去年，一個由知名專家組成的高級別小組，即哥本哈根共識，對世界最緊迫的環境、健康和社會問題進行了優先排序。該小組由丹麥環境評估研究所組建，時任主任為比約恩·隆伯格，該小組使用成本效益分析來評估在有限的資金下，哪裡能發揮最大的作用。該小組的結論是，最高優先順序應放在相對容易理解的、有明確治療方法的緊迫問題上，例如瘧疾控制。而氣候變化等長期挑戰，由於其前進方向甚至威脅的範圍仍不明確，排名較低。
通常，這些問題中的每一個都是孤立地處理的，彷彿人類可以奢侈地逐一處理問題。哥本哈根共識使用了最先進的技術，試圖帶來更廣闊的視角。然而，在這樣做的過程中，它揭示了最先進的技術未能處理一個簡單的事實：未來是不確定的。預測未來的嘗試歷史參差不齊——從人類永遠無法飛行的宣言，到 20 世紀 70 年代末日般的經濟和環境預測，再到“新經濟”將消除經濟起伏的說法。毫不奇怪，決策者往往專注於下一個財政季度、下一年、下一次選舉。由於對指南針感到不確定，他們緊抱著熟悉的海岸。
然而，這種對不確定未來的可以理解的反應意味著，國家和世界的長期威脅常常被完全忽視，甚至因短視的決策而變得更糟。在日常生活中，負責任的人會著眼於長遠，儘管眼前有需求：我們做作業，我們為退休儲蓄，我們購買保險。同樣的原則當然也應該適用於整個社會。但是，領導者如何權衡現在與未來？他們如何避免因科學的不確定性而癱瘓？
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該方法複製了人們在日常生活中對不確定決策進行推理的方式。
在充分理解的情況下，科學可以可靠地預測替代政策選擇的影響。這些預測，結合使用數學模型和統計方法來確定最佳行動方案的正式決策分析方法，可以明確社會必須不可避免地做出的權衡。公司高管和民選官員可能並不總是聽取這些建議，但他們這樣做的情況比憤世嫉俗者可能認為的要多。分析在很大程度上提高了立法、監管和投資的質量。國家經濟政策就是一個例子。20 世紀 30 年代和 40 年代分析師引入的概念——失業率、經常賬戶赤字和國民生產總值——現在已司空見慣。在很大程度上，各國政府已經學會避免 19 世紀和 20 世紀早期常見的劇烈的繁榮與蕭條週期。
現在的問題是，世介面臨著許多長期和短期挑戰，這些挑戰遠未得到充分理解：如何保護環境、確保社會保障的未來、防範恐怖主義以及管理新技術的影響。對於科學家來說，這些問題過於複雜和偶然，無法做出明確的預測。在如此深度的不確定性面前，預測和決策的機器就會卡住。傳統的分析方法傾向於挑戰中容易理解的部分，而避開其餘部分。因此，即使是像哥本哈根共識那樣複雜的分析，也很難評估可能塑造我們長期未來的近期步驟的價值。
我們三人——一位經濟學家、一位物理學家和一位計算機科學家，都在蘭德公司帕迪中心工作——一直在從根本上反思分析的作用。我們構建了嚴謹、系統的方法來應對深度不確定性。基本思想是透過使用計算機來幫助構建在非常廣泛的合理未來範圍內都能良好執行的策略，從而將我們自己從對精確預測的需求中解放出來。我們不是試圖消除不確定性，而是強調它，然後找到管理它的方法。像沃爾沃這樣的公司已經使用我們的技術來規劃企業戰略。[中斷]
這些方法提供了一種打破華盛頓特區經常出現的意識形態僵局的方法。透過允許決策者探索各種假設情景，新方法將古老但無法回答的問題——長期未來會帶來什麼？——重新定義為一個更好地反映我們真正擔憂的問題：今天的哪些行動最能塑造我們喜歡的未來？
預測的風險
