8. 拓展课堂四：卡特里娜飓风和拉普拉斯之妖

同学们好，我是曾建川，欢迎和我一起拓展。

在本讲的主课里，我们讲了利用大数据来预测的故事。听完主课的同学会有一种感受，大数据的确很有用，然而真正精彩之处，似乎并不在大数据本身，而在于那些利用大数据展开奇思妙想的人。

关于大数据和预测，我们一起来做一做历史拓展。在这一次拓展课堂里，我们将看到历史上的人们曾经对预测是如此向往、却又如此怀疑。

我还是从一个故事讲起吧，故事里，对预测充满怀疑的人们，尝到了毁灭性的苦果。

2005年9月1日，美国国家海洋暨大气总署水文气象预报中心最后一次发布报告，关于卡特里娜飓风的报告。

此时，在美国的新奥尔良市，已经是风灾之后的噩梦之城。卡特里娜飓风带来的摧毁性打击，引发了无法控制的骚乱。劫匪和武装团伙开始在废墟之上烧杀抢掠，警察根本难以抵抗，两名警察因此而自杀了、还有二百名警察直接辞职。

幸存的灾民，眼睁睁看着这一切，承受着苦难。他们没有及时撤离，丧失了离开这里的机会。

然而，他们原本是可以离开的。因为美国国家飓风中心对卡特里娜飓风，早已做出了准确的预测。然而几乎有五分之一的新奥尔良人，忽略了飓风预测。他们或者是没有听到预报；或者是听到了，却选择了怀疑，他们侥幸地认为，事情不会有那么严重。由市长雷纳金下达的强制撤离命令，居然是他在犹豫了24小时之后才发送出来的，那一定是异常折磨的24小时，因为那当中，一直有许多政府官员在苦苦地哀求着他，其中有一名官员所说的话，市长应该毫不犹豫地听取，那位官员名叫马克斯.梅菲尔德，他是美国国家飓风中心的主管。

早在那之前一个多星期的8月23日，在巴哈马群岛上空，一架空军侦察机就捕捉到一些奇特的干扰气流，它们由几个漩涡一同集聚能量，正在从东往西、旋转着移动，朝着美国的方向推进。同时，大西洋海面上的一些货船也察觉到了，有经验丰富的船长开始担忧起来，然而他们也祈祷着，但愿这诡异的旋风，不会加剧，而是像他们曾经遇到过的那些海上热带气压风团那样，渐渐消失。

这团旋风并没有如人所愿，它们进发得越来越快、裹挟着越来越强的能量。到8月24号的下午，美国国家飓风中心的计算机已经做出预测，这将是十几场会在美国登陆的飓风，它被命名为“卡特里娜”飓风。

到8月27号的清晨，卡特里娜已经显示出令人战栗的能量，它一步步增强到5级，而美国历史上遭遇过有记载的5级飓风，不过三次而已。计算机的预测已经非常精准了——卡特里娜会迅速光顾新奥尔良，那个城市将被变成一个巨大的水库。

接下来的事，我们都已经知道了。尽管预测是准确的，然而它没能成功地令人信服。

在人类历史上，人们从很早以前，就对预测是如此向往，却又如此怀疑。

说到喜欢预测的古人，中国古人一定是其中的佼佼者。甲骨被火烧裂的纹路、天象、环境与地理位置、甚至梦境，都能成为预测的依据。而在中国以外的世界，当然也是如此。

例如，许多同学们可能对巨石阵都不陌生。在英国的索尔兹伯里平原，空旷翠绿的原野上，一些巨大的岩石伫立着、它们以一种特殊的、相对整齐的顺序排列着，不同的天象掩映之下，它们显示出纷繁的魅力。

这些石块已经有大约四千三百年的历史了，它们曾经是史前人类的神庙。一代又一代的学者为它着迷，他们做出各种努力，试图推演出巨石阵背后的那些古人，在用巨型石块进行建设时，究竟想实现些什么。

许多学者坚持认为，建起巨石阵的古人们，能利用这些大石块，预测月食和日食。一位名叫纽汉的学者，热切地拥抱了巨石阵当中的四块——从91到94号石头，纽汉激动地发现，四块巨石恰好构成了一个矩形，其长边正好指向月出的最南端、和月落的最北端。而巨石阵能预测日食和月食的说法，则来自于用计算机进行过大量计算的天文学家。

类似的古代建筑或遗迹还有很多，它们都以独特的方式，在告诉后世的人们，有史以来，对自己的周边环境做出预测，一直是人类希望努力做到的事。

对于那些过于久远的历史，和过于模糊的的预测尝试，我们已经无法确切地知道，那到底有些怎样的细节。直到公元1814年，法国一位天文学家和数学家拉普拉斯，非常明确地用文字描述出，预测能够通过对数据进行分析来实现。

我敲一下黑板，“预测能够通过对数据进行分析来实现”，这句话，对于今天的我们来说，是毋庸置疑的，听过“大数据”系列前几堂课程的同学，脑子里也应该早已有了这样的认知。然而，拉普拉斯可是在两百多年前的1814年，说出这句话的，他甚至没办法理所当然地把这句话说出来，而是需要论证一番。那么，就让我们来听一听，两百年前的拉普拉斯，是如何论证的吧。

说起来，拉普拉斯相当有名，他和薛定谔一同并列在物理学的“四大神兽”思想实验当中，“四大神兽”当然是后世物理学界对那四个著名思想实验的戏称，其中，薛定谔的猫，可能是大家听得比较多的。相应的，拉普拉斯的“神兽”，是一个DEMON，中文翻译为“妖怪”的“妖”，然而拉普拉斯不会承认DEMON的存在，他自己最初用的词是intellect，也就是“智者”。

用拉普拉斯的话来说，有一个假设的智者，他是如此智慧，能够掌握全宇宙中、构成大自然的所有事物的位置和速度。那么，这样的智者就能实现关于未来的预测。他是怎么做到的呢？

拉普拉斯解释到，我们可以把眼下的宇宙，看作是过去和未来共同影响的结果，那么，具备了强大理解能力的智者，同时还掌握了全宇宙的那些“数据”，是的，拉普拉斯已经用了“数据”这个词，这样一个智者，他当然能够通过分析数据，用一种简单的公式或准则，来预测出宇宙中所有物质——大到星体、小到原子——它们的所有运动。

也就是说，对于具有了强大理解能力的智者来说，就没有什么是不能确定的，过去和未来都能尽收眼底。

同学们，你能否理解拉普拉斯呢？那个假设的智者，到底是谁呢？拉普拉斯对此，其实也有说法。两百多年前的他，已经看到，人类还不具备像“智者”那样的预测能力，但是如果人类能够变得足够聪明呢？

那时的拉普拉斯还没办法去解释，人类将如何变得“足够聪明”，然而，今天的我们可以告诉他，一台高速的计算机，应该就能实现这一点，不就是“数据分析”的工作吗！计算机很擅长啊。

然而，拉普拉斯的“智者”，后来仍被人们说成了DEMON，也就是拉普拉斯之妖，这表明，人们对他的说法是深刻怀疑的，认为他的假设是不正确的。

是啊，在人类历史上的每一个阶段，都会有关于预测的美好向往、甚至实现的故事，却也总是伴随着怀疑。

关于大数据的预测，不也是这样吗？一些学者会极力告诉大家，大数据简直魅力无穷，等待着聪明的人们去开发出无尽的价值；而另一些学者，则会警告大家，充斥在整个世界的数据，正在变为扰人耳目的噪音。

那么，听到这里的同学，你又是怎么想的呢？