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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这说明,该壶为B壶的可能性增大了。那么,为什么B的一侧会变成8倍呢?这是因为,这一变化反映了:从A中观察到黑球的概率是0.1,而从B中观察到白球的概率是0.8,这一比例增大了8倍。相反,如果在第n+1次观察到白球,后验概率的比例关系则变为:

a:b→9a:2b

那么,该壶为A壶的可能性增大。

现在,假设该壶为B壶。此时,反复观察会发现,取出黑球所占的比例比白球要大。因此,反复观察的次数越多,B侧的数值b更大的次数也越多。那么,如果进行多次观察,则后验概率中的b就会无限接近1,而a无限接近0。这意味着,基本上能够断定:此壶为B壶。换言之,能够说明“实际情况与推理结果——该壶为B壶,是一致的”。

如果数学计算来解释上述问题,将会非常烦琐复杂。因此,以下在图表13-9中为大家列举数值来进行说明,这样更加简洁易懂。

图表13-9 观察到黑球的次数&后验概率&发生的可能性

图表13-9体现的是:在观察20次球的颜色之后,根据出现黑球的次数来推算“该壶为B壶”的后验概率。其中第2行表示“该壶为B壶”的后验概率的数值。

例如,在“黑球出现了6次”的情况下,通过图表中我们可以看出“该壶为B壶”的后验概率为0.0002。也就是说,如果黑球只出现6次,那么“该壶为B壶”的后验概率将是一个极小的数值。而在“黑球出现了9次”的情况下,时,“该壶为B壶”的后验概率为0.898。换言之,只有当黑球出现9次左右的,“该壶为B壶”的后验概率才会为一个很大的数值。

因此我们想要知道的是,“如果该壶为B壶,那么能够观察到多少次黑球呢?”表中第3行表示:当该壶为B壶时,第1次便观察到黑球的概率。通过观察表中数值可分析出:当该壶为B壶时,观察到黑球的次数少于9次的可能性是很小的,因此也可以认为,这种情况根本不会发生。因而,即使判定观察到黑球的次数在10次以上,风险也不会很大。此时,根据贝叶斯推理计算出的“B壶的后验概率”b的数值均为99%以上。换言之,通过贝叶斯推理能够得出“毋庸置疑,此壶为B壶”的判断(当然,也有一种微乎其微的可能性:观察到黑球的次数在8次以下,这种情况下,推理就有可能是错误的)。

通过上述具体事例,大家应该已经理解了“观察次数越多,推算结果就越接近实际”的观点。

第13讲·小结

1.贝叶斯推理描述了“根据获得的信息,判断结果会发生变化”的情况。

2.若观察到黑球,那么判断就会倾向于黑球多的壶;若观察到白球,判断就会倾向于白球多的壶。

3.在贝叶斯推理中,只要信息足够多,就能够得出正确的结论。

练习题

答案参见此处

已知问题设定与本讲正文内容相同。请在下面的括号中填入合适的数值。

现在,假设在第n次的推理中,得出“该壶为A壶”的后验概率为a,该壶为B壶”的后验概率为b。在此前提下,又得知第n+1次的观察结果是白球。假设第n+1次观察之后,后验概率分别为a’和b’,根据序贯理性,后验概率之比为:

a’:b’=a×():b×()=():()

使其满足标准化条件,则:

从这个式子中,能够知道a’比a()、b’比b()

专栏 column 帮助贝叶斯复兴的学者们

由于受到费希尔、内曼等人的猛烈抨击,贝叶斯逆概率的观点在20世纪初一度被逐出学术圈。而此后,英国的欧文?古德和丹尼斯?林德利,美国的莱昂纳多?萨维奇这三位学者又于20世纪50年代帮助其成功复兴。

欧文?古德曾在第二次世界大战中的英国军队里与数学家艾伦?图灵一同从事密码破译的工作。当时,他们通过运用贝叶斯推理,取得了显著的成果。虽然在很长一段时间里,该成果被视为机密,受到严密保管,但自从被允许公开之后,就发表了出来。而丹尼斯?林德利则是在通过数学方法验证统计学的过程中,慢慢地开始赞同贝叶斯逆概率的学说。此后,他成为在英国普及贝叶斯统计学的先锋人物。

其中,影响力最大的当属莱昂纳多?萨维奇的研究。萨维奇天生高度近视,这对他的学习造成了极大的影响。由于智力障碍以及被人误解,他在升学时也遭遇了很大的困难。后来好不容易进入化学学科学习,又因为不适合做实验,被赶了出来。在芝加哥大学学期间,萨维奇和经济学者米尔顿?弗里德曼一起工作。自此,他的工作重心转移到统计学研究上。1954年发行出版的《统计学基础》介绍了是一种“用数学逻辑使主观概率合理化”的理论,这对于此后的概率理论和统计学产生了重大影响。有趣的是,萨维奇本人也没想到,这篇论文居然能够帮助贝叶斯逆概率复兴,甚至连很早就知道这篇论文的丹尼斯?林德利也未能预料到。此时的二人还不完全属于贝叶斯流派,但此后萨维奇的研究逐渐开始引领后来被称为“贝叶斯决策理论”的领域,他的发表成果成为圣典般的著作。

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