幸存者偏差——从高考作文“战机防护”谈起

今年全国II卷高考作文为:“二战”期间,为了加强对战机防护,英美军方调查了作战后幸存飞机上的弹痕的分布,决定哪里弹痕多就加强哪里,然而统计学家沃德力排众议,指出更应该注意弹痕少的部位,因为这些部位受到重创的战机,很难有机会返航,而这部分数据被忽略了,事实证明,沃德是正确的。下图为一架被击落的B-17空中堡垒。

幸存者偏差——从高考作文“战机防护”谈起


二战期间,美国统计学家沃德教授被授命研究如何降低战机被击落的概率的这个问题。他的研究发现,飞机的翅膀是最容易被击中的部分,而飞行员的座舱和发动机则是被击中最少的部分。下图为一架被击中机翼发动机的B-17。

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但是依照当时的航空技术,飞机的装甲只能局部加强,以免过重。那么问题来了,到底是应该增强机翼,还是应该增强座舱和发动机呢?当时的作战指挥官认为,既然机翼最容易中弹,那么当然应该增强机翼了。但沃德教授则建议加强飞行员的座舱和飞机发动机的位置。下图为一架被击中机身油箱在空中爆炸解体的B-24解放者轰炸机。

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沃德教授认为,作战指挥官的这个判断就是犯了这个严重的逻辑归因的错误:幸存者偏见。从统计的观点来看,多次击中机翼的轰炸机,但依然能够安全返航,而机尾部分却发现很少中弹。那并不是因为他不会真的中弹,而是因为他一旦中弹了,可能根本就无法返航。下图为一架被苏军击落的纳粹德国He-112战斗机,可以很明显的看到座舱及发动机受损严重。

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后来事实证明教授的建议是正确的。联军的轰炸机被击落的比率显著降低。英国军方还动用了敌后的工作人员,收集了部分坠毁在德国境内的飞机的残骸,发现中弹的部位果真如沃德所预料,主要集中在座舱与发动机的位置。所以说看不见的弹痕最致命。下图为一架坠毁在太平洋的B-29超级空中堡垒。

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有时候,我们要研究的问题并不是这些幸存者是怎么活下来的,而是那些没有这个幸运回来的飞机是如何死去的。可是很不幸的是,死去的人是无法开口的,而你采访幸存者,他们是如何活下来的时候,他会带有一种并非主观意愿的偏见,因为他们从来没有看见过那个看不见的弹痕。到底什么叫做幸存者偏差,它是一种常见的逻辑的谬误。我们只能看到经过某种筛选而产生的结果,并没有意识到筛选的过程,而忽略了一些非常关键的信息。下图为一架被击中右发动机的A-26战斗轰炸机。

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其实二战时苏联也对战机损伤做了类似的调查,但是他们的结论更加惊人。苏联的科学家发现在战场上的能战斗战机的寿命没有超过100小时的,所以他们得出一个结论战机的发动机寿命定为100小时即可,因为没有一架飞机能活到100小时。但是苏联的科学家没有考虑到战争初期由于德国的闪电战导致大量的战机被击毁在机场,而且肃反大清洗导致苏联大批有经验的飞行员被清洗。这才是苏联战机寿命不到100小时的真正原因。这个决定也直接导致了苏联二战后发动机设计思路的变化,到目前为止俄罗斯最先进的发动机出厂以后寿命都是在1000小时左右,不像美国的动辄几万小时。下图为俄罗斯的AL-41F发动机五代发动机的总寿命为4000小时,大修寿命为1000小时。和F-22的F119相比差远了,初期F119首次大修寿命8000小时,后期改进型12000小时。

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在航空界这样的例子很多,比如说航空炸弹的发展。二战中美军对德国,日本的战略轰炸给世界各国以深刻印象。大机群,地毯式轰炸成为战后美苏发展战略轰炸力量的目标。下图就是著名的炸弹之母,但是主要是为了在越南战场开辟直升机起降场使用,这也是人类历史上投入实战的当量最大的常规炸弹。

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可是美军几个专家在研究中发现,当炸弹的当量成倍增加之后,毁伤概率却没有成倍增加。按照幸存者偏差为我们带来的启示:没有常情,唯有常理。按常理炸弹当量增加,肯定毁伤概率也会增加。但是不然,常规炸弹当量再大,也比不过原子弹。想要增加毁伤概率只能从别的方向发展,那就是增加炸弹的命中精度,所以现在世界各国都在发展高精度制导炸弹。下图就是当年炸我国南联盟大使馆的罪魁祸首——JDAM制导炸弹(英文:Joint Direct Attack Munition,缩写:JDAM,中文:杰达姆)他其实就是Mk-81 250磅、Mk-82 500磅、Mk-83 1,000磅和Mk-84 2,000磅四种规格的常规炸弹加制导套件改装而成的。

幸存者偏差——从高考作文“战机防护”谈起


还有一个突出的例子就是阿帕奇直升机的升级版长弓阿帕奇。在海湾战争时,阿帕奇出尽风头,按照幸存者偏差,想要得到最大战果就是再增加战机,但是美军某些专家分析了战争的过程,发现一个问题“媒体噪音”。因为在海湾战争的时候美军的媒体以及深入到基层连队了。媒体对于阿帕奇战果的报道掩盖住了如何提高阿帕奇的生存率从而取得高战果这个逻辑关系。解决以上问题的思路就是:务必回归你自身面对问题的受众群体,点面结合,多个视角全面观察问题。这时候美军专家发现光靠增加战机数量的成本远远大于提高火控系统的准确命中率的成本——长弓阿帕奇因运而生。

幸存者偏差——从高考作文“战机防护”谈起


从外表上看,除了旋翼轴顶上多了个扁圆形的天线罩以外,"长弓阿帕奇"与"阿帕奇"似乎没有什么区别,但实际上"长弓阿帕奇"技术水平和综合作战能力都有显著的提高,同时具备超视距作战能力,生存性显著提高。难怪当时的麦道公司(现并入波音公司)雄心勃勃,不但要将现役的AH-64A全部改装成AH-64C/D,而且还扩大生产新的AH-64G/D供应国外客户,以便与欧洲直升机公司的"虎"式、贝尔直升机公司的"超级眼镜蛇"、阿古斯塔公司的"猫鼬"以及南非和俄罗斯生产的武装直升机进行竞争。2007年英国已订购91架AH-64G/D,荷兰、韩国等也都先后订购"长弓阿帕奇"。长弓一出,谁与争锋。现在世界各国都以长弓阿帕奇为标准发展自己的武装直升机,下图为中国版的长弓直十九。

幸存者偏差——从高考作文“战机防护”谈起

其实我觉得这次高考命题的目的就在于告诉考生,不能以幸存者偏差考虑问题。很多现象都需要从问题的本质区考察,不能始终停留在问题的表层来探讨问题的发生机制。

起飞线,梦想放飞!


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