错误、偏差、歧视……算法偏见，不就是人性的偏见吗？

本文题图来自：图虫

当互联网时代到来时，无数人预言，互联网会让世界变得更平等、知识获取更容易、偏见与隔阂更容易打破。

然而，在互联网与人工智能愈发智能的今天，我们不仅没有见到一个更平等的世界，反而目睹着一个偏激观点无处不在，人群隔阂愈发严重的互联网世界。

这是为什么？

究竟是什么导致了我们的偏见？

演讲者：方师师   上海社会科学院新闻研究所助理研究员

今天我想跟大家一起聊个有点批判性的问题：是算法有偏见，还是我们对算法有偏见？

前段时间，网上有篇帖子非常火，帖子的作者使用百度搜索引擎来搜索一些关键词，发现搜索结果页面的前几个链接，都引导向了百度自己家的“百家号”页面。

我们出差去订酒店的时候，不同的人用不同的手机打开同一个APP ，大家会发现有可能看到的价格是不一样的。

我有一个朋友在腾讯工作，他晚上加班打车回家，发现如果他把打车的起点定在腾讯门口，和在旁边大概100米左右的一个便利店，价格会差20%。

这几个都是我们日常生活中会遇到的一些现象，它说明了一个问题：在不知不觉当中，算法已经跟我们的生活紧密地联系在了一起。

今年上半年 Nature发表了一篇研究性的综述，哈佛、耶鲁、马普所的科研人员与谷歌、微软、脸书等互联网公司的技术人员一起，给我们描述了一个“算法无处不在”的世界。

Nature发表的的相关论文

论文中指出，未来各种各样的智能APP，自动化的新闻推荐、算法辅助法官判案、无人驾驶汽车、针对个体的差别化定价等，都将无缝渗入到我们的生活中。

也许大家会觉得，这是不是有点太夸张了，或者这和我们的生活距离还太遥远。但如果是按照这篇文章的说法，这个趋势已经是迫在眉睫。

算法对我们的生活、未来影响如此之大，但有时候算法中的偏见却很难被发现。

什么是算法？

“算法”这个词在一开始的时候，并不是一件特别宏大的事情。它从阿拉伯语诞生，然后流经拉丁语再进入到英文世界。

什么是算法

大家可以看这幅图上的第一张图，它是一本叫做《用印度数字进行计算》的书，在公元820年，阿拉伯的数学家在这本书里面提出“算法”这个词。而中间这张图是当时书里对于算法的描述，第三幅图则是它的英文翻译。

所以在当时，算法只是指解决具体问题的一个方法。后来随着纯数学理论向着应用数学理论逐渐迁移，算法开始进入到了各种各样的应用数学的领域。

什么是算法

这幅图上的老人叫Donald E. Knuth，他将算法这个词引入到了现代计算机科学当中。在他1968年的著作《计算机程序设计的艺术》当中，他在第一章对算法有一个既简练又非常优雅的说法：算法有非常明确的计算过程，可在有限的步骤当中完成，并且具有正确的结果。

后来这个词慢慢地被社会学家、法律学家、政策学家以及政府部门等借用，开始指向了一种复杂的社会技术系统。

大概在20世纪初或再晚一点，算法进入到了社会科学的视野。

可以看出，它从纯理论逐渐应用，又进入到了社会科学的脉络当中。而算法这几年为我们大家所熟知 ，并且成为一个热议词，很可能是因为它指向了一个更为具体的内容，也就是所谓的算法决策服务。比如，我们打开一个网站浏览时，它会给我们推荐各种各样的商品；我们打开一些APP，它会给我们进行新闻或者是短视频的推荐；我们打开地图的应用，它会自动帮我们去规划达到目的地的路线。

算法完成了一个将信息、算法和人三者联系在一起的闭环，达到一个逻辑上的完整性。而它的最终的目的，是帮助大家从海量的信息当中，打捞出对你最有意义、最有用的信息内容。

所以和人做决策相比，算法确实有它的优点：更客观、更公正、效率也更高。但是如果出现错误的话，有可能也是一个灾难性的问题。

算法的特征

算法有几个特点，一是系统性，二是可重复性，也就是通过系统的计算，它的结果是可以被验证，可以反复出现的，而一旦它出现错误的话，这也是一个结构性的问题。

很多时候我们在使用各种各样的APP或者应用时，你并不知道其实算法偷偷地在帮你做决策，它具有一定的隐蔽性。一旦它出现问题，结果可能就是灾难性的。

2018年11月，美国的皮尤智库研究中心，发表了一个报告——《公众对计算机算法的态度》。报告中写到：经过调查发现， 58%的美国公众对于算法做决策是心怀忧虑的，尤其是在一些非常重要的领域，比如说对于个人财产的评估、简历的筛选，还有犯罪风险评估的时候，用算法做决策其实会带来很大的风险。

