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统计学关我什么事:生活中的极简统计学_小岛宽之(第7讲 通过少量信息得出切实结论的贝叶斯推理与内曼-皮尔逊式推理的差异) 第(2/3)页

(该壶为A壶的后验概率):(该壶为B壶的后验概率)=x:y

因此,当壶中的黑球较多时,结果为该壶的后验概率也就越大(在前面的例子中,x=1,y=8)。这个推理可以将“由于观察到出现了黑球,因此有可能会是黑球较多的那个壶吧”这一简单的推论合理化。统计学家看到x:y的比例之后,可以做出“该壶为A壶”或“该壶为B壶”,或是“不管得出何种结论都不妥当”之中的任意一种判断。

7-4 贝叶斯推理和内曼-皮尔逊式推理中,“风险”的含义不同

特别需要注意的一点是,在贝叶斯推理和内曼-皮尔逊式推理中,各自“风险”的含义是完全不同的。

第6讲中曾讲到,在内曼-皮尔逊式推理中,显著水平是其风险的指标。其含义是:例如,将显著水平设定为5%,那么如果用同一种方法,反复使用假设检验的话,有5%的概率会得出错误的结论。因此,采用大胆一点的说法是:5%概率的风险,并不是针对“现在判断得出的结论”进行的直接评价。毕竟,“风险”针对的是所使用的方法论,给只不过是“通过在风险概率为5%的某种方法所下的结论”的间接评价值。

另外,本讲中会提到这样一个观点:所谓根据贝叶斯推理得出的结论的“风险评价”,其实就是“后验概率”本身。实际上,在壶的推理的例子中,由于计算出“该壶为A壶的后验概率”约为0.11,那么,如果做出“该壶为B壶”的判断,则这一判断出错的概率也约为0.11。这并不是方法论本身存在的风险,而是由于A的可能性与B的可能性的比例为1:8,这一风险从而直接被认可。

用比喻性的说法来解释:假设检验的风险存在于结论之外,而贝叶斯推理的风险则存在于结论的后验概率本身之中。

还有一个必须留意的问题是:贝叶斯推理之所以能在不考虑显著水平的情况下做出判定,是因为设定了先验概率这一“奇怪的”概念。如前所述,先验概率基本上是一种“主观的”概念。也就是说,贝叶斯推理不会直接认为“概率是×”,而是采取“相信概率应该是×”“总之,先设定概率为×吧”这样的态度。因此,在这种先验概率的基础上被推断出来的后验概率,通常有其任意性,而责任则归于在统计学者的判断。这也是为什么贝叶斯推理被称为“总经理的概率”的原因所在。

图表7-5 关于壶的判断的贝叶斯更新

7-5 从逻辑性观点出发,看贝叶斯推理的过程

最后,我们还是像在第6讲中所说明的那样,从逻辑性观点出发,再来总结一遍贝叶斯推理的结构吧。问题设定中,列举了已知事实:

事实1 该壶为A壶或者B壶

事实2’ 若为A,则可能是白球

事实3’ 若为B,则可能是黑球

事实4 黑球(不出现白球)

通过以上4个事实,我们来看一看,在贝叶斯推理过程中,究竟会呈现怎样的组合推理方式呢?

首先,从事实2’中可以推导出,假设该壶为A壶,则可能会出现“该壶为A壶且出现黑球”或“该壶为A壶且出现白球”的任意一种情况,之后,能够推导出“基本上是后者”的结论。同样,从事实3’可以推导出,假设该壶为B壶,则可能会出现“该壶为B壶且出现黑球”和“该壶为B壶且出现白球”的任意一种情况,之后,能够推导出“基本上是前者”的结论。通过以上结果和事实4,我们可以排除掉“该壶为A壶且出现白球”和“该壶为B壶且出现白球”这两种情况,只留下“该壶为A壶且出现黑球”和“该壶为B壶且出现黑球”的可能性。

如果考虑到“前者的可能性小,而后者的可能性大”的情况,就能判断出答案是后者——“该壶为B壶且出现黑球”的可能性较大。因此,就能得出如果“该壶为B壶且出现黑球”,那么自然B是成立的,因此结论为B。贝叶斯推理的逻辑结构就是这样的。

第7讲·小结

1.设定“该壶为A壶”和“该壶为B壶”两个类别。


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