概率与统计
加上条件,概率就会改变
条件概率把样本空间收缩到 B 已发生这一事实。贝叶斯定理用证据把先验更新为后验,也解释了罕见病阳性为何仍是小概率。
概率不是一个固定的数字。只要一条新信息进来,它就必须重新计算。哪怕是"下雨概率 30%",在你看见乌云聚拢的那一刻也会改变。条件概率与贝叶斯定理,正是处理"加上条件后概率如何改变"的算法。这里我们从缩小样本空间的直觉出发,走到用贝叶斯更新信念,再到罕见病检测那个著名的悖论,全程用视觉来跟随。
条件概率是在你得知某事之后的概率。一旦知道事件 B 发生,样本空间就缩到 B,A 在其中所占的比例成为新的概率。这就是 P(A|B) = P(A∩B)/P(B)。在格子上打开条件 B,看分母如何缩小、概率如何改变。
贝叶斯定理是把条件概率翻转过来的工具。把你起初对假设的相信程度(先验)乘以证据与该假设的吻合程度(似然),就得到看过证据之后的信念(后验)。也就是 P(H|E) = P(E|H)P(H)/P(E)。拖动先验与似然,看看信念如何更新。
再准的检测,遇上罕见病也会落入陷阱。健康的人远多于患者,所以哪怕其中极小一部分误检为阳性,其人数也会超过真正的病人。结果就是,即便结果为阳性,真正患病的概率仍然很低。这是贝叶斯定理充分显威的经典例子。
概率树把逐步发生的过程画成一根根枝条。沿着一条路径把枝上的概率相乘,就得到那个结局的联合概率。第二次分叉是条件性的,所以取值取决于前一步的结果。把所有叶子的概率相加,总是恰好等于 1。
两个事件独立,意思是即使知道其中一个发生了,另一个的概率也丝毫不变。只有这时 P(A∩B) = P(A)P(B) 才成立。若相依,这个乘法就不成立。用面积来看,只要看实际的 A∩B 方块与乘积预测的虚线矩形是吻合还是错开,就能一眼判断。
实际应用条件概率 P(A|B) = P(A∩B)/P(B) 是把样本空间缩到 B,而贝叶斯定理 P(H|E) = P(E|H)P(H)/P(E) 则把这个条件翻转过来更新信念。罕见病检测的悖论告诉你绝不能忽视基础比率(先验);概率树沿路径相乘给出联合概率,叶子之和为 1。而两个事件独立,当且仅当 P(A∩B) = P(A)P(B)。
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