《公众对计算机算法的态度》

所以后来这篇报告指出：美国的公众认为，除非算法能够证明它背后的代码足够合理且没有偏见，否则他们不希望算法参与到做决策的过程当中。

因此对于这个问题，我希望从最靠近技术的一端，到邻近社会的一端，把它分成四个层次，我们来仔细看一下：算法偏见，到底指哪些问题？也就是说，当我们在谈论算法偏见的时候，我们到底在谈什么？

算法偏见指什么？

首先，第一个层次是代码错误。

代码的“bug”

这张图非常有意思，在互联网历史中占据一席之地。它是当年的互联网先驱Grace Hopper使用了机电计算机哈佛Mark II导出的一张日志，在日志上大家可以看到有一个像飞蛾一样的虫子，程序代码里所谓的“bug”—— 程序出错了，就来自于这张图。

在生活中程序员群体之间会相互调侃，比如说A看到B在写代码，走过去用一种非常戏谑的语气说：“又在写bug呀”，这其实可能是说，对于程序员群体来说，程序当中出现错误，是一件很“日常”的事情 。

当然，日常不代表这件事就是对的 ，而恰恰需要追问，程序错误的原因是什么？

有可能是本身算法有问题，但也有可能是出现了一个新的现象。人和技术之间的磨合始终处于一个探索的阶段，出现程序错误对于程序员来说，就是他们的日常生活一部分。

我们曾经去过一家大型互联网公司做调研，技术人员给我们吐槽了一些他们遇到过的问题：大家都知道，网上有大量的图片和视频，需要算法对这些图片和视频进行识别和过滤，有的时候会设置一些规则，识别和过滤一些不雅视频、不雅图片，比如皮肤的颜色在整个图片当中所占有的比例不能超过一个数值，一旦超过这个数值，系统就会把这条内容召回，重新核查，再决定如何处理。

而当这个规则应用到泳装照的时候就会出现一些问题，比如男士的泳装照和女士的泳装照，我们用的是同一种规则吗？这个其实比较好解决，我们可以通过面部识别或是泳衣的形状进行区分。

但是最令程序员头疼的问题就在于，美人鱼怎么办？

当时他们就跟我们说，当这规则应用到美人鱼身上的时候就出现了很多问题：

美人鱼是人吗？它适用于人的图片的过滤规则吗？

其次，对于自然状态下的美人鱼动物，和童话当中的美人鱼，我们图片识别的标准应该是怎样的？

对于程序员来说，这就是一个非常大的争议，他们不知道到底是用自然规则下的美人鱼的标准去识别，还是它是适用于人的规则。所以最后他们的解决方案是——放弃了错误百出的算法 ，改用人去看，一张一张图去看，一帧一帧视频去看。

大家知道网上有海量图片、视频，这样下去肯定是不行的，所以还是需要我们去做出一套合理的算法来解决这个问题。假使在这个问题上，算法把美人鱼的图片识别为了不雅图片，我们可以说这就是程序的错误 。

方师师在2019造就REMIX大会现场

第二个是算法偏差，这其实是一个概率的问题。

我们举个例子，大家上网浏览网站、看视频 、使用各种各样应用的时候，有时候会发现这些网站或者应用，好像非常懂我，它给我推荐的内容或者它给我推荐的商品，正好就是我喜欢的，而且它不仅知道我喜欢什么，它还知道我可能会喜欢什么，这其实就是一个概率问题。

算法并不知道我们是谁，也不认识我们。对于它来讲，我们就是一个它给出的结果，一个条件性的概率问题。

大家可以想象这样一个场景，比如说我手里有一个不透明的袋子，里面有很多小球，小球的总数不知道，小球有各种各样的颜色，且颜色的分布也不知道。

我如何来搞清楚这个不透明的袋子里面小球的颜色分布呢？

对于算法来讲，我们就是不透明的袋子，而我们的各种各样的兴趣爱好，就是袋子里面的小球。

如果这个时候我从袋子里拿出一个小球，这个小球的颜色就是一个已知条件，对于算法来说，它就可以根据这个已知条件制定一套模型，去推测我们对什么事物感兴趣或者是我们的兴趣结果是什么。

