科技創新源自正確的問題理解力

由於某些細菌對於抗生素產生了抗藥性，每年全球因此死亡的人數已經來到七十萬，而且還在迅速增加。再不找到解方，未來每年因此死亡的人數可能上看千萬，也就是每三秒就有一人因此喪命，就連新冠肺炎（COVID-19）疫情也只會是小巫見大巫。

而且，這個問題可說是人類社會自作自受。抗生素的藥效之所以愈來愈差，是因為過去的濫用：這些藥物原本該抑制細菌，現在卻把細菌訓練成了超級細菌。

現代人對於抗生素的使用習以為常，但盤尼西林是到1928年才發現，又經過十年以上才開始量產；在這之前，簡單的骨折或刮傷就常常奪走人的性命。

巴茲萊（Regina Barzilay）是麻省理工學院人工智慧學教授，她位於麻州劍橋市的研究室色彩豐富、植物茂盛，而她對於抗生素的問題有一套解決方案。傳統藥物研發多半是針對過去有藥效的物質，試圖尋找分子「指紋」相似的物質。

這種做法通常成效良好，但在抗生素這個領域卻行不通。成分相似的物質多半早就研究過，於是新研發的抗生素結構與現有抗生素極為相像，細菌很快就會演化出抗藥性。

為此，以麻省理工學院生物工程學教授柯林斯（James Collins）為首，一群背景多元的生物學家與資訊工程學者，和巴茲萊合作，決定採用另一套方法，不再把重點放在尋找相似的結構，而是尋找期望的效果：這種物質能殺死細菌嗎？在他們看來，這不是生物學問題，而是資訊科學問題。

巴茲萊魅力非凡、充滿自信，絕不是一般人想像的那種書呆子。而她也總是在打破各種刻板印象。巴茲萊出生於東歐的摩爾多瓦共和國，從小受共產主義薰陶，說著俄語，後來到以色列就學，說著希伯來語，之後再到美國讀研究所。

2014年她在四十多歲生了第一胎，卻被診斷罹患乳癌，經過艱苦治療，總算抗癌成功。這場折磨讓她改變了研究方向，開始專注研究如何將人工智慧（AI）應用於醫學領域。她的研究逐漸受到矚目，也讓她得到了俗稱「天才獎」的麥克阿瑟獎。

巴茲萊和研究團隊合作，以二千三百多種有抗菌特性的化合物，來訓練一套AI演算法，讓AI演算法判斷這些物質能否抑制大腸桿菌的生長。AI演算法經過訓練後，就用來判斷「老藥新用資料庫」裡大約六千種分子，以及後續另一個資料庫中的一億多種分子，以預測哪些分子可能會有藥效。

在2020年初，他們挖到寶了，有一個分子脫穎而出。他們把這個分子命名為halicin，正是在向《2001太空漫遊》電影裡背叛主角的AI電腦HAL致敬。

發現了這種能夠殺死超級細菌的超級藥物，立刻登上了全球的新聞頭條。眾人盛讚這就像是「影像殺死了廣播明星」的一刻，證明AI機器已勝過人類。〈人工智慧發現能夠治療抗藥疾病的抗生素〉也一躍成為《金融時報》的頭版頭條。

然而那種說法是抓錯重點。並不是人工智慧贏了，而是人類的認知又邁出了成功的一步：面對重大的挑戰，先有一開始的想法，接著能夠改變觀點，於是開闢新路、找出解答。這裡該讚賞的並不是新科技，而是人類的能力。

巴茲萊就解釋說：「是人類選擇了正確的化合物，也是人類清楚自己在做什麼，才把那些材料提供給AI模型來做學習。」是人類定義了問題、設計了方法、選擇了要用哪些分子來訓練AI演算法、再選擇要讓AI演算法檢查哪個物質資料庫。而在選出某些候選的分子之後，也是人類再次運用生物學知識，判斷為何有效。

找出halicin的過程，一方面是一項傑出的科學突破，另一方面也是在藥物研發領域邁出一大步，讓研發速度提升、成本大幅下降。但意義還不僅於此。巴茲萊等人之所以能成功，要素之一就是掌握了一種認知自由（cognitive freedom）。而他們擁有這種自由，並不是因為讀了哪本書、依循了什麼傳統、做了什麼顯然合理的事，而只是因為他們運用了一種全人類都擁有的獨特認知能力。

運用心智模型衡量局勢

人類的思考需要運用各種心智模型。這些模型描繪著現實，能讓我們更容易理解這個世界，看出各種模式、預測事物的發展、瞭解自己遇到什麼狀況。要是沒有這些心智模型，現實對我們來說就像是怒濤洶湧的資訊洪流，又或是各種原始感官體驗與情感的叢林。

