成就。事实上,对精确度的高要求始于13世纪中期的欧洲。那时候,天文学家和学者对时间、空间的研究采取了比以往更为精确的量化方式,用历史学家阿尔弗雷德·克罗斯比(alfred crosby)的话来说就是“测量现实”。

我们研究一个现象,是因为我们相信我们能够理解它。后来,测量方法逐渐被运用到科学观察、解释方法中,体现为一种进行量化研究、记录,并呈现可重复结果的能力。罗德·凯文(lord kelvin)曾说过:“测量就是认知。”这已成为一条至理名言。培根也曾说过:“知识就是力量。”同时,很多数学家以及后来的精算师和会计师都发展了可以准确收集、记录和管理数据的方法。

19世纪,科技率先发展起来的法国开发了一套能准确计量时间、空间单位的系统,并逐渐成为其他国家普遍采用的标准,这套系统还为后来国际公认的测量条约奠定了基础,成为测量时代的巅峰。仅半个世纪之后,20世纪20年代,量子力学的发现永远粉碎了“测量臻于至善”的幻梦。然而,在物理学这个小圈子以外的一些测量工程师和科学家仍沉湎在完美测量的梦中。随着理『性』学科,如数学和统计学逐渐影响到商业领域,商业界更加崇尚这种思想。

然而,在不断涌现的新情况里,允许不精确的出现已经成为一个新的亮点,而非缺点。因为放松了容错的标准,人们掌握的数据也多了起来,还可以利用这些数据做更多新的事情。这样就不是大量数据优于少量数据那么简单了,而是大量数据创造了更好的结果。

同时,我们需要与各种各样的混『乱』做斗争。混『乱』,简单地说就是随着数据的增加,错误率也会相应增加。所以,如果桥梁的压力数据量增加1000倍的话,其中的部分读数就可能是错误的,而且随着读数量的增加,错误率可能也会继续增加。在整合来源不同的各类信息的时候,因为它们通常不完全一致,所以也会加大混『乱』程度。例如,与服务器处理投诉时的数据进行比较,用语音识别系统识别某个呼叫中心接到的投诉会产生一个不太准确的结果,但也是有助于我们把握整个事情的大致情况的。

混『乱』还可以指格式的不一致『性』,因为要达到格式一致,就需要在进行数据处理之前仔细地清洗数据,而这在大数据背景下很难做到。“大数据”专家帕堤尔(d.j. patil)指出,i.b.m.、t.j. watson labs、international business machines都可以用来指代ibm,甚至可能有成千上万种方法称呼ibm。当然,在萃取或处理数据的时候,混『乱』也会发生。因为在进行数据转化的时候,我们是在把它变成另外的事物。比如,我们在对twitter的信息进行情感分析来预测好莱坞票房的时候,就会出现一定的混『乱』。其实,混『乱』的起源和类型本来就是一团『乱』麻。

假设你要测量一个葡萄园的温度,但是整个葡萄园只有一个温度测量仪,那你就必须确保这个测试仪是精确的而且能够一直工作。反过来,如果每100棵葡萄树就有一个测量仪,有些测试的数据可能会是错误的,也可能会更加混『乱』,但众多的读数合起来就可以提供一个更加准确的结果。因为这里面包含了更多的数据,而它提供的价值不仅能抵消掉错误数据造成的影响,还能提供更多的额外价值。

现在想想增加读数频率的这个事情。如果每隔一分钟就测量一下温度,我们至少还能够保证测量结果是按照时间有序排列的。如果变成每分钟测量十次甚至百次的话,不仅读数可能出错,连时间先后都可能搞混掉。试想,如果信息在网络中流动,那么一条记录很可能在传输过程中被延迟,在其到达的时候已经没有意义了,甚至干脆在奔涌的信息洪流中彻底『迷』失。虽然我们得到的信息不再那么准确,但收集到的数量庞大的信息让我们放弃严格精确的选择变得更为划算。

在第一个例子里,我们为了获得更广泛的数据而牺牲了精确『性』,也因此看到了很多如若不然无法被关注到的细节。在第二个例子里,我们为了高频率而放弃了精确『性』,结果观察到了一些本可能被错过的变化。虽然如果我们能够下足够多的工夫,这些错误是可以避免的,但在很多情况下,与致力于避免错误相比,对错误的包容会带给我们更多好处。

