开放问题

有了问题情境,也知道了可行解是什么,接下来要在可能性空间里大浪淘沙。可如果这个空间大得没有边,还会自己变呢?

交互版 · 改编自作者 2017 年发表在简书的同名旧文 · 读原文

01 · 附图

只坐地铁,从中环到旺角

A1. 只乘坐地铁,找到从香港中环到旺角的最短路线。

借助地铁路线图,不难很快找到 A1 的可行解,这里也是唯一的最优解。下面就是原文那张图。点任意两个车站(第一下是起点,第二下是终点),或者用上面的下拉框。手机上地图可以左右滑动。

“最短”指什么
原文附图:香港地铁路线图

时间按每站约 2 分钟、过海约 3 分钟、普通换乘 4 分钟、旺角太子油麻地同站对面换乘 1 分钟估算;香港—中环、尖沙咀—尖东、旺角—旺角东按步行连接。线路以原图为准。

连“最短”都要先问一句指什么:时间、换乘还是站数?这是上一篇说的“标准”。不过在 A1 里,三种标准给出的都是同一条荃湾线。问题被约束得很紧,可能性空间很小。

02 · 可能性空间

行动方式不限

A2. 找到从香港中环到旺角的最短路线,行动方式不限。

去掉地铁的限制,巴士、的士、渡轮、步行加游泳、直升机乃至多种混合,都在可能性空间之中。所谓开放问题,一部分含义就在于广阔的可能性空间。更棘手的是另一部分:可能性空间是会变化的。哪天发明了瞬间移动,它是不是也该算进去?

逐个放开交通方式,看可行的路线怎么变多;再回答几个原题里没说的问题,看空间怎么缩回来。路线都是真实存在的走法,地图按 OpenStreetMap 的海岸线描绘。

放开的交通方式
1条可行路线
—目前最快

时间是门到门的估算,按港铁行程规划、运输署巴士数据和天星小轮公布的班次推算;车费为成人八达通,查于 2026-10。的士按 2024 年 7 月起的收费表和过海隧道费估算,实际随路况变化。红色小巴的资料来自非官方来源。

问题开放的根本原因是不完全的信息,来自两方面:问题本身,和问题解决者。A1 和 A2 其实都很模糊:只给了行动方式,没给可支配的资金;没说是“谁”去行动,他游泳多快;连“不限定行动方式”这个条件本身都是开放的。另一方面,即使问题给的信息已经很完整,解决者自己对问题的理解也可能有局限;理解深入以后,从原问题里抽出来的子问题和问题情境还会变。

刚才那四个追问,就是原文的第二个策略:对问题本身提问题。向提出问题的人追问,增加显性的约束,空泛的问题就变得明确。问题的提出和解决因此不是单向的流水线,而是一个反馈、迭代的循环。

03 · 抓大放小

不需要精确的速度

面对信息不完全,第一个策略是抓大放小。在 A2 里区分优劣最明显的特征是速度。从中环到旺角,精确到时速也太夸张了;我们只需要量级,再进一步,连量级都不需要,只要知道谁比谁快。这一连串的抓大放小能迅速缩小可能性空间,凭借的是我们脑中关于速度的先验知识。

调低精度,看看哪些比较还做得出来。

比较这两个
还是更快?

差距大的时候,量级就够用;差距小的时候,抓大放小会抓丢。地铁和的士都是“每小时几十公里”,只看量级就分不出来,这时要么回到更精确的信息,要么承认它们差不多,再换一个特征(比如会不会塞车)来比。“只看顺序”需要的信息最少,但前提是你本来就知道谁快谁慢;差距越小的两样,这条先后关系越靠不住。

从问题提出者的角度,很多信息不完全的问题,要建立在和解决者共享这些先验知识的共识之上,换句话说就是用了隐含条件。共识用得好,省下许多沟通成本;用不好也可能是灾难:很多自以为的共识,其实并不是事实上的共识。

04 · 隐含前提

证伪的是一整个合式

隐含条件可以联系到科学哲学里的波普尔可证伪性原则。整体论者指出:我们看到一个条件命题 p → q(如果 p,那么 q)时,它更完整的表述其实是 (p ∧ a1 ∧ a2 ∧ ⋯) → q,a1、a2 都是没说出口的前提。所以看到 ¬q(q 没发生)推不出 ¬p,只能推出 ¬(p ∧ a1 ∧ a2 ∧ ⋯):这一串条件里至少有一个是错的,但不知道是哪一个。

原文提到了海王星。下面是天文学史上形式完全相同、结局却相反的两次“证伪”。两次都是同一个人,法国天文学家勒维耶,用同一种思路去解。你来替他选:预测落空之后,该怀疑哪一条?

1推理:三条加在一起,推出一个预测
2观测:预测落空

3三条里至少错了一条。你怀疑哪一条?
4历史上的结果

形式一模一样:理论 + 隐含前提 → 预测,预测落空。天王星那次,问题出在隐含前提“没有未知的行星”,于是找到了海王星;水星那次,同样的思路找来的“祝融星”并不存在,问题出在理论本身,最后由广义相对论解决。光看 ¬q,你没法知道该怪谁。

理想地讲,一种理论在形成时,是有能力、也必须把前提条件明确下来的。即使存在海王星这样预先没考虑到的隐含条件,也不是可证伪性本身的瑕疵(只是只能证伪整个理论的话,对科学发展的意义似乎大大减少了)。或许可以说,科学理论也需要尽量确保它讨论的问题不是开放的:理论越成熟,已明确的约束条件就越多。

系列地图

每一篇,一个可以动手的问题

  1. 一

    问题情境

    两种画法的正方形、找箭头、搜索树、表示方式、设计。

  2. 二

    可行解

    六道削皮题、量水实验、把剪刀拆开看、一根拉绳。

  3. 三

    开放问题

    本页:只坐地铁、行动方式不限、抓大放小、证伪的是整个合式。

  4. 四

    纠结与最优解

    电车难题、价值天平、两千个可能的你、偏好系统、标准轮换造出的环。

  5. 五

    测量的局限

    来自 2026-03 的整合 Proposal:相似性、分类与理论负荷。

  6. 六

    Duck Typing 作为策略

    不问它是什么,问它能做什么;行为级数据,让用户自己设权重。

  7. 七

    工程实践

    测试环境作为反事实探索器,双重传感器,Bayesian Safety。