方师师在2019造就REMIX大会现场

那随着我们拿出小球的个数不断增加，已知条件就会越来越丰富。对于算法来讲它的模型来推断我们喜欢什么，或者对什么感兴趣的概率就会越来越准。

从某种意义上来讲，随着我们跟算法的磨合越来越多，算法它的输出值即它认为你可能会喜欢的事物的值，和真实值之间Gap就会越来越小 。

第三个是技术偏向。媒介环境学当中有一个观点，认为所有的媒介技术其实都有一定的倾向性，比如说远古时期我们会用一些羊皮纸、泥板、石块等等作为媒介，这种媒介的属性在于，它有可能非常难以携带，但是经过时间的洗礼之后，它可以被保存下来，具有一种时间的倾向性。

再比如说像报纸。它是很容易被携带的，但是它也很容易被毁坏掉。所以这种媒介形式它可能具有某种空间属性，经不起时间的洗礼，但可以在空间当中自由穿梭。

下面这三张图告诉大家，我们现在的一些手机设备、社交网络、互联网络等等，已经取代了之前一些媒介形式。

媒介的变迁

大家可以看到，第一幅图里智能手机已经把电话、通讯录、记事本这些东西通通替代了。

第二幅图展示了以前我们的社交网络，我们通过地球仪、照片、通讯录、图像等等和朋友亲戚保持联系，但现在我们可以直接用社交网络来替代。

第三幅图，我们可以看到我们用谷歌替代了图书馆，我们用YouTube替代了电影院，我们用Facebook替代了公园，这些都是我们现在的媒介属性，把之前的属性已经纳入到其中，但仅仅一个纳入是远远不够的，我们可能在这个基础上又产生了一种新的倾向性。

加拿大的媒介理论家麦克卢汉认为，我们人类经历了口语时代、书写时代和电子媒介时代。口语时代时，我们是一个部落化的生存状态，大家口口相传，人和人都是认识的。但到了书写时代，人和人之间在空间上是隔离开的，有可能我在书本、电视、图片上看到的事物，跟我之间相隔千万里之外。

加拿大媒介理论家麦克卢汉

而现在到了电子媒介时代，尤其到了算法同社交媒体、互联网、移动互联网相结合的时候，我们进入了一个再部落化的时代，我们在互联网这个虚拟空间里，彼此之间的联系更加紧密、亲切，而同时在互联网上我们会非常容易沉浸在自己的小世界当中，无法自拔。

这样的一种媒介形式，使我们全身心地从情绪到身体，都参与到了一个互动当中。虽然看似我们已经跟无限大的世界和无限多的人连接起来了，但其实我们会更加沉浸在由自己所选择、所构建的小世界当中，这种情况甚至更容易产生极端的情绪和思维。

第四个是社会偏见。

一个很有意思的事情，微软推出过一个AI聊天机器人叫Tay，这个机器人的命运很悲催，它仅在Twitter上线了一天就被下架了。

因为在上架之前，微软的程序员没有限制它的语言模式和交往模式，结果这个机器人在Twitter上通过与人对话聊天非常快速地就学会了辱骂人类、发表关于种族歧视的言论 ，还为此非常自鸣得意。

Tay的辱骂性言论

之后微软非常迅速地把这个机器人下架了，他们给出的解释是：我们故意没有对Tay植入规则，而是希望Tay在一个自然的环境当中，在跟人的互动当中，产生它的观点、产生它自己的意愿。但是微软很快就发现这个结果与他们的想法大相径庭，在这样一个所谓的开放的环境中，机器人很快就学坏了。

从这个案例我们可以看出，人类开放环境中的数据里，存在着大量的偏见和错误认知，放任机器去学习这样的数据，无法保证它会变得更睿智、客观。

算法协助办案

这张图片来自美国的一个报道，美国法院曾经采用了一种AI算法，协助法官来判断在具体案件当中某些嫌疑犯犯罪风险的高低排序。

报道指出，这种AI算法会存在对一些弱势群体、女性 、有色人种的系统性的歧视。为什么会产生这个问题呢？这是一个历史、政治和社会的原因。这个系统它在读取了美国历史上大量关于犯罪卷宗的记录之后，得出了一个有趣的结论：如果一个案件当中黑人和白人同时是嫌疑犯，黑人被判为是罪犯的概率更高；如果两者都有罪的话，黑人被罚或者是被惩罚的力度也更大。

对于AI算法来讲，它的思维方式是比较机械的，它认为协助法官去判案，我肯定要按照以往既有的、大家已经形成一定规则、被广泛被认同的方式，来给法官提出建议。

所以大家就可以看出来，在同样的案例上，它就会机械地给出白人的犯罪可能性、风险程度是比较低的，黑人或女性的风险程度是比较高的结论。这就是社会偏见进入了算法系统的结果。

