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“概率”壹詞在我們的生活中隨處可見,數學家買彩票中獎的幾率高嗎?

“概率”壹詞在我們的生活中隨處可見,數學家買彩票中獎的幾率高嗎?

盡管“概率”的定義不晦澀難懂,仿佛人人都會用,但妳可能不知道,概率計算的結論常常違反他們的判斷力,概率論中有許多無法表述、說不清道不明的謬論。不能完全相信直覺!

我們的大腦也會產生錯誤觀念和盲區,如同開車的駕駛人員視覺中有“盲區”,必須幾次浴室鏡子來擺脫壹樣,他們的思想過程中也有盲區,必須通過測算和思考來回應。概率論是壹個經常會出現與判斷力有悖的怪異結論的行業,連壹位數學家都是稍不留神就會錯得壹塌糊塗。如今,我們就最先舉例子傳統概率中的壹個謬論,稱為“基本上比例謬誤(baseratefallacy)”。

我們從壹個生活中的例子逐漸

王宏去醫院做檢驗,查驗他得了某類病癥的概率。其結果竟然為呈陽性,把她嚇了壹大跳,連忙在網絡查詢。網上的材料說,查驗總是有偏差的,這類查驗有“1%的假陽性率和1%的假陰性率”。這句話的意思就是說,在生病的人中做檢查,有1%的人是假陰性,99%的人是真呈陽性。但在未生病的人中做檢查,有1%的人是假陽,99%的人是真呈陰性。因此,王宏根據這類表述,可能他自己患上這個疾病的概率(即概率)為99%。

王宏想,即然僅有1%的假陽性率,99%全是真呈陽性,那麽我人群中已被感染這種病的概率便該是99%。但是,大夫卻對他說,她在壹般在人群中被感染的概率僅有0.09(9%)上下。這是怎麽回事呢?王宏的思路錯誤觀念在哪兒?

彩色圖庫:pexls

醫生說:“99%?哪有那麽大壹點的感柒概率啊。99%是測試的精確性,不是妳生病的概率。妳忘了壹件事:被感染這個疾病正常的比例為不大的,1000本人中只有壹個人生病。”原先這名醫生在從醫之外,也鐘愛研究數學,常常將概率方式用以醫學中。

他計算方法大部分是這樣子的:由於測試的漏報率是1%,1000本人即將迎來10個被報為“假陽”,而根據這種病在人口中比例(1/1000=0.1%),真呈陽性僅有1個,因此,大概11個檢測為呈陽性的人中只有壹個是真呈陽性(得病)的,因而,王宏被感染的概率約是1/11,即0.09(9%)。

王宏思來想要去仍覺得迷糊,但這件事情增強了王宏去追憶他以前學過的概率論。通過不斷閱讀文章,再思索揣摩醫生的優化算法以後,他明白了自身犯那類稱為“基本上比例謬誤”的錯誤,即忘掉應用“這種病在人口中的最基本占比(1/1000)”這個事實。

提到基本上比例謬誤,大家最好從概率論中著名的貝葉斯定理談起

托馬斯·貝葉斯(ThomasBayes,1701—1761)是英國統計學家,曾是個法師。貝葉斯定理是他對概率論和應用統計學做出的較大奉獻,是當今人工智能技術中常用的機器學習算法的基礎框架,它觀念之深入遠高於壹般人所能認知能力,或許貝葉斯自身死前對於此事也認識不到位。由於這般關鍵的成果,他死前卻並未發布,要在他死後1763年才由好朋友發表的。

粗略地說,貝葉斯定理涉及到2個隨機變量A和B的互相影響,假如用壹句話來概括,這些定律講的是:運用B所帶來的最新資訊,應如何修改B不會有時A的“先驗概率”P(A),從而獲得B存有後的“標準概率”P(A|B),或稱後驗概率,假如寫出公式計算:

這兒先驗、後驗的定義是壹種約定成俗,是相對的。例如也可以將A、B相反描述,即怎樣從B的先驗概率P(B),獲得B的“標準概率”P(B|A),見圖中斜線所說。

不要害怕公式計算,根據事例,我們就能漸漸地了解它

比如,對前邊王宏看病的事例,隨機變量A表明“王宏得某類病”;隨機變量B表明“王宏的檢驗結果”。先驗概率P(A)是指王宏在沒有任何檢驗結果時得這種病的概率(即這種病在公眾中的最基本概率0.1%);而標準概率(或後驗概率)P(A|B)是指王宏“檢驗結果為呈陽性”條件下得這種病的概率(9%)。怎樣從基本上概率調整到後驗概率的?大家等會兒再表述。

貝葉斯定理是18新世紀時代的產物,200明年用得好好的,卻不想在20個世紀70時代碰見了考驗,該考驗來自於丹尼爾·卡尼曼(DanielKahneman)和特維爾斯基(Tversky)所提出的“基本上比例謬誤”。前者是非洲裔美國心理學家,2002年諾貝爾經濟學獎獲得者。

基本上比例謬誤並不是否認貝葉斯定理,反而是討論壹個讓人困惑的難題:為何人的直覺常常與貝葉斯公式的數值相違背?好似剛剛的例子所顯示,大家使用判斷力的時候經常會忽視基本概率。卡尼曼等在他們的文章內容《思考,快與慢》革職了壹個出租車的事例,來啟示大家考慮這壹危害大家“管理決策”的主要原因。大家不願在這兒促膝長談基本上比例謬誤對“決策理論”的價值,僅僅使用此例來增強對貝葉斯公式的了解。

倘若某城市有兩種顏色的的士:藍色和綠色(市場占有比例為15∶85)。壹輛的士晚間肇事後逃逸,但還好那時候有壹位目擊者,這名目擊證人評定肇事者的的士是藍色的。可是,他“親眼目睹的真實度”怎麽樣呢?

公安機關在相同自然環境下對該目擊證人開展“綠藍”檢測獲得:80%的情形下鑒別恰當,20%的現象有誤。也許有閱讀者立刻就得出了結果:肇事車是藍色的概率該是80%吧。假如妳做此回應,就是犯與上邊事例中王宏同樣的錯誤,忽視了先驗概率,不會考慮在這個城市中“綠藍”車的最基本占比。

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