• Author：杜七
• Date：2017.04.18

轉載自: 模型思維

1 | 課程概述

This is a translated version of Model Thinking in Chinese. Please click here to visit the original course in English.

此版本是Coursera首次嘗試推出的中文翻譯版。課程視頻為英文原版附中文字幕，課程頁面和習題已譯成中文。同時，課程論壇開放了中文支持。此版本仍在測試中，歡迎大家批評指正。

我們生活在一個繁雜的世界里，形形色色的人、企業(yè)和政府交織在一起，產生了各種新奇、意想不到的現(xiàn)象。我們看到政治沖突、市場崩盤和不斷更迭的社會趨勢。該如何去理解呢？運用模型。證據表明，具備模型思維的人要優(yōu)于沒有這種思維的人。此外，運用大量模型進行思考的人要優(yōu)于只運用一種模型思考的人。為什么模型會使我們成為更好的思考者呢？模型有助于我們更好地組織信息，理清互聯(lián)網上亂成一團麻或者一鍋粥（選擇你認為合適的比喻說法）的數(shù)據。模型有助于我們提高準確預測的能力，還有助于我們做出更好的決策并采取更有效的策略，甚至可以提高我們的機構和流程設計能力。

在本課程中，我將會介紹一組入門模型：首先介紹臨界點模型。然后介紹用于解釋群眾智慧的模型、用于解釋為什么有些國家富有而有些國家貧窮的模型，以及幫助企業(yè)和政治家作出戰(zhàn)略決策的模型。本節(jié)課所介紹的模型是之后學習社會科學課程的基礎，無論是經濟學、政治學、商業(yè)學還是社會學。掌握了這些材料對于你學習高級課程大有裨益。此外，對你的生活也會有幫助。以下是課程安排：對于每個模型，我都會提供一個簡短、易于理解的概述性課程視頻。然后，我會進行更深入的講解。我會詳細介紹模型的技術細節(jié)。這些技術課程視頻不需要微積分知識，但會涉及一些代數(shù)??。

在所有課程視頻中，我都會提出一些問題并進行小測驗，還有一個結課考試。如果你決定深入學習，并通過所有測驗和考試，你將獲得完成證書。如果你只是決定觀看入門課程視頻來接觸一些模型知識，那也很好。這都是免費的，旨在于幫助你成為更好的思考者！

2 | 授課大綱

本課程分為20個單元。隨著課程的進行，我將會補充主題說明并添加閱讀材料。

• 第1單元：簡介：為什么要運用模型

在這些課程視頻中，我會解釋為什么我們需要學習模型。這些原因可分為四大類：成為睿智的世界公民成為邏輯清晰的思考者了解并使用數(shù)據更好地制定決策、戰(zhàn)略和設計本單元有兩個閱讀材料。可以在第一個視頻結束后，或在觀看完所有視頻后閱讀這些材料。

《模型思考者》序言、導論和第1章

• 《為什么要運用模型？》 喬舒亞·愛普斯坦 著

• 第2單元：分類和同群效應

我們現(xiàn)在直接跳轉到一些模型。我們對解釋同一個現(xiàn)象（即，人們更喜歡與那些和自己外形、思想和行為相似的人生活和交流）的兩種模型進行對比。入門課程視頻后，我們將介紹解釋這些現(xiàn)象的謝林（Schelling）和格蘭諾維特（Granovetter）的著名模型。然后我們會介紹一個有趣的有關起立鼓掌的模型，這個模型是由我和我的朋友約翰·米勒（John Miller）共同編寫的。
在第2單元中，我將會使用NetLogo軟件展示一個計算版本的謝林的隔離模型。Netlogo是一款由烏里·威倫斯基（Uri Wilensky）或美國西北大學編寫的免費軟件。在本課程中我會多次用到NetLogo軟件。可以通過以下地址下載該軟件：
NetLogo
通過單擊“文件”（file）選項，然后進入“模型庫”（Models Library）可以找到我使用的謝林模型。在“模型庫”目錄中，單擊“社會科學”（Social Science）文件夾旁邊的箭頭并向下滾動，然后單擊名為“隔離”（Segregation）的模型。
本單元的閱讀材料包括謝林模型的一些簡要說明，以及格蘭諾維特、米勒和佩吉的學術論文。通讀這些論文不是必須的，但是我強烈建議你們這么做，以了解社會科學家是如何搭建和解釋這些模型的。

