編者按：腦科學(xué)對各種腦功能的解析、腦疾病的診斷治療、類腦智能和腦機接口的技術(shù)開發(fā)，都具有非常重要的意義，中科院之聲與中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心聯(lián)合開設(shè)“腦智擘未來”專欄，為大家解讀視覺、學(xué)習(xí)記憶、注意力、抉擇、意識、語言、共情、合作等日常生活中常見行為和現(xiàn)象的研究方式和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
假設(shè)你正在參加一檔真人秀電視節(jié)目，在你面前有三扇門。其中一扇門后藏有本期超級大獎——高級轎車一部，而剩下兩扇門后則各有一只山羊?，F(xiàn)在你隨機選了其中的一扇門（1號門），但還沒來得及打開它。節(jié)目主持人清楚地知道每扇門后面都是什么，他此時打開了另一扇門（3號門），3號門里是一只山羊?，F(xiàn)在問你，要不要改變選擇，從1號門換成2號門？
以上這個決策問題就是著名的三門問題（Monty Hall Problem）。第一次見到這個問題的讀者，不妨停頓10秒，換還是不換？做出你自己的選擇。
如果你選擇不換，或是認(rèn)為換不換都無所謂，得到獎勵的概率都是1/2，那么你和多數(shù)人的直覺相同。然而，這個問題廣為流傳，見過這個題的讀者就會知道，此時你應(yīng)該堅定地選擇換！因為如果不換，得到獎品的概率是1/3，換了之后，得到獎品的概率是2/3。
讓我們先看看這個結(jié)果在計算上是怎么得到的，這并不復(fù)雜，我們直接列出可能的所有情況：
(1)一開始選的1號門后是一只山羊，主持人打開的3號門是山羊，那2號門后肯定是轎車：換 √， 不換 ×。
(2)一開始選的1號門后就是轎車：換 × ，不換√。
(3)由于一共有兩只羊，一部車，所以一號門后是羊的可能性是車的兩倍，我們需重復(fù)一遍情況(1)：一開始選的1號門后是一只山羊：換√， 不換 ×。
以上3種情況中，換，在(1)，(3)兩種情況下都能得獎，即得獎概率2/3。不換，只有情況(2)得獎，概率是1/3。答案清楚了——換！
很多人在知曉答案之后，會像事后諸葛亮一樣進(jìn)行點評：“應(yīng)該用條件概率和貝葉斯理論來做”；“本質(zhì)上是遺漏了主持人主動開門所提供的信息”；“我用Python寫了個計算機程序，模擬作答10000遍，結(jié)果一目了然”，…… 很多點評只是知曉答案后的回顧性分析，都沒有回答一個重要問題，為什么人的直覺是1/2，換不換無所謂？其實，不僅是普通讀者，即便是數(shù)學(xué)家或者統(tǒng)計學(xué)家在這個問題上也會迷糊：明擺著不就剩下倆門嗎？選哪個還不是一樣？
如果你也對人的認(rèn)知感興趣，那則不妨一起來考慮，在順向思考過程中，人怎么產(chǎn)生了1/2的直覺？回答這個問題，其中的關(guān)鍵，就在上一段的倒數(shù)第二句話：“不就剩下倆門嗎？”，正是由于這個想法，讓本來的三門問題變成了在兩個門中二選一。想想，你是不是這樣？
上述三門問題可以拓展為一個更極限的版本：假如現(xiàn)場有100扇門，其中僅一扇門后有獎品。你隨機選了一扇，主持人則打開了98扇沒有獎品的門，還剩下一扇，問你要不要換？這時候，相比一共只有三扇門的情形，你大概更容易做出正確的決定。因為你只有1%的概率在第一次就選中，這是一個很小的數(shù)，它甚至小到會讓你自動地將所有剩下的門打包在一起——剩下的門里有獎的概率是99%。與其賭你一開始就以1%的概率蒙對，當(dāng)然不如換成那扇被主持人有意留下的門（畢竟主持人知道答案）?？墒?！當(dāng)你正要換門，我真誠地問你：“現(xiàn)在，擺在你面前不就剩下倆門嗎？選哪個還不是一樣？”，你會不會又產(chǎn)生疑惑：“是的，不就剩下倆門嗎？在這兩扇門里，我現(xiàn)在隨便選一個得獎的概率不就是1/2？”
當(dāng)面對最后兩扇門的時候，人們怎么就糊涂了？怎么就得出“不換”的決定？從認(rèn)知心理的角度看，這其實是一種自然的決策習(xí)慣，我們很難抗拒。在決策認(rèn)知領(lǐng)域，類似的行為我們稱其為“啟發(fā)式?jīng)Q策（Heuristic Decision Making）”。“啟發(fā)式（Heuristic）”這個詞起源于希臘語，本意大概是探索和發(fā)現(xiàn)。而在心理學(xué)和認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域，啟發(fā)式?jīng)Q策意味著決策者會忽略部分決策信息，更快，更省心省力地做出選擇。這就是本文標(biāo)題所謂“決策的捷徑”，人們常常不會考慮所有的情形和全部的條件，只在一個簡化后的框架下做出判斷。
如果我們順向地考慮啟發(fā)式?jīng)Q策的過程，它可以被總結(jié)成一種算法，具有三個規(guī)則：
（1）搜索規(guī)則（Searching Rule）：決策證據(jù)應(yīng)該往哪個空間，用什么樣的順序，進(jìn)行搜索
（2）停止規(guī)則（Stopping Rule）：什么時候結(jié)束搜索
