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數學問題思維邏輯訓練

生活 更新时间:2025-02-04 06:03:01

數學問題思維邏輯訓練(如何從邏輯出發想問題)1

非數學思維vs數學思維

在講什麼是數學思維之前,先說說什麼不是數學思維。

首先,聽衆人的意見不是數學思維,不是贊同的聲音越大越正确。事實上很多人湊在一起,智商常常不是增加而是下降。這就是所謂的群體效應。

其次,聽專家的意見不是數學思維。很多人在做判斷時會相信專家。絕大多數時候這是一個好習慣,但專家也有漏判和誤判的時候。2008—2009年的金融危機是曆史上危害僅次于1929—1933年全球大蕭條的經濟危機,它讓很多家庭傾家蕩産,包括很多極為富有、受教育程度很高的人。在金融危機之後,英國女王問全世界的經濟學家,這麼大的危機、這麼明顯的問題,你們這麼多人怎麼沒有一個人預測到呢?這讓經濟學家很沒面子。

其實英國女王多少有點錯怪經濟學家這個群體了。整體來看,他們當時确實是過于樂觀了,但也有一些經濟學家之前确實做過很多預警。而那些被預警的問題,一旦引起注意後,大多會被防範,之後就不再是問題。因此,換一個角度講,經濟學家已經幫助我們避免了很多次經濟危機。當然,經濟學家也不是神,總會有誤判的時候。當大部分人都出現誤判時,真正的危機就來了。但是,在那次金融危機中,還是有一些人利用數學思維避開了風險,而且賺得盆滿缽滿。

最後,數學思維不是通過以往的經驗或者多次試驗得到結論。這種方法更像是自然科學的思維方式,而不是數學的。事實上,很多時候,通過大量試驗所得到的結果依然可能是錯誤的。比如我們要比較10,000x和x2哪個大,如果從x=1開始試驗,一直試到100,都是10,000x大。但是如果我們因此得出結論10, 000x>x2,那就錯了。可能有人會問,為什麼不直接試試x=20,000呢?因為人們能夠想象到的例子常常受限于自身的認知。如果一個人平時接觸的數通常都是個位數的,他就很難想到10,000、20,000這些大很多的數。

還是在2008—2009年的金融危機中,有一次摩根士丹利私人财富管理部門召集客戶(都是非常有錢的人)開會分析當時的金融狀況。主講人說,根據曆次經濟危機時股市的表現,隻要實體經濟沒有受到重創,股市通常會下跌1/4~1/3。一位參會者馬上就說:“先生,你太樂觀了,我們現在正在創造曆史。”這位發言者的話很快被證實了,因為股市很快就跌了一半。這說明人的經驗通常是有局限性的。

那麼什麼是數學思維?它是從不可能變的事實出發,利用邏輯找出矛盾,發現問題,然後再設法解決問題。什麼是不變的事實呢?比如說宇宙中基本粒子的數量是有限的,任何經濟增長都不可能是長期翻番的,這些就是不變的事實。具體到金融中,一個不變的事實就是,任何建立在空中樓閣之上的複利增長都難以持續,比如龐氏騙局。

數學思維的應用

在2008—2009年金融危機中,有不少人靠各種智慧避開了厄運,甚至大賺特賺了一筆。這其中就包括商業嗅覺敏銳的人和善于運用數學思維的人。

像巴菲特這樣的人,他們能夠避開厄運,靠的就是長期以來培養出的商業嗅覺。巴菲特講,那些金融衍生品被包裝到大家看不懂的地步,一定是為了掩蓋很多真相,他堅決不參與那樣的賭博。這與其說是投資的智慧,不如說是人生的智慧,這種智慧常常不可複制。

另外還有一類人,則是靠數學思維賺了個盆滿缽滿。比如由數學家創立和運作的對沖基金公司文藝複興科技公司,2008年獲利80%,而同期的股市則被“腰斬”了。這些人出于對自身利益考慮,隻是悶聲發大财,不對外說,因此外面的人大多不知道。但其中一些人利用數學發現問題的故事還是廣為人知的,比如邁克爾·伯裡,他的故事被拍成了電影《大空頭》。