• 謝林模型說明
• 格蘭諾維特模型> - 米勒和佩吉模型

• 第 3 單元：聚合

在本單元中，我們將了解聚合，即事件累計的秘密。我們先從數(shù)字合計方式開始，重點介紹中心極限定理。然后了解合計規(guī)則。并講解生命游戲和一維細胞自動機模型。這兩種模型都展示了如何將簡單的規(guī)則組合在一起來產生有趣的現(xiàn)象。最后，我們會講解聚合偏好。在這里，我們看到個人偏好可以是合理的，但聚合偏好無需如此。
網上有很多有關中心極限定理、二項分布、六西格瑪、生命游戲等內容的資料。我提供了一些鏈接以便于你入門。細胞自動機和多元化偏好的閱讀材料分別來自我所著的《復雜自適應社會系統(tǒng)》和《區(qū)別》這兩本書中的簡短摘錄。

• 中心極限定理> - 二項分布
• 六西格瑪
• 細胞自動機1
• 細胞自動機2
• 多元化偏好

• 第4單元：決策模型

在本單元中，我們將研究人們如何制定決策的一些模型。我們先從多準則決策開始。然后介紹決策空間模型和決策樹。最后討論信息的價值。
多準則決策閱讀材料是我講解密歇根州民權提案的指導材料。它為如何使用這個技巧提供了案例研究。關于空間投票和決策模型，網上有很多很棒的PPT演示和論文。決策樹資料源自亞利桑那州立大學克雷格·柯克伍德（Craig Kirkwood）的著作。

• 多準則決策案例研究
• 空間模型
• 決策理論

• 第5單元：人類模型：電子思維

在本單元中，我們將介紹社會科學家塑造人類模型的不同方法。我們會介紹并對比三種不同的模型。理性行為者方法、行為模型以及規(guī)則模型。這些課程視頻為許多后續(xù)模型提供了相應的背景知識。這些課程視頻沒有具體的閱讀材料，但是我在課程中提及的行為經濟學的一些相關書籍可用作參考。此外，如果你覺得競次游戲很有趣，那么可以在搜索引擎中鍵入“羅絲瑪麗·納格爾競次理論”（”Rosemary Nagel Race to the Bottom”）便可以得到多個相關鏈接。你還可以采用同樣的方法找到“零智能交易者”（Zero Intelligence Traders）的相關介紹。
通過此處提供的鏈接可以獲得行為經濟學的初級讀物，這里面有更多的參考資料。

• 《行為經濟學初級讀物》

• 第6單元：線性模型

在本單元中，主要介紹了線性模型。我們先從分類模型開始，該模型中的數(shù)據分為多類。我們使用這個簡單的框架介紹一些度量值，如平均值、方差、決定系數(shù)。然后進入線性模型主題，講解線性模型的作用、介紹如何讀取回歸輸出（寶貴技能！） 以及如何用線性模型匹配非線性數(shù)據。這些課程視頻旨在介紹如何使用線性模型，由此可能激勵你參加這些主題相關課程。本單元最后會重點介紹我稱為大系數(shù)思維和新現(xiàn)實思維之間的區(qū)別。本單元的閱讀材料包括我編寫的2篇短論文，但是你可以在網上找到有關線性模型、決定系數(shù)、回歸和循證思維的更多資料。

• 分類模型
• 線性模型

• 第7單元：臨界點

在本單元中，我們會介紹臨界點。我們重點介紹兩種模型。一種是銀行使用的物理學上的滲流模型，另一種是疾病傳播模型。由于疾病模型比較復雜，因此我分為兩部分進行講解。第一部分重點介紹擴散。第二部分介紹恢復。本單元的閱讀材料是我編寫的有關模型的書籍中的兩篇摘錄。一篇關于擴散。另一篇關于臨界點。此外，我還提供了一個鏈接，由此可以找到一篇關于臨界點的技術論文。這是我和PJ·蘭伯森（PJ Lamberson）共同編著的，并將在《政治學季刊》（Quarterly Journal of Political Science）上發(fā)表。由此你可以大概了解技術型社會學論文的一些基本情況。無需全篇閱讀，但我強烈建議你仔細閱讀簡介部分。其中包含了非常有用的參考文獻列表。

• 臨界點
• 擴散和SIS
• 蘭伯森和佩吉：臨界點（只閱讀導論部分）

• 第8單元：經濟增長

在本單元中，我們將介紹幾種增長模型。首先介紹指數(shù)增長的一個簡單模型，然后是經濟學模型，并重點闡述索洛的基本增長模型。我將模型進行了簡化，去除了勞動力部分。這些模型有助于我們區(qū)分兩種增長方式：資本積累增長和創(chuàng)新增長。
增長模型

