只要遵守了这个标准化规律,原则上来说,无论哪种数值的分布方法都是正确的。例如,“晴”的概率等于0.4、“阴”的概率等于0.3、“雨”的概率等于0.2、“雪”的概率等于0.1,这是一种概率分布方法;“晴”的概率等于0、“阴”的概率等于0、“雨”的概率等于0、“雪”的概率等于1,这又是一种概率分布方法;“晴”的概率等于0.25、“阴”的概率等于0.25、“雨”的概率等于0.25、“雪”的概率等于0.25,这也是一种概率分布方法。这些分布方法都是合理的。
第一种分布方法表示按照“晴”“阴”“雨”“雪”顺序排列的容易出现的天气概率;第二种分布方法表示“肯定会下雪”的预测;第三种分布方法表示“各种天气发生的概率相同”的推断。尤其是第三种分布方法,常常用于“缺乏判断哪种情况最可能发生的依据,并且也没有判断哪种情况最不可能发生的依据”的情况,因此这种“对所有基本事件分布相同概率”的情况被称为无差别原则。这一原则非常重要,著名的经济学家凯恩斯就将无差别原则视为概率论的中心(关于这一点,将在后文中进行论述)。
一旦完成对“基本事件”的概率分布,就可以确定所有“事件”的概率。“事件”是指“令基本事件集合产生附加含义”的内容,比如在“雨”“雪”的集合中,可以附加产生“需要带伞”的意思。也就是说,“带伞”这个事件被定义为“雨”“雪”的基本事件集合。事件的概率等于所属基本事件的概率之和。
以第一种概率分布为例:
事件“需要带伞”的概率=“雨”的概率+“雪”的概率=0.2+0.1=0.3。
如上所述,只要遵守“标准化规则”,坚持所有基本事件的概率之和为1,那么概率分布在原则上就是自由的。但是,缺乏依据的随机概率分布是没有任何意义的。由此可见,如何选择“依据”是一个重要的问题。
利用历史统计结果
选择依据的最具代表性的方法就是“利用历史统计的结果”,比如在预测指定的某一天的“晴”“阴”“雨”“雪”四种基本事件的概率分布时,就可以“利用关于天气的历史数据”进行分布。
下面,我们以天气预报中的“降水概率”为例进行说明。一般来说,次日的降水概率可以按照下述流程确定:首先,抽取预报对象日前一天的气压分布图,并从历史数据中选择出现过同一气压分布图的日期。为了减轻对比工作量,可以抽取100天的同类数据。其次,统计其中第二天降水的天数,假设有40天是降水的,那么此时应该预报的降水概率就是40%,见图2-1。
那么,这种分布方法的精髓又在哪里呢?
在预测天气状况的“信息”中,气压分布是勉强算得上能够有效捕捉到的关键要素。如果气压分布状况不同,与之相应,可以判断两天之间的降水概率肯定也不相同。但是,如果气压分布状况相同,在预测天气状况方面,使用历史统计结果就是比较好的手段了。也就是说,在气压分布相同的状态下,如同上文提到的掷骰子和双色球一样,人们在预测天气状况时,具备的条件是“没有任何差别”的。
接下来,就该轮到数学概率出场了。关于次日的天气状况预报,是从上文所述100张气象图中随机选择1张来确定的。从这种意义来看,究竟哪张气象图会被选到,其概率是相等的。在100张气象图中,有40张代表“降水”,有60张代表“不降水”。这样一来,选出来的气象图代表“降水”的概率就只能是40%。我们将使用这种统计方法分布的概率称为统计概率。统计概率是指针对“无法通过其他信息进行区分的事情”分布数学概率的方法。