伯裡并不是職業投資人,而是一名數學很好的醫生。他做判斷的邏輯其實很簡單,就是我們常常說的“建立在空中樓閣之上的複利增長”從數學上講是無法長期為繼的。聽說過印度國際象棋故事的人都知道,如果翻番增長64次,一粒麥粒變出來的數量比全世界收獲的麥粒都多,這個道理大家都懂。但是,如果換一種表述方式,絕大部分人就糊塗了。比如某個家族的财富每年增長7%,有沒有可能持續幾千年?很多人覺得有可能,因為每年7%似乎不是什麼了不得的事情,而且美國的股市确實在上百年的時間裡做到了這樣的增長。但是,如果真的按照這樣的增長速度持續兩千多年,當年的陶朱公範蠡(中國古代有名的富豪)哪怕隻給後代留下一個銅闆,今天他的傳人所擁有的銅錢的數量就要達到宇宙中原子的數量,這顯然是做不到的事情。事實上,任何一種投資,在一開始基數較小的時候,很容易維持指數增長。但是,一旦基數變大,增長的速度就會慢下來,7%變成6%、5%、4%……如果還想不切實際地維持原來的增長率,那就是龐氏騙局了。

當龐氏騙局從翻番增長變為7%的增長時,很多人就已經看不出來了。當它再被漂亮地包裝幾次,就更不容易識别了。導緻2008—2009年金融危機的,恰恰是一種包裝得很漂亮的龐氏騙局,它的核心是一種叫作CDS(信用違約互換)的金融衍生品。

CDS的發明和克林頓擔任美國總統時的一項政策有關,即為了讓本來付不起首付的窮人也能買房子,允許銀行在提供通常的房貸之外還提供購房首付款的貸款。比如弗洛伊德先生想買一棟100萬美元的房子,通常他必須先支付20萬美元的首付,才有資格從銀行獲得80萬美元的貸款。如果他沒錢支付首付款,就沒有辦法購房。但這項政策允許他從A銀行獲得正常的80萬美元貸款的同時,還可以通過支付較高利息的方式從B銀行獲得針對20萬美元首付的貸款。為了區分這兩種貸款,前者我們也稱之為初級貸款,後者自然就被稱為次級貸款,簡稱次貸。

次級貸款相比初級貸款有兩個特點:

第一,利率高。

第二,風險大。風險大主要體現在出了問題之後。必須等到提供初級貸款的銀行拿回錢之後,才輪到提供次貸的銀行拿錢。比如弗洛伊德先生斷供了很長時間,銀行被迫收回房子拍賣,A銀行會先拿回自己的80萬美元貸款。剩餘的錢,才輪到B銀行拿回。

如果房價一直上漲,這倒不是問題。比如100萬美元的房子拍賣收回了110萬美元,A銀行和B銀行都能收回全款。但是,如果房價下跌,隻賣了85萬美元,B銀行就隻能拿回5萬美元的本金,虧了75%。所幸的是,次級貸款的利率高,如果100個貸款的人裡隻有兩三個人的貸款收不回來,B銀行也能從其他購房者償還的利息中填補漏洞。

當然,B銀行還有一個更穩妥的做法,就是從高利息(比如每年10%)中拿出一部分錢(比如1%),向保險公司C購買貸款者違約的保險。保險公司C根據曆史數據發現,房屋貸款收不回來的情況很少,比如隻占房貸的2%左右,而它從B銀行可以掙多年的錢。由于房貸的期限通常在15年以上,不考慮複利因素,15年下來就是貸款總額的15%,擔保10億美元的房産就能收入1.5億美元,成本隻有2000萬美元,這種利潤率高達650%的事情保險公司自然就答應了。