• 第9單元：多樣性和創(chuàng)新

在本單元中，我們介紹了解決問題的幾種模型，以展示多樣性對創(chuàng)新的重要性。我們將了解到不同的觀點（問題表征）和啟發(fā)法如何使問題解決者團隊的表現(xiàn)勝過個人。此外，我們還會引入一些新概念，如“崎嶇的風景”和“局部最優(yōu)”。在最后的課程視頻中，我們將見識重組的威力及其如何促進經濟增長。本章節(jié)的閱讀材料包括普林斯頓大學出版社出版的由我編著的書籍《區(qū)別》的摘錄。

• 多樣性和問題解決

• 第10單元：馬爾可夫過程

在本單元中，主要介紹了馬爾可夫過程（Markov Processes）。馬爾可夫過程指的是一組固定狀態(tài)之間的動態(tài)過程。例如，我們將討論有些國家在民主制度和專制制度之間過渡的過程。作為馬爾可夫過程，必須要能從任意一種狀態(tài)轉換為另一種狀態(tài)，且狀態(tài)之間轉換的可能性必須隨著時間的推移保持不變。如果這些假設成立，那么這種過程將存在唯一的均衡。換句話說，歷史將變得無關緊要。這種結果稱為馬爾可夫收斂定理。除了馬爾可夫過程之外，我們還將了解如何將這個基本框架用于其他用途，如確定文本的著作權以及藥物協(xié)議的有效性等。

• 馬爾可夫過程

• 第11單元：李雅普諾夫函數(shù)

模型可以幫助我們確定系統(tǒng)產生結果的性質：系統(tǒng)是否會產生平衡、循環(huán)、隨機性或復雜性？ 在本節(jié)課程視頻中，我們將介紹李雅普諾夫函數(shù)。這種技術有助于我們識別哪些系統(tǒng)可以達到平衡。此外，我們還可以限制達到平衡的速度。在本課程視頻中，我們將介紹李雅普諾夫函數(shù)（Lyapunov Functions）的形式定義，并了解如何在多種情境中應用它們。我們還會研究其不適用的范圍，甚至研究使人們不能判斷系統(tǒng)是否達到平衡的問題。

• 李雅普諾夫函數(shù)

• 第12單元：協(xié)調和文化

在本課程視頻中，我們將介紹幾個有關文化的模型。首先從文化是什么以及文化對社會科學家比較重要的原因開始。在分析部分，我們先從一個非常簡單的，稱為純協(xié)調博弈的游戲開始。在該博弈中，局中人只有選擇相同的行動才算贏。不管他們選擇哪個行動，只要他們選擇相同的行動便會贏。例如，你選擇在公路的左側開車還是右側開車并不重要，重要的是你和其他人是否在同一側開車。隨后我們會介紹多人協(xié)調博弈的情景并研究文化的出現(xiàn)。在最后的模型中，我們將介紹模型中的一致性和協(xié)調性，這些文化同樣會出現(xiàn)在現(xiàn)實世界數(shù)據中。本單元的閱讀材料包括我對協(xié)調博弈的說明，以及貝德納（Bednar）等人的學術論文。在該論文中，你將了解到我們如何使用馬爾可夫過程研究模型。本課程還提供了阿克塞爾羅德（Axelrod）的Net Logo模型的鏈接。

• 協(xié)調博弈
• 貝德納等人 2010年
• Netlogo中的阿克斯德羅文化模型

• 第13單元：路徑依賴

在本課程視頻中，我們介紹了路徑依賴。我們將用到一些簡單的甕模型。其中最著名的是波利亞過程（Polya Process）。這些模型盡管簡單，卻可以幫助我們剖析路徑依賴背后的邏輯。我們還會將路徑依賴與遞增收益、臨界點聯(lián)系在一起。本單元的閱讀材料是我在《政治科學季刊》上發(fā)表的論文。

• 路徑依賴

• 第14單元：網絡

在本單元中，我們會介紹網絡。我們會討論網絡的形成方式、結構（尤其是網絡的一些通用度量）及其功能。我們通常會說網絡功能自然生成，這意味著由于網絡的自身結構會出現(xiàn)意想不到的功能。本單元的閱讀材料是史蒂夫·斯托加茨（Steven Strogatz）的一篇小論文。

• 斯托加茨

• 第15單元：隨機性和隨機游走

在本單元，我們會討論隨機性及其各種來源。接下來會討論成績與技能和運氣的依賴關系，其中將運氣建模為隨機性。然后了解基本隨機游走模型，該模型應用于有效市場假說，此假說認為市場價格涵蓋了所有相關信息，余下的就是隨機性。最后，我們將討論可用于創(chuàng)建競爭模型的有限存儲器隨機游走模型。本單元的閱讀材料是邁克爾·莫布森（Michael Mauboussin）的一篇有關區(qū)分技能和運氣的論文。

