作者bulls0722 (asdf)
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标题[新闻] 用哪种统计法已成信仰?贝叶斯统计与频
时间Thu Jun 6 17:07:08 2019
https://pansci.asia/archives/159286
在物理学中,是要使用贝叶斯统计 (Bayesian Methods) 还是频率论 (Frequentist pr
obability) ,长期以来有着争论。
两者究竟差在哪?该选哪边站?
事实上,这种争论是如此长期地存在,并存在着如此热情,使双方有时会开玩笑地把他
们喜好的偏好当成是统计的「信仰」。有几个原因值得让我们看一下这个信仰。
首先,检视信仰之间的争论是一个方法,得以显示出统计数据的解释总是主观的,无论
它看起来是如何的客观。
其二,如我将在本章所论证的,贝叶斯方法可以用来正当化涉及弱宣称 (weakclaim)
的发表策略。
这两个统计信仰之间关键的区别似乎是在於:
贝叶斯统计相信,所有基於统计学声称核心的不可能性叙述,必须考虑到你已经相信的
世界,也就是声称的「先验概率」(priorprobability),是真实的。
频率论则认为先验概率过於主观,不能出现在统计计算中;那样只是产生了一个数字,
而这个数字只反应了你所计算的可能性为何,并非计算可信与否。
很明显地,在贝叶斯统计和频率论对不可能性的评估中,先验可信度扮演了一定的角色
。如果频率论正在寻找一个恒星,而计算暗示望远镜发现了天空中有头喷火的巨龙,他
们也不大可能进行举报。
在一封电子邮件中,我的受访者是一位坚定的贝叶斯主义者,关於寻找重力波,他是这
样看的:
我觉得首次侦测的评断标准多半是社会学的。要说服人,需要的是证据与团队信誉的水
准,我们看到的东西完全超出他们的经验(重力源),并非全是他们所经验过的东西(
侦测器杂讯、飞机等等)。这个水准主要取决於我们希望说服的人所持的态度,以及他
们对於将数据解释为重力波的先验倾向 (priorpredisposition) 。一旦我们做到了这
一点,重力波就会很神奇地进入他们的经验之中。一切都变得更容易,我们就可以自由
自在地,像个正常的天体物理学家。(即,疯狂臆测并乱搞,而不会受到责备!)
先验预期以更为不起眼的方式,扮演着它的角色。例如,在相隔遥远的两个侦测器上侦
测到的信号有时间巧合,而背景中仅有极为少数的时间巧合,这样的声称有赖於重力波
的先验模型,也就是重力波是来自於一个局限的天区,并且是以光速传递。我们知道在
这样的速度下,相隔两千英里的两个侦测器之间的「时间巧合」,发出两个信号的时间
间隔不能超过 1/100 秒。
这意味着,如果试图找出可能只由杂讯所引起时间巧合的背景信号,可以忽略所有时间
间隔超过 1/100 秒的事件——那些并非「时间巧合」。
取决於光速?还是音速?
如果重力波是以音速传递,就必须要考虑包含两个事件的间隔是三个小时(或更短)的
「时间巧合」。而人们只好将两个产生作用相隔三个小时以上的事件,当成背景并予以
排除。就我们所知,在这种情况下是不可能进行重力波探测的。
然而,却也从来没有实验或观测「证明」,重力波是以光速传播——而它却正是目前章
节中所描述的科学重点的一部分。
更具体地说,相同的回圈也适用於所有试图凭藉着模板的侦测,像在连续波与随机背景
的情况中,甚至是有赖於发射源的粗糙模型。频率论中的等效先验模型,也就是韦伯和
罗马集团的阳性宣称受到批评的核心。
贝叶斯主义者只不过是说,在完成计算之前,所有的这些先验预期应该是计算的一个明
确部分,而且应该透过一个数字来表示。频率论倾向「在事件发生後」否认不太可能出
现的结果。在大多数的情况下,频率论者和贝叶斯主义者会在计算结束时得到相同的结
论,但并不总是如此。但这个「不总是」可能会是重要的。在这个故事中的确十分重要
。
一场关於「信仰」的战争
信仰的战争仍在继续,因为贝叶斯主义者相信,频率论丢弃或歪曲有价值的信息并(或
)掩饰其运用,或者将其作为事後的决策机制。
另一方面,频率论者指出了一个事实,要正确地将一个数字赋予某些事的「先验机率」
,是非常困难的;将先验资讯给予数字的形式,是试图将「主观」的猜测伪装成「客观
」的资讯。
贝叶斯主义者说,这也许是个猜测,但至少每个人都可以看到猜的是什麽,如果有人想
要,他可以批评,也可以提出自己的猜测。贝叶斯主义者说,每个人都同意奇蹟(意想
不到的效应)需要额外的证据,如果要证明的话,他们的做法是让这项要求成为明确程
序的一部分,而频率论者只是颔首微笑同意,有些东西真是令人难以置信,然後默默接
受。
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