正在阅读《第13讲 每获得一条信息,贝叶斯推理就变得更精确一些》
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图表13-4 两次均取出黑球情况下的推理

如果第一次取出的是黑球,那么该壶为B壶的后验概率提高到约0.89。第二次再取出的如果依然是黑球,那么该壶为B壶的可能性就变得更大,后验概率上升到了约0.98。换言之,由于第二次和第一次取出的球颜色相同,因而强化了之前的推理结果。

13-4 第二次取出的是白球的情况下的推理

那么,如果第二次取出的是白球,又会是怎样的情况呢?

从图表13-2的8种情况中,排除掉“黑球&白球”以外的所有6种情况,只留下“黑球&白球”的情况。

图表13-5 第二次取出的是白球情况下的推理

结果如图表13-5所示,接下来再通过标准化条件,计算后验概率:

(“黑球&白球”且为A壶的后验概率):(“黑球&白球”且为B壶的后验概率)

=0.5×0.1×0.9:0.5×0.8×0.2

=0.09:0.16

=9:16

=9/25:16/25

=0.36:0.64

根据上述过程,可以得出以下阶段性推理结果,如图表13-6所示。

图表13-6 两次均取出黑球情况下的推理

我们应该怎样来理解这个结果呢?由于第一次取出的是黑球,因而该壶为B壶的可能性增大;又因为第二次取出的是白球,因而该壶为B壶的可能性有所减小。从概率的角度来讲,在第一次取出黑球之后,该壶为B壶的概率高达约0.89,而第二次取出白球之后,该壶为B壶的概率下降至0.64。但由于这一概率依然大于0.5,所以,虽然不能回到概率完全相等的中间状态,但认为该壶为B壶的可能性有所降低这一事实,是不容置疑的。

13-5 根据最新的观察结果,结论发生变化

如前2节中所述,若观察到的结果为黑球,则该壶为B壶的后验概率增大;若观察到的结果为白球,则该壶为A壶的后验概率就增大。所以会理所应当地认为“白球占绝大多数的是A壶、黑球占绝大多数的是B壶”。将A壶的后验概率设为a,B壶的后验概率设为b,如图表13-7所示。

图表13-7 通过信息推测结果会倾向于哪边

我们想一想,究竟通过怎样的计算方式,才能使a和b发生变化呢?

现在,假设在第n次的推理中,A壶的后验概率为a,B壶的后验概率为b。那么在第(n+1)次推理中,结果为黑球时的结果会是怎样呢?

根据上一讲中所提到的贝叶斯推理的“序贯理性”来分析,如果计算第(n+1)次推理的后验概率,并不需要列举前面n次的球的颜色。这是因为结果已经全部反映到第n次的后验概率中了。只要将第n次的后验概率(A壶→a、B壶→b)设定为先验概率,然后通过第n次取出黑球的信息,就可以进行贝叶斯推理了。这一点,通过分析图表13-8就可以明白,之后,进行下述标准化处理计算即可。将第n+1次观察的后验概率设定为a’、b’。

(第n+1次为黑球时,A的后验概率):(第n+1次为黑球时,B的后验概率)

=a’:b’

=a×0.1:b×0.8

=a:8b

从a’:b’=a:8b中,我们可以看出,第n次推算结果的比例关系中,只有b侧增大到了之前的8倍(需要注意的是,使相加之和为1)。因此,仅凭感觉我们就很容易理解:a’比a小,b’比b大。

图表13-8 第n+1次为黑球时的变化

顺便说一下,如果在n+1次中观察到白球,则可以分析出:a’:b’=9a:2b,a’比a大,b’比b小(这一情况将在练习题部分出现)。

13-6 观察次数越多,推算结果就越接近实际

正如上一节中所讲,在第n次的观察中,A的后验概率为a,B的后验概率为b,此时,如果第n+1次观察为黑球,那么后验概率的比例关系则变为:

a:b→a:8b

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