在經濟與環境之間取得平衡是利用科學為長期決策提供資訊的一個主要困難例子。愛德華·O·威爾遜在他的 2002 年著作《生命的未來》中描述了經濟學家和環境科學家之間的辯論[參見愛德華·O·威爾遜的“瓶頸”；《大眾科學》，2002 年 2 月]。前一組人經常認為，目前的政策將成功地引導社會度過即將到來的世紀。技術創新將減少汙染並提高能源效率，商品價格的變化將確保及時地從稀缺資源轉向更豐富的資源。後一組人認為，社會目前的道路將證明是不可持續的。到環境壓力的跡象變得明確時，社會可能已經過了容易恢復的點。最好現在就踩剎車，而不是在為時已晚時才猛踩剎車。
無論他們的論點多麼有說服力，雙方的詳細預測肯定都是錯誤的。今天做出的決定將影響 50 到 100 年後的世界，但無論科學的質量如何，沒有人可以可靠地預測那時的生活會是什麼樣子。利益相關者檢視相同的不完整資料，應用不同的價值觀和假設，並得出不同的結論。結果可能是靜態且激烈的辯論：“抱樹者！” “生態罪犯！”
20 世紀 70 年代早期的（臭名昭著的）報告《增長的極限》是標準分析工具經常未能調解此類辯論的完美例證。一群科學家和輿論領袖組成的羅馬俱樂部預測，除非世界立即採取行動減緩自然資源的使用，否則世界將很快耗盡自然資源。這個結論來自當時最先進的資源使用動態計算機模型。該報告受到了極大的懷疑。自托馬斯·馬爾薩斯時代以來，隨著新技術提高了生產效率併為日益減少的資源提供了替代品，資源短缺的迫在眉睫已經消失。
但該模型並沒有錯；只是使用不當。任何計算機模型，顧名思義，都是現實世界的簡化映象，其預測容易受到某些被忽視因素的影響。《增長的極限》模型揭示了社會面臨挑戰的一些重要方面。作者將分析結果呈現為預測，這使模型超出了其侷限性，並降低了其整個研究計劃的可信度。
應對未來
分析師意識到這種失敗，轉而採用情景規劃等技術，這些技術涉及探索不同的可能未來，而不是在單一預測上賭博。例如，1995 年，由斯德哥爾摩環境研究所召集的全球情景小組制定了三個情景系列。“傳統世界”系列描述了一個未來，在這個未來中，技術創新在市場驅動和政府政策的輕微引導下，在不損害環境質量的情況下產生經濟增長。在“野蠻化”情景集中，相同的因素——創新、市場和政策——被證明不足以應對挑戰，導致社會崩潰以及暴力和苦難的蔓延。第三組“大轉型”描繪了環保社會價值觀的廣泛採用。全球情景小組認為，“傳統世界”情景是合理的，但並非有保障；為了避免“野蠻化”的風險，社會應該遵循“大轉型”的道路。[中斷]
雖然情景分析避免做出明確的預測，但它也有自身的缺點。它最多隻處理少數幾個可能的未來，因此懷疑論者總是可以質疑突出顯示的少數幾個的選擇。更根本的是，情景系列不容易轉化為行動計劃。決策者應該如何使用情景？他們應該關注最具威脅性的情況，還是專家認為最有可能發生的情況？每種方法都有缺陷。
歐盟經常贊成“預防原則”——本質上，政策基於最危險的合理情景。例如，《京都議定書》關於氣候變化的條約要求減少溫室氣體排放，即使其長期影響遠未可知。在某種程度上，預防原則是完全有道理的。未雨綢繆勝於亡羊補牢。長期未來總是陰雲密佈；有些危險可能只有在為時已晚時才會變得確定。然而，該原則是一個不完善的指南。未來存在許多潛在的危害。我們應該同樣擔心所有這些危害嗎？很少有選擇是無風險的，預防原則可能會導致自相矛盾的結論。例如，溫室氣體排放的危害和減少排放的成本都是不確定的。為了保護環境，我們現在應該減少排放。為了保護經濟，我們應該推遲減排。那麼我們該怎麼辦？