• 莫布森：技能與運氣

• 第16單元：上校賽局

在本單元中，我們將介紹上校賽局。這最早用于戰(zhàn)爭中研究多線作戰(zhàn)。如今被廣泛應用于運動、法律、恐怖主義等。我們先討論上校賽局的基礎，進行更深入的分析，然后將上校賽局與上一單元技能運氣模型進行對比。本單元的閱讀材料是我的一本名為《差異》的書籍的節(jié)選以及我跟卡內基梅隆大學的拉塞爾·戈爾曼（Russell Golman）合作編寫的一篇論文。你只需要閱讀戈爾曼論文的前四頁即可。

• 《差異》中的上校賽局
• 戈爾曼的論文：上校賽局

• 第17單元：囚徒困境和集體行動

在本單元中，我們將會介紹囚徒困境、集體行動和公共池塘資源問題。我們會先討論囚徒困境，并演示個體激勵如何催生不良社會后果。然后我們會介紹產生合作的七種方式。瓦克（Nowak）和西格蒙德（Sigmund）的下列論文涵蓋了其中的五種。最后，我們將討論集體行動和公共池塘資源問題，以及如何通過深入仔細的思考來解決這些問題。諾貝爾獎獲得者埃莉諾·奧斯特羅姆（Elinor Ostrom）就此著有一篇精彩的文章。

• 《斯坦福哲學百科全書》中的囚徒困境
• 《合作的五種方式》瓦克和西格蒙德 著
• 《超越萬靈之方》奧斯特羅姆 著

• 第18單元：機制設計：拍賣

在本單元中，我們將會介紹機制設計。我們先研究一些基本問題：如何克服隱藏行動和隱藏信息的問題。然后轉到更廣泛應用的問題：如何設計拍賣。最后，我們將討論如何運用機制對公共項目作出決策。本單元的閱讀材料包括埃里克·馬金斯（Eric Maskin）的一篇文章（他因在機制設計方面的貢獻而獲得諾貝爾獎）和V.S.撒布漢曼尼（V.S. Subrahmanian）的一些有關拍賣的幻燈片。馬金斯的論文讀到最后會有些困難。無需深入理解全部內容。掌握大意即可。

• 馬金斯：《機制設計》
• V.S.撒布漢曼尼的拍賣幻燈片

• 第19單元：學習：模仿者動態(tài)

在本單元中，我們將介紹模仿者動態(tài)以及費希爾基本定理。模仿者動態(tài)已被用于解釋學習和演變。費希爾定理演示了適應速度是如何隨變動幅度增加的。最后，我們將介紹如何用六西格瑪和偏差縮減來解釋費希爾定理和我們得出的結果。本單元的閱讀材料很短。費希爾定理的第二篇材料更側重于技術性。文章均摘自《多樣性和復雜性》

• 《模仿者方程式》
• 費希爾基本定理

• 第20單元：眾多模型思考者：多樣性和預測

在最后一個單元中，我們將介紹進行預測時創(chuàng)建智慧人群所用到的能力和多樣性的價值。我們會先介紹分類模型和線性模型，以及如何將其用于預測。然后我們會介紹多樣性預測定理，該定理提供了有關集體預測工作方式的基本知識。最后，我們會討論使用多種模型的價值。本單元的閱讀材料為多樣性預測定理的簡短說明。

• 多樣性預測定理

3 | 先修知識

學生需要能夠熟練使用基本代數(shù)。不需要微積分方面的知識，但是如果能從概念上理解導數(shù)是如何表示某點斜率的話，會對課程的學習非常有幫助。

4 | 參考資料

• 《差異：多元化的力量如何建立更好的團體、企業(yè)、學校和社會（新版）》 斯科特·E·佩吉 著The Difference: How the Power of Diversity Creates Better Groups, Firms, Schools, and Societies (New Edition), Scott Page
• 《復雜適應系統(tǒng)：社會生活的計算模型簡介（普林斯頓復雜性研究）》 約翰·米勒和斯科特·佩吉 著Complex Adaptive Systems: An Introduction to Computational Models of Social Life (Princeton Studies in Complexity), John Miller and Scott Page
• 《社會科學模型簡介》 珍妮·拉弗和詹姆斯·馬奇 著An Introduction to Models in the Social Sciences, Jean Lave and James March
• 世紀文庫叢書