为了扩大规模,我们接受适量错误的存在。正如技术咨询公司forrester所认为的,有时得到2加2约等于3.9的结果,也很不错了。当然,数据不可能完全错误,但为了了解大致的发展趋势,我们愿意对精确『性』做出一些让步。

我们可以在大量数据对计算机其他领域进步的重要『性』上看到类似的变化。我们都知道,如摩尔定律所预测的,过去一段时间里计算机的数据处理能力得到了很大的提高。摩尔定律认为,每块芯片上晶体管的数量每两年就会翻一倍。这使得电脑运行更快速了,存储空间更大了。大家没有意识到的是,驱动各类系统的算法也进步了——美国总统科技顾问委员会的报告显示,在很多领域这些算法带来的进步还要胜过芯片的进步。然而,社会从“大数据”中所能得到的,并非来自运行更快的芯片或更好的算法,而是更多的数据。

由于象棋的规则家喻户晓,且走子限制良多,在过去的几十年里,象棋算法的变化很小。计算机象棋程序总是步步为赢是由于对残局掌握得更好了,而之所以能做到这一点也只是因为往系统里加入了更多的数据。实际上,当棋盘上只剩下六枚棋子或更少的时候,这个残局得到了全面地分析,并且接下来所有可能的走法(样本=总体)都被制入了一个庞大的数据表格。这个数据表格如果不压缩的话,会有一太字节那么多。所以,计算机在这些重要的象棋残局中表现得完美无缺和不可战胜。

大数据在多大程度上优于算法这个问题在自然语言处理上表现得很明显(这是关于计算机如何学习和领悟我们在日常生活中使用语言的学科方向)。在2000年的时候,微软研究中心的米歇尔·班科(michele banko)和埃里克·布里尔(eric bill)一直在寻求改进word程序中语法检查的方法。但是他们不能确定是努力改进现有的算法、研发新的方法,还是添加更加细腻精致的特点更有效。所以,在实施这些措施之前,他们决定往现有的算法中添加更多的数据,看看会有什么不同的变化。很多对计算机学习算法的研究都建立在百万字左右的语料库基础上。最后,他们决定往4种常见的算法中逐渐添加数据,先是一千万字,再到一亿字,最后到十亿。

结果有点令人吃惊。他们发现,随着数据的增多,4种算法的表现都大幅提高了。

当数据只有500万的时候,有一种简单的算法表现得很差,但数据达10亿的时候,它变成了表现最好的,准确率从原来的75%提高到了95%以上。与之相反地,在少量数据情况下运行得最好的算法,当加入更多的数据时,也会像其他的算法一样有所提高,但是却变成了在大量数据条件下运行得最不好的。它的准确率会从86%提高到94%。

后来,班科和布里尔在他们发表的研究论文中写到,“如此一来,我们得重新衡量一下更多的人力物力是应该消耗在算法发展上还是在语料库发展上。”

大数据的简单算法比小数据的复杂算法更有效

所以,数据多比少好,更多数据比算法系统更智能还要重要。那么,混『乱』呢?在班科和布里尔开始研究数据几年后,微软的最大竞争对手,谷歌,也开始更大规模地对这些问题进行探讨。谷歌用的是上万亿的语料库,而不是十亿的。谷歌做这类研究不是因为语法检查,而是为了解决翻译这个更棘手的难题。

20世纪40年代,电脑由真空管制成,要占据整个房间这么大的空间。而机器翻译也只是计算机开发人员的一个想法。在冷战时期,美国掌握了大量关于苏联的各种资料,但缺少翻译这些资料的人手。所以,计算机翻译也成了亟须解决的问题。

最初,计算机研发人员打算将语法规则和双语词典结合在一起。1954年,ibm以计算机中的250个词语和六条语法规则为基础,将60个俄语词组翻译成了英语,结果振奋人心。ibm701通过穿孔卡片读取了“mipyeryedaye mmislyi posryedstvom ryechyi”这句话,并且将其译成了“我们通过语言来交流思想”。在庆祝这个成就的发布会上,一篇报道就有提到,这60句话翻译得很流畅。这个程序的指挥官利昂·多斯特尔特(leon dostert)表示,他相信“在三五年后,机器翻译将会变得很成熟”。