相比之下，美國的許多人贊成成本效益分析，這種分析平衡了消除每種潛在危害的好處與這樣做的成本。當結果不確定時，成本效益分析會用機率來權衡它們。我們應該願意支付高達 500 美元來消除 1,000 美元的危害，而這種危害發生的機率為 50%。成本效益分析在許多情況下提供了明確的答案。汽油中的鉛進入環境並影響兒童發育中的大腦。即使科學家不確切知道有多少兒童受到影響，但從汽油中去除鉛的好處遠遠超過成本。但長期未來很少提供如此明確的選擇。通常，成本和收益都足夠不明確，以至於在分配機率上的小分歧可能會對建議的政策產生巨大影響。
制定穩健的政策
成本效益分析等傳統工具依賴於“預測然後行動”的正規化。它們需要在預測未來之後才能確定在預期情況下效果最佳的政策。由於這些分析要求每個人都同意模型和假設，因此它們無法解決我們社會面臨的許多最關鍵的辯論。它們迫使人們在許多合理的、相互競爭的未來觀點中選擇一個。無論選擇哪一個，都容易出現錯誤和意外。
我們的方法不是尋找最優策略，而是尋找穩健的策略。穩健的策略在廣泛的合理未來範圍內與替代方案相比表現良好。它不必在任何未來中都是最優策略；然而，它將在容易預見的未來和難以預測的意外事件中都產生令人滿意的結果。
這種方法複製了人們在日常生活中經常對複雜和不確定的決策進行推理的方式。已故的認知科學家和諾貝爾獎獲得者赫伯特·A·西蒙在 20 世紀 50 年代率先研究人們如何做出真實世界的決策，他觀察到人們很少最佳化。相反，他們尋求足夠有效、包含針對各種潛在結果的對沖並且具有適應性的策略。明天將帶來今天無法獲得的資訊；因此，人們計劃修改他們的計劃。
由於複雜性和大量所需的計算，將穩健性和適應性納入正式的決策分析曾經是不可能的。技術已經克服了這些障礙。然而，應對深度不確定性需要的不僅僅是原始的計算能力。計算機必須以不同的方式使用。傳統的預測然後行動方法將計算機視為一個高階計算器。分析師選擇模型並指定假設；然後計算機計算這些輸入隱含的最優策略。[中斷]
相比之下，對於穩健的決策，計算機是推理過程不可或缺的一部分。它對候選策略進行壓力測試，搜尋可能擊敗它們的合理情景。穩健的決策互動式地結合了人類和機器的互補能力。人們擅長尋找模式、進行推斷和提出新問題。但他們可能無法識別不方便的事實，並且可能會忽略長長的因果鏈如何與結果相關。機器確保所有關於策略的主張都與資料一致，並且可以揭示挑戰人們珍視的假設的情景。沒有策略可以完全免疫不確定性，但計算機可以幫助決策者利用他們擁有的任何資訊做出能夠經受住各種趨勢和意外的明智選擇。
可持續發展
要了解這種方法在實踐中是如何運作的，請回到可持續發展的困境。第一步是弄清楚計算機應該計算什麼。穩健的決策要求機器生成通往未來的多條路徑，涵蓋可能發生的未來的全部多樣性。我們可能不知道將要發生的具體未來，但任何在足夠多樣化的計算機生成情景集中表現良好的策略都可能應對實際發生的情況帶來的挑戰。
在我們對可持續發展的分析中，我們使用了斯托尼布魯克大學經濟學家沃倫·C·桑德森和奧地利拉克森堡國際應用系統分析研究所最初建立的仙境模型的修訂版本。仙境模擬以非常簡單的方式融入了對全球經濟、人口統計和環境動態的科學理解。人口和財富的增長將增加汙染，而技術創新可能會減少汙染。反過來，當汙染超過環境的吸收能力時，就會損害經濟。
我們的仙境模型版本與《增長的極限》中使用的模擬相似——但只有 41 個不確定引數，遠比它簡單。這種簡單性可能是一種優點：經驗表明，如果模型的結構或輸入仍然不確定，那麼僅增加細節並不能使預測更準確。對於穩健的規劃，模型應該用於生成多樣化的情景，而不是預測，所有情景都與我們擁有的知識相一致。