接下來,投資銀行D看到C公司做了這樣一筆好買賣,非常眼紅,就和C商量将這10億美元房産的保險生意賣給自家,并願意留下B公司20%的好處,即3000萬美元。C公司想,1.5億美元雖然多,但是要承擔15年的保險義務,不如一次性得到3000萬美元實在,就答應了。D公司是投資銀行,更精明,将這筆擔保的業務包裝成證券,叫作CDS,加價3000萬美元賣給了另一家投資銀行E。E公司可能将各種類似的CDS又打了一個包,以新的證券形式上市了。就這樣,在經過無數次包裝後,CDS的内部結構大部分人已經看不懂了,但人們總覺得自己可以從下家身上賺到錢。于是一同把CDS炒到了50萬億美元這麼大的規模,這已經超過了當時美國房市本身的總值,是當時美國GDP的3倍左右。

這個騙局的本質是什麼呢?就是大家炒來炒去都在賭一件事,今後15~30年,房價會一直快速上漲,而且購房者有足夠意願不斷供。然而,房價不可能永遠快速上漲,特别是在經濟本身漲幅很小的前提之下。于是為了維持房價快速上漲,就得有人願意花更多的錢來買房,然後需要再有人花更多更多的錢來接盤,這就是龐氏騙局的翻版。而一旦有大量房主還不上錢,或者不願意還錢,或者房價不再上漲,這些CDS就變得一錢不值。更糟糕的是,給購房者提供次級貸款的銀行、後面的保險公司以及很多購買了CDS的投資銀行也都完蛋了,整個金融系統垮了。

這件事不太容易通過一些經濟指标分析出來,因為短期房價的上漲會給人經濟繁榮的假象。但是,這種遊戲裡面的問題,卻可以通過數學算出來。其實不隻是伯裡,當時有不少人在這個騙局破滅之前發現了問題,後來掙到了大筆的錢,這其中就包括2015年向哈佛大學捐出該校有史以來最大捐款額的約翰·保爾森。這些人正是因為擁有數學思維,清楚地知道增長不可能持續,看到了繁榮後面的危機,然後做空。不過在所有掙錢的人中,伯裡的利潤率實在是太高,而且他還好心地去和每個人講,于是他被公認為最具數學頭腦、看穿騙局的第一人。

通過這個例子,我們來說說數學思維相比其他思維方式的不同。數學思維依據的不是大家的看法,不是專家的意見,也不是曆史的經驗,而是永遠不會變的事實,以及并不複雜的邏輯推理。很多人覺得搞清楚金融或其他領域的問題需要很多領域知識,這種看法當然是對的,但比領域知識更重要的是數學思維。一個人不可能成為所有領域的專家,但有了數學思維,你至少會有基本的判斷能力。即便不知道具體答案是什麼,你也很容易判斷什麼肯定是錯的。

簡單地講,具有數學思維就是會算賬,但不是指算小賬算得清楚,那經常是撿了芝麻丢了西瓜。我們說的算賬,是要善用數學知識和邏輯,對一個長期的趨勢做出正确的判斷,預見到我們必須做的事情,以及不能做的事情。

我們對“算筆賬”這3個字并不陌生。每一個人、每一個機構,都應該仔細算賬。算賬不是在自由市場上讨價還價,不是摳一兩個點的利潤,而是用好數學這個工具來發現問題,給出可行的建議。

在次貸的例子中,伯裡等人利用數學發現了不能做什麼。這其實用到了邏輯學中的矛盾律。什麼是矛盾律?它是說一個事物不能既有A屬性,又沒有A屬性。一方面房貸的總值不能超過房市的價值,這是常識;但另一方面,房貸的一部分——其衍生品CDS的盤子卻比整個房市的價值大,這就違反了矛盾律。

學習數學最有價值的地方,是接受一種邏輯訓練,形成理性思維的習慣,在生活中善于找出矛盾、發現問題,然後用邏輯的方法找到答案并采取行動。今天認知升級是一個時髦的詞,它其實不過是掌握了數學的思維方式,并對其加以靈活應用。

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