正是心智模型為我們帶來秩序，讓我們能夠無視不必要的事物而抓住重點──就像在雞尾酒會上，只聽到自己的對話，而不管四周其他人的吱吱喳喳。我們會在腦海中建構出一套現實的模擬，用來預測情況的發展。

雖然我們可能並不自覺，但心智模型時時刻刻都在運作。但也有時候，我們會清楚意識到，自己正運用怎樣的觀點在衡量局勢，而且也能夠刻意堅持觀點或改變觀點。

需要做出重大決定的時候（像是換工作、生小孩、買房子、關掉工廠、蓋一棟摩天大樓），就最常有這樣的感受，你會發現自己的決定除了出於客觀邏輯，還會有一些更根本的理由，像是看待當下情境的視角、認定世界運作的方式。而這種潛藏的認知因素，就是由各種心智模型組成的。

我們必須去詮釋這個世界，才能真正存在於這個世界；我們對現實的感知，就會影響我們的行動。這些都是我們早就知道的事情，但也總是覺得理所當然而渾然未覺。也是因此，讓巴茲萊的成就格外令人嘆服。她就是針對問題找出了正確的思考框架。

她所運用的心智模型，是將注意力從分子的結構（讓分子發揮作用的機制），轉移到分子的功能（分子能否有用）。靠著給這個問題找出不同的思考框架，就讓她和研究團隊找到一片他人錯過的天地。

巴茲萊為這個問題情境，建立了正確的思考框架，也就解鎖了新的解決方案。

所謂的思考框架（frame），也就是我們所選擇應用的心智模型，會決定我們如何理解世界，也決定我們如何行動。思考框架讓我們能夠歸納類推，得出抽象的概念，再應用到其他的情境當中。

這樣一來，我們即使面對新的情境，也有辦法應對，而不需要每次都從頭開始學習。無論何時，思考框架都會默默運作。但我們可以刻意停一下、問問自己：現在我們運用了怎樣的框架？這真的是最適合目前情景的框架嗎？如果答案是否定的，就能去選擇其他更好的框架，或是創造全新的框架。

思考框架不同，視角就不相同

「建立思考框架」是人類認知非常基本的一件事，基本到難以查覺，就連研究心智運作的學者，也是到了相當晚近，才注意到這件事。過去大家對於建立思考框架的重視程度，一直比不上其他的心智能力（例如感知和記憶）。

但由於大家愈來愈感受到必須提升自己的決策能力，而建立思考框架又與做出好選擇和行動息息相關，這件事也就逐漸從幕後走向舞臺中央。現在我們知道，如果能用正確的方式、提出正確的思考框架，就能找出更多的可能，也就能做出更好的選擇，創造更好的局勢。

使用怎樣的思考框架，就會影響所看到的選項、所做出的決定、所得到的結果。思考框架愈好，結果也就會愈好。

同樣的資料數據，不同的思考框架，就會有相反的結論。

有時，我們慣用的思考框架並不見得和現實契合。思考框架本身並沒有正誤之別（只有一個例外），但當然有些時候會出現選錯思考框架的情況，也就是選用的框架並不適合當時情境。實際上，人類進步的路上，就四處散落著被拋棄的框架殘骸。

2008年，諾基亞（Nokia）還是全球手機銷售的龍頭，很少人覺得蘋果公司剛推出的iPhone能有什麼前途。當時的趨勢是要把手機做得更小、更便宜，但iPhone卻是更大、更貴，也更容易出現各種錯誤。

諾基亞的思考框架出自保守的電信業，重視的是實用和可靠。蘋果的思考框架則出自創新步調飛快的資訊業，強調要容易使用、能透過軟體延伸出新的功能。而事實證明，蘋果的思考框架更能滿足消費者的需求和欲望，也就主宰了市場。

然而，講到當前人類所面臨的種種重大挑戰，我們卻常常說不出自己用了怎樣的思考框架。無論是在哪個領域，都必須瞭解建立思考框架有多麼重要：先能用不同的觀點來看待問題，才能用不同的方式來解決問題。（摘錄整理自《造局者》第一章，天下文化提供）

（圖片來源_天下文化）

 書名  造局者：思考框架的威力

庫基耶（Kenneth Cukier）、麥爾荀伯格（Viktor Mayer-Schönberger）、德菲爾利科德（Francis de Véricourt）／著；林俊宏／譯

天下文化出版

售價：480元

 作者  庫基耶（Kenneth Cukier）

《經濟學人》雜誌資深編輯，《經濟學人》每週科技播客Babbage主持人，牛津大學賽德商學院副研究員。

麥爾荀伯格（Viktor Mayer-Schönberger）

牛津大學網路研究所教授，並擔任微軟、世界經濟論壇等大公司和組織的顧問，是大數據（巨量資料）領域公認的權威。

德菲爾利科德（Francis de Véricourt）

歐洲管理科技學院教授，決策、模型暨數據中心主任，專精於管理科學和機器學習。