事实证明,计算机翻译最初的成功误导了人们。1966年,一群机器翻译的研究人员意识到,翻译比他们想象的更困难,他们不得不承认他们的失败。机器翻译不能只是让电脑熟悉常用规则,还必须教会电脑处理特殊的语言情况。毕竟,翻译不仅仅只是记忆和复述,也涉及选词,而明确地教会电脑这些非常不现实。法语中的“bonjour”就一定是“早上好”吗?有没有可能是“日安”、“你好”或者“喂”?事实上都有可能——这需要视情况而定。

在20世纪80年代后期,ibm的研发人员提出了一个新的想法。与单纯教给计算机语言规则和词汇相比,他们试图让计算机自己估算一个词或一个词组适合于用来翻译另一种语言中的一个词和词组的可能『性』,然后再决定某个词和词组在另一种语言中的对等词和词组。

20世纪90年代,ibm的这个candide项目花费了大概十年的时间,将大约有300万句之多的加拿大议会资料译成了英语和法语并出版。由于是官方文件,翻译的标准就非常高。用那个时候的标准来看,数据量非常之庞大。统计机器学习从诞生之日起,就聪明地把翻译的挑战变成了一个数学问题,而这似乎很有效!计算机翻译在短时间内就提高了很多。然而,在这次飞跃之后,ibm公司尽管投入了很多资金,但取得的成效不大。最终,ibm公司停止了这个项目。

无所不包的谷歌翻译系统

2006年,谷歌公司也开始涉足机器翻译。这被当作实现“收集全世界的数据资源,并让人人都可享受这些资源”这个目标的一个步骤。谷歌翻译开始利用一个更大更繁杂的数据库,也就是全球的互联网,而不再只利用两种语言之间的文本翻译。

谷歌翻译系统为了训练计算机,会吸收它能找到的所有翻译。它会从各种各样语言的公司网站上去寻找联合国和欧洲委员会这些国际组织发布的官方文件和报告的译本。它甚至会吸收速读项目中的书籍翻译。谷歌翻译部的负责人弗朗兹·奥齐(franz och)是机器翻译界的权威,他指出,“谷歌的翻译系统不会像candide一样只是仔细地翻译300万句话,它会掌握用不同语言翻译的质量参差不齐的数十亿页的文档。”不考虑翻译质量的话,上万亿的语料库就相当于950亿句英语。

尽管其输入源很混『乱』,但较其他翻译系统而言,谷歌的翻译质量相对而言还是最好的,而且可翻译的内容更多。到2012年年中,谷歌数据库涵盖了60多种语言,甚至能够接受14种语言的语音输入,并有很流利的对等翻译。之所以能做到这些,是因为它将语言视为能够判别可能『性』的数据,而不是语言本身。如果要将印度语译成加泰罗尼亚语,谷歌就会把英语作为中介语言。因为在翻译的时候它能适当增减词汇,所以谷歌的翻译比其他系统的翻译灵活很多。

谷歌的翻译之所以更好并不是因为它拥有一个更好的算法机制。和微软的班科和布里尔一样,这是因为谷歌翻译增加了很多各种各样的数据。从谷歌的例子来看,它之所以能比ibm的candide系统多利用成千上万的数据,是因为它接受了有错误的数据。2006年,谷歌发布的上万亿的语料库,就是来自于互联网的一些废弃内容。这就是“训练集”,可以正确地推算出英语词汇搭配在一起的可能『性』。

20世纪60年代,拥有百万英语单词的语料库——布朗语料库算得上这个领域的开创者,而如今谷歌的这个语料库则是一个质的突破,后者使用庞大的数据库使得自然语言处理这一方向取得了飞跃式的发展。自然语言处理能力是语音识别系统和计算机翻译的基础。彼得·诺维格(peter norvig),谷歌公司人工智能方面的专家,和他的同事在一篇题为《数据的非理『性』效果》(the unreasonable effectiveness of data)的文章中写道,“大数据基础上的简单算法比小数据基础上的复杂算法更加有效。”诺维格和他同事就指出,混杂是关键。