（3）決策規(guī)則（Decision Rule）：如何根據(jù)搜索結(jié)果進(jìn)行選擇
在上述三門問題的直覺謬誤中，啟發(fā)式?jīng)Q策可以具體地描述為：（1）搜索規(guī)則：3號門后是羊，沒戲了，那么現(xiàn)在只剩下倆門了，我在它倆里面挑，它們倆哪個好？（2）停止規(guī)則：如果發(fā)現(xiàn)一個門比另一個門好，就不想了?；蛘?，老半天也沒看出哪個好，那它們倆一樣，也不用想了。（3）決策規(guī)則：如果2號門比我之前選的1號門好，那就換。如果1號門比2號門好，就留下。如果它倆一樣，也不必?fù)Q了。由于它倆我沒看出有區(qū)別，所以做出了“不換”的決定。在以上思維過程中，顯然，直覺犯了搜索規(guī)則的錯誤，正像人們事后反思的那樣，不考慮被主持人打開第三扇門提供給我的信息，只考慮現(xiàn)在這兩扇門，自然是無論花多久也想不出誰更好。
啟發(fā)式思維似乎為了簡單快速，而犧牲了決策的正確性，正如在三門問題中，排除掉主持人打開的門，只考慮面前的兩扇門，這樣的框架的簡化帶來了錯誤的直覺。實際上，啟發(fā)式?jīng)Q策確實常常帶來失誤，但這并不算得上壞事，很多啟發(fā)式的決策確實省心省力，而且在很多情景下，甚至可以達(dá)到相當(dāng)高的正確率。比如，有一種基于熟悉程度的決策捷徑（Recognition Heuristic），人們直接忽視掉大部分信息，只基于熟悉的特征，而且只根據(jù)熟悉程度進(jìn)行判斷。在2004年溫布爾登網(wǎng)球公開賽開始之前，科學(xué)家找來一些業(yè)余網(wǎng)球愛好者，或者干脆是門外漢，根據(jù)他們對球員的熟悉程度來判斷誰會得獎，結(jié)果是，基于業(yè)余人士對球員熟悉程度的判斷，甚至比網(wǎng)球?qū)＜腋鶕?jù)球員球技和近期比賽表現(xiàn)做出的專業(yè)預(yù)測更準(zhǔn)確。在這個案例中，啟發(fā)式?jīng)Q策也把原始問題直接變換了框架，間接地利用了特征之間的相關(guān)性，僅花費了很少的認(rèn)知成本就給出了答案，效果不賴。與之類似，在股票投資或者選舉的預(yù)測上，基于熟悉程度的啟發(fā)式預(yù)測，效果可能勝過考慮很多因素的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型。
如此，也就不難解釋，人的思維為什么習(xí)慣于在決策問題上走捷徑，畢竟我們不總是要和節(jié)目主持人斗智斗勇，如果某些思維方式在多數(shù)時候有著更高的效率，那它們自然會成為我們的思維習(xí)慣。也許有讀者還會問，那研究啟發(fā)式?jīng)Q策有什么用？三門問題我知道正確做法，窮舉各種可能，數(shù)學(xué)上理解了不就得了。實際上，這種決策研究相當(dāng)有用，一來可以理解人的思維過程，二來，啟發(fā)式還可以應(yīng)用于簡化決策步驟，或者提防錯誤決策。例如，在臨床醫(yī)療場景下，對于兒童社區(qū)獲得性肺炎的診治，什么情況下要使用大環(huán)內(nèi)酯類抗生素？可能需要做影像檢查，需要做痰培養(yǎng)，藥敏試驗等等。但有學(xué)者提出了一種簡化的啟發(fā)式?jīng)Q策辦法，只用考慮兩個指征，患兒年齡和發(fā)熱時間，這種簡易辦法在臨床測試中正確率只比復(fù)雜的回歸分析低一點（72% vs 75%），但卻可以省去昂貴的設(shè)備檢查和復(fù)雜的計算，有潛力被應(yīng)用于世界各地的貧困地區(qū)。
有趣的是，動物面對復(fù)雜的問題的時候也會走捷徑。在最近的一項研究中里，研究者教會獼猴來玩一個叫做吃豆人(PacMan)游戲。游戲中，獼猴需要控制吃豆人吃掉迷宮中的所有豆子，還要躲避怪物的追逐。游戲里包括了許多需要考慮的因素，要找到一個最優(yōu)的游戲策略很困難。然而研究者發(fā)現(xiàn)獼猴在游戲中采用了一些簡化的策略。比如，有時候獼猴采取的策略是去吃掉身邊的豆子，而不考慮怪物等其他因素，而有時候，獼猴采用的策略只關(guān)注怪物的位置，并且努力逃避怪物。這些策略幫助獼猴簡化了對游戲局面的分析，可以讓獼猴能較快地做出足夠好的決策。
總之，在面對決策難題的時候，如果時間緊迫，條件有限，就不妨相信你的直覺，忽略掉一部分信息，走決策的捷徑。而如果時間充裕，各種條件齊全，那想要做出正確的決策，可要提防直覺。該以分析的方式，考慮各種因素，在紙上畫畫寫寫，勾勒出決策條件的全景，甚至做出各種模擬，這樣才更可能做出正確的判斷。
（注：以上討論的決策都是基于推理的決策（inference），簡單來說，這些決策是有正確答案的。如果是基于偏好的決策（preferential），比如今天餐后吃蘋果還是吃橘子，這種決策沒有正確答案，可以直接跟隨你的內(nèi)心。）
3. Yang, Q., Lin, Z., Zhang, W., Li, J., Chen, X., Zhang. J., & Yang, T. (2022). Monkey plays Pac-Man with compositional strategies and hierarchical decision-making. eLife, 11:e74500
校審：楊天明