分析師在特殊的“探索性建模”軟體中執行模型，可以測試各種策略並檢視它們的表現。人類使用者提出一個策略；對於整合中的每個情景，計算機根據收入或預期壽命等指標，將這種方法與最優策略（在完全預測性預見下會選擇的策略）進行比較。系統化的過程揭示了擬議策略可能表現不佳的未來。它還突出瞭如何調整每種策略以更好地處理那些壓力重重的未來。
在可持續性示例中，我們將模型執行到 2100 年。兩個關鍵的不確定性是這一時期的全球平均經濟增長率和一切照舊的“脫鉤率”（即在沒有新環境政策的情況下，單位經濟產出汙染的減少量）。如果現有法規、生產力提高以及向服務型經濟的轉變在不減少增長的情況下減少汙染，則脫鉤率將為正。如果增長需要增加汙染，則脫鉤率可能為負。
根據這些數量的值，不同的策略表現不同。“維持現狀”策略只是繼續執行目前的政策。在脫鉤率超過增長率的未來中，它的表現良好，但如果情況相反，汙染最終會變得非常嚴重，以至於政策制定者被迫放棄該策略並試圖扭轉損害。在 20 世紀，增長率和脫鉤率幾乎相等。如果 21 世紀的情況也證明如此，那麼世界將岌岌可危，徘徊在成功與失敗之間。[中斷]
更激進的“速成計劃”將資金投入到技術發展和環境法規中，以加速脫鉤超過其一切照舊的速度。雖然這種策略消除了災難的風險，但它可能會施加不必要的高成本，從而抑制經濟增長。
變得靈活
這兩種策略都涉及預先確定的政策。適應性策略優於兩者。受“維持現狀”和“速成計劃”的互補優勢和劣勢的啟發，我們考慮了一種靈活的替代方案，即實施嚴格的排放限制，但如果成本過高，則放寬這些限制。這樣的策略可能是穩健的。如果技術樂觀主義者是正確的（脫鉤率最終很高），則成本閾值永遠不會被突破，並且工業界將實現積極的環境目標。如果技術悲觀主義者被證明是正確的（脫鉤率很低），那麼嚴格的汙染限制將超過商定的成本限制，在這種情況下，該策略將給工業界更多時間來完成目標。
新的決策方法可以打破華盛頓的政治僵局。
這種策略可以透過提供所有人都可以同意的行動計劃來幫助打破有爭議的辯論，無論誰對未來的看法被證明是正確的。我們的適應性策略類似於一些經濟學家提出的作為《京都議定書》中不可更改的排放目標的替代方案的“安全閥”策略。我們的新分析工具使決策者既可以設計此類策略，又可以向所涉及的各個利益集團證明其有效性。
當然，即使是適應性策略也有其致命弱點。在安全閥的情況下，在大多數未來中效果最佳的環境目標和成本約束的組合在技術創新被證明極其昂貴時表現不佳。為了解決這個問題，使用者可以重複分析以提出各種穩健的策略，每種策略在不同的條件下都會崩潰。一種策略可能在另一種策略失敗時表現良好，反之亦然，因此它們之間的選擇涉及不可避免的權衡。計算機計算出每組情況必須有多大的可能性才能證明選擇一種策略而不是另一種策略是合理的。因此，我們的方法將一個複雜的問題簡化為少量簡單的選擇。決策者做出最終決定。他們可以專注於根本的權衡，充分意識到未來可能帶來的意外，而不是徒勞地爭論模型和其他假設。
顯然，這種方法不僅適用於可持續發展，也適用於廣泛的其他挑戰：將新產品推向市場、管理國家的福利計劃，甚至戰勝恐怖主義。科學和技術無法改變未來根本的不可預測性。相反，它們為另一個問題提供了答案：今天的哪些行動可以最好地迎來理想的未來？人類和計算機搜尋擬議策略可能失敗的合理未來，然後確定避免這些潛在不利結果的方法。
過去預測的失敗應該讓任何聲稱看清未來幾十年清晰道路的人感到謙卑。然而，矛盾的是，我們塑造未來最大的可能影響力可能恰恰延伸到我們目光變得最模糊的那些時間尺度上。我們通常對可預測的、受充分理解的力量支配的近期未來影響甚微。在未來不明確、不可預測且最難看清的地方，我們今天的行動很可能產生最深遠的影響。新工具可以幫助我們規劃正確的路線。