“从某种意义上,谷歌的语料库是布朗语料库的一个退步。因为谷歌语料库的内容来自于未经过滤的网页内容,所以会包含一些不完整的句子、拼写错误、语法错误以及其他各种错误。况且,它也没有详细的人工纠错后的注解。但是,谷歌语料库是布朗语料库的好几百万倍大,这样的优势完全压倒了缺点。”

纷繁的数据越多越好

传统的样本分析师们很难容忍错误数据的存在,因为他们一生都在研究如何防止和避免错误的出现。在收集样本的时候,统计学家会用一整套的策略来减少错误发生的概率。在结果公布之前,他们也会测试样本是否存在潜在的系统『性』偏差。这些策略包括根据协议或通过受过专门训练的专家来采集样本。但是,即使只是少量的数据,这些规避错误的策略实施起来还是耗费巨大。尤其是当我们收集所有数据的时候,这就行不通了。不仅是因为耗费巨大,还因为在大规模的基础上保持数据收集标准的一致『性』不太现实。就算是不让人们进行沟通,也不能解决这个问题。

大数据时代要求我们重新审视精确『性』的优劣。如果将传统的思维模式运用于数字化、网络化的21世纪,就会错过重要的信息。执『迷』于精确『性』是信息缺乏时代和模拟时代的产物。在那个信息贫乏的时代,任意一个数据点的测量情况都对结果至关重要。所以,我们需要确保每个数据的精确『性』,才不会导致分析结果的偏差。

混杂『性』,不是竭力避免,而是标准途径

确切地说,在许多技术和社会领域,我们更倾向于纷繁混杂。我们来看看内容分类方面的情况。几个世纪以来,人们一直用分类法和索引法来帮助自己存储和检索数据资源。这样的分级系统通常都不完善——各位读者没有忘记图书馆卡片目录给你们带来的痛苦回忆吧?在“小数据”范围内,这些方法就很有效,但一旦把数据规模增加好几个数量级,这些预设一切都各就各位的系统就会崩溃。

相片分享网站flickr在2011年拥有来自大概1亿用户的60亿张照片。根据预先设定好的分类来标注每张照片就没有意义了。难道真会有人为他的照片取名“像希特勒一样的猫”吗?

恰恰相反,清楚的分类被更混『乱』却更灵活的机制所取代。这些机制才能适应改变着的世界。当我们上传照片到flickr网站的时候,我们会给照片添加标签。也就是说,我们会使用一组文本标签来编组和搜索这些资源。人们用自己的方式创造和使用标签,所以它是没有标准、没有预先设定的排列和分类,也没有我们必须遵守的类别的。任何人都可以输入新的标签,标签内容事实上就成为网络资源的分类标准。标签被广泛地应用于facebook、博客等社交网络上。因为它们的存在,互联网上的资源变得更加容易找到,特别是像图片、视频和音乐这些无法用关键词搜索的非文本类资源。

当然,有时人们错标的标签会导致资源编组的不准确,这会让习惯了精确『性』的人们很痛苦。但是,我们用来编组照片集的混『乱』方法给我们带来了很多好处。比如,我们拥有了更加丰富的标签内容,同时能更深更广地获得各种照片。我们可以通过合并多个搜索标签来过滤我们需要寻找的照片,这在以前是无法完成的。我们添加标签时所固带的不准确『性』从某种意义上说明我们能够接受世界的纷繁复杂。这是对更加精确系统的一种对抗。这些精确的系统试图让我们接受一个世界贫乏而规整的惨相——假装世间万物都是整齐地排列的。而事实上现实是纷繁复杂的,天地间存在的事物也远远多于系统所设想的。

互联网上最火的网址都表明,它们欣赏不精确而不会假装精确。当一个人在网站上见到一个facebook的“喜欢”按钮时,可以看到有多少其他人也在点击。当数量不多时,会显示像“63”这种精确的数字。当数量很大时,则只会显示近似值,比方说“4000”。这并不代表系统不知道正确的数据是多少,只是当数量规模变大的时候,确切的数量已经不那么重要了。另外,数据更新得非常快,甚至在刚刚显示出来的时候可能就已经过时了。所以,同样的原理适用于时间的显示。谷歌的gmail邮箱会确切标注在很短时间内收到的信件,比方说“11分钟之前”。但是,对于已经收到一段时间的信件,则会标注如“两个小时之前”这种不太确切的时间信息。