还有一个非常吊诡的问题是，当算法给出的一个看似科学的结果，而这个结果恰恰符合了我们人类固有的成见时，我们就不会去质疑算法有没有问题，反而会去用这个结果去巩固自己的成见。

一个非常近的例子，发生在上个月双11的时候。

双11过后的第二天，天猫就发布了双11当天的销售额，2684亿。与此同时，大概一年前发布的一条微博，也引发了关注。在大约一年前，有一个博主用了天猫十年销售额的数据，做了一个数学模型，他发现这样的一个销售额同一条r²的曲线是非常完美的拟合。

人性的偏见

所以他认为，天猫的销售额其实在很久以前就已经被设定好了，这个销售额是假的。

但是后来经过多个独立方的验证，有人发现这其实是因为，他的算法太简单了，非常容易出现局部拟合的情况，也就是说，如果我们选取10年作为一个区间单位，不管我用的是亚马逊的销售额数据还是谷歌的营收数据，都会出现一个同r²曲线非常完美拟合的情况 。

但问题在于，当这样一个质疑天猫销售额造假帖子出现的时候，大量的媒体不去质疑这个算法是不是有问题，而是认为肯定是天猫有问题、有猫腻。在这里，算法甚至“助长”了我们“固有”的偏见。

从刚才讲的一些例子，我们可以发现：算法的偏见，首先在底层的代码上，是有可能出现错误的，尤其是我们遇到一些新的情况，会出现一些程序上的错误。

第二就是概率问题，我们现在的很多算法其实是一个概率的问题，既然有概率，那它就有可能会出现一些偏差。

第三就是媒介形式，算法同社交媒体、移动互联网传播形式相结合，它会使一些情绪化、短小的信息更易于被传播，而身在这样的网络结构当中，没有察觉到的我们，其实有可能会因此产生一些结构性的偏向。

而最后，如果是到了社会偏见的角度上，我们就会发现，算法的偏见其实有可能是一个社会的、历史的、政治的问题，而不仅仅是一个技术的问题。

面对算法偏见，我们应该怎么办？

之前我去参加过一些与AI技术价值观相关的讨论，有些老师会提出一些观点，比如，既然算法是有偏见的，所以我们要纠偏，我们要让算法更加像人一样，我们希望它变得更加人性化。

但有一次有一位学者提了一个我觉得还蛮有意思的观点：当我们认为算法应该去除偏见，变得更像我们一样更人性化的时候， 我们应该问的是，人性是什么？

如果这个问题不好回答，我们可以换一个角度来考虑，人性不是什么？比如说人性不是动物，人性不是机器，人性不是上帝，人性也不是魔鬼。

这个其实就会引出另外一个比较有意思的研究，在社会心理学当中，曾经有过这样的一个量表。

何为人性

我们可以看到这幅图上，它的纵坐标是experience，代表人类或者是我们对于外部世界的感知和体验；而它的横坐标是agency，代表的是控制、把握，一些更加机械化的指标性质的东西。

大家可以看到这张图的右上角，是我们人类所处的一个位置，而机器人处于图的中间偏下的位置，而在这个图的右下角，合十的双手其实代表的是上帝。

从这个图上大家可以看出，对于人性来讲，人其实跟机器是在一个对角线上，人类对experience的要求是非常的高的，我们希望去体验，有很多喜怒哀乐，有饥饿感，有恐惧等等，这些是机器所没有的。

而在另外一个方面，机器在agency方面，在效率、控制上，帮助我们去提高各种各样的机械能力的方面，是非常接近全能的神的作用的。

方师师在2019造就REMIX大会现场

所以从这个意义上来讲，我们甚至可以问一个非常批判的问题：如果我们知道人性，是这样一种不完备、不完美的状态，那么我们要求算法变得和我们一样，这样的要求合理吗？

当我们自己本身都还存在着一些不完美的时候，我们为什么要求一个东西变得和我们一样？

我想这是一个没有答案的问题，这个问题，单独依靠我们个人，是没有办法去解决的。

在未来，算法和人类势必将处于一种共栖共生的关系当中，而且算法的偏见问题，既不是我们这个时代、这个社会独有的，有可能在未来也没有办法一劳永逸地解决，那么我们的问题有可能就要改变一下，我们要问的，不是算法有偏见吗，而是：

我们如何定义偏见？我们判断偏见的标准从而来？是不是应该有一些反思？