如何理解“明天降水概率是70%”?

檢驗風險決策的期望法則假設

　　在多雨季節，很多人每天都會習慣于看一看天氣預報，來決定自己出門是否需要攜帶雨具。天氣預報中常常用“降水概率”一詞來對雨雪天氣這一風險事件發生概率進行預測。那么，“明天的降水概率是70%”的含義是什么呢？是指明天有70%的地區會下雨？還是說在歷史上的這一天，70%的日子都下雨了？氣象學家告訴我們，這兩種對降水概率的詮釋都是錯誤的（http://www.islandnet.com/~see/weather/whys/pop.htm）。

　　這兩種詮釋錯在何處？假如我們把一個風險事件（如，是否下雨）看成一個完整的蛋糕，這兩種詮釋把風險事件的最終結果理解為，在這個蛋糕上切出70%（降水概率）的一塊來。有趣的是，無獨有偶，主流風險決策理論采用了類似的思路來理解人們如何進行風險決策。從經典的期望價值理論，到諾貝爾獎得主Daniel Kahneman提出的預期理論，風險決策主流理論以期望法則的計算為核心假設，認為決策者需要進行“加權求和”的期望值計算過程：即以概率（或主觀概率）為權對各損益結果（或效用）進行加權（乘法過程）并求和。由于“期望法則”提供了一種非常簡潔的方法，可以將概率和結果整合為一個單一的“價值度量”（Starmer, 2000），它成為經濟學等領域中為人偏愛的建模工具。經濟學等許多學科都基于期望法則（乘法法則）進行風險決策分析，甚至一些學科以這種理性決策理論為基礎（如微觀經濟學）。因此，檢驗期望法則假設成為一個重要的基礎科學問題。

　　近期，中國科學院心理所李紓研究員團隊（李紓、梁竹苑、饒儷琳）和中國科學院自動化所蔣田仔團隊（蔣田仔，徐麗娟）合作完成了一項研究，為這一問題提供了一個視角獨特的解答。

　　該項研究巧妙地、創造性地設計了一種新的實驗范式——將概率決策任務（人們的自主風險決策過程）和比例決策任務（遵循期望法則的決策過程）相比較，來探究人們的風險決策是否按期望法則進行。該研究采用相同的視覺材料設計了兩類任務：將“%”看成“概率”的概率決策任務(風險決策)和將“%”看成“比例”比例決策任務(計算決策)（見圖1）。該研究并采用了認知心理學中經典的雙分離推論邏輯，通過比較概率決策任務和比例決策任務的影響因素（計算能力、概率能力等）是否相同，來推測兩類決策是否包含相同的心理過程。

圖1 概率與比例決策任務流程示意圖

(a: 注視點; b, c: 獲得/損失效價的刺激呈現; d, e: 獲得/損失效價的比例決策任務反饋;
f, g: 獲得/損失效價的概率決策任務反饋; h: 黑屏)

　　研究結果發現，計算難度和算術能力只影響比例決策任務績效(其反應時更長，基于期望值選擇的比例更高)，但不影響概率決策任務績效。相反，與“期望值計算”似乎無關的“概率能力”和“感覺尋求人格”只影響概率決策任務績效，但不影響比例決策任務績效。這表明，概率能力和人格對風險決策的行為績效起調節作用，人們在風險決策中可能并未按照期望法則的精確計算方式做出決策。這一結果為質疑期望法則提供了有力證據，說明期望法則家族理論將“加權求和”結果作為人類風險偏好的單一指數，或許是一種人為創造的錯誤指數。

　　該研究部分受國家重點基礎研究發展計劃(2011CB711002)、國家自然科學基金(71071150，31170976)、中國科學院知識創新工程基礎前沿專項研究(KSCX2-EW-J-8)、北京市重點學科建設項目資助。其前期結果已在線發表于SCI-CD期刊《科學通報》，并受到評審專家的高度評價，認為“上述實驗范式和推論邏輯，對探究風險決策心理過程具有重要的方法學意義。該研究具有理論深度和高度，實驗設計科學、巧妙，推論嚴謹，結論可靠，對澄清風險決策的真實心理過程具有重要價值。”后續的fMRI研究正在進行中。

　　梁竹苑, 徐麗娟, 饒儷琳, 蔣田仔, 李紓. (2012). “20%的概率獲得蛋糕”=“獲得蛋糕的20%”？檢驗風險決策的期望法則假設. 科學通報, 57(35): 3421–3433. doi: 10.1360/972012-691