2000年以来,商务智能和分析软件领域的技术供应商们一直承诺给客户“一个唯一真理”。执行官们用这个词组并没有讽刺的意思,现在也依然有技术供应商这样说。他们说这个词组的意思就是,每个使用该公司信息技术系统的人都能利用同样的数据资源,这样市场部和营销部的人员们就不需要再在会议开始前争论,到底是谁掌握了正确的客户和销售数据了。这个想法就是说,如果他们知道的数据是一致的,那么他们的利益也会更一致。

但是,“一个唯一的真理”这种想法已经彻底被改变了。现在不但出现了一种新的认识,即“一个唯一的真理”的存在是不可能的,而且追求这个唯一的真理是对注意力的分散。要想获得大规模数据带来的好处,混『乱』应该是一种标准途径,而不应该是竭力避免的。

我们甚至发现,不精确已经渗入了数据库设计这个最不能容忍错误的领域。传统的数据库引擎要求数据高度精确和准确排列。数据不是单纯地被存储,它往往被划分为包含“域”的记录,每个域都包含了特定种类和特定长度信息。比方说,某个数值域是7个数字长,一个1000万或者更大的数值就无法被记录。一个人想在某个记录手机号码的域中输入一串汉字是“不被允许”的。想要被允许也可以,需要改变数据库结构才可以。现在,我们依然在和电脑以及智能手机上的这些限制进行斗争,比如软件可能拒绝记录我们输入的数据。

索引是事先就设定好了的,这也就限制了人们的搜索。增加一个新的索引往往既消耗时间,又惹人讨厌,因为需要改变底层的设计。传统的关系数据库是为数据稀缺的时代设计的,所以能够也需要仔细策划。在那个时代,人们遭遇到的问题无比清晰,所以数据库被设计用来有效地回答这些问题,

但是,这种数据存储和分析的方法越来越和现实相冲突。我们现在拥有各种各样、参差不齐的海量数据,很少有数据完全符合预先设定的数据种类。而且,我们想要的数据回答的问题,也只有在我们收集和处理数据的过程中才会知道。

第一部分 大数据时代的思维变革 03 更好:不是因果关系,而是相互关系

“是什么”,而不是“为什么”

在小数据时代,相关关系分析和因果分析都不容易,都耗费巨大,都要从建立假设开始。然后我们会进行实验——这个假设要么被证实要么被推翻。但由于两者都始于假设,这些分析就都有受偏见影响的可能,而且极易导致错误。与此同时,用来做相关关系分析的数据很难得到,收集这些数据时也耗资巨大。现今,可用的数据如此之多,也就不存在这些难题了。

当然,还有一种不同的情况也逐渐受到了人们的重视。在小数据时代,由于计算机能力的不足,大部分相关关系分析仅限于寻求线『性』关系。这个情况随着数据的增加肯定会发生改变。事实上,实际情况远比我们所想象的要复杂。经过复杂的分析,我们能够发现数据的“非线『性』关系”。

当相关关系变得更复杂时,一切就更混『乱』了。比如,各地麻疹疫苗接种率的差别与人们在医疗保健上的花费似乎有关联。但是,最近哈佛与麻省理工的联合研究小组发现,这种关联不是简单的线『性』关系,而是一个复杂的曲线图。和预期相同的是,随着人们在医疗上花费的增多,麻疹疫苗接种率的差别会变小;但令人惊讶的是,当增加到一定程度时,这种差别又会变大。发现这种关系对公共卫生官员来说非常重要,但是普通的线『性』关系分析师是无法捕捉到这个重要信息的。

如今,专家们正在研发能发现并对比分析非线『性』关系的必要技术工具。一系列飞速发展的新技术和新软件也从多方面提高了相关关系分析工具发现非因果关系的能力,这就好比立体派画家同时从多个角度来表现女『性』脸庞的手法。

网络分析行业的出现就是一个最明显的例子。多亏了它,让描绘、测量、计算各节点之间的关系变成了可能,我们可以从facebook上认识更多的朋友,还可以知道法庭上的一些判决的先例,以及谁给谁打了电话。总之,这些工具为回答非因果关系及经验『性』的问题提供了新的途径。

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