概率统计
贝叶斯定理
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。
概率不是固定的数。进来一条新信息,概率就得马上重算。下雨的概率 30%,在看见天上起了乌云的那一瞬也会变。条件概率和贝叶斯定理,是处理加上条件之后概率怎样变化的算法。这里从把样本空间收窄的直觉出发,走到更新信念的贝叶斯,再用眼睛跟上罕见病检验的那个有名悖论。条件把数字重写。信息把数字推动。然后再看一次。
条件概率是知道了某件事之后的概率。知道一个事件发生了,样本空间就收到那个事件上,另一个事件在里面占的比例就是新的概率。所以 P(A|B) = P(A∩B)/P(B)。打开条件,分母变小,概率怎样变化就显出来。知道,就把空间收窄。
贝叶斯定理是把条件概率翻过来的工具。把事先有多相信这个假设,乘上证据和这个假设有多吻合,就得到看过证据之后的信念。写成式子是 P(H|E) = P(E|H)P(H)/P(E)。推动起初的信念和证据的吻合,信念被更新的过程就照原样跟上。翻转把信念修好。
检验再准,病要是罕见,也会掉进陷阱。健康的人压倒性地多,其中只有极少数被错判成阳性,那个数也会比真正的病人多。所以即使出现阳性,实际上有病的概率仍然保持得低。这是贝叶斯定理照原样显出来的经典例子。罕见的事骗过检验。
概率树把事件分阶段发生的过程画成枝。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。第二个分叉是有条件的,值随前一阶段的结果而变。把所有叶子的概率加起来,永远正好是 1。叶子的和把整体填满。
两个事件独立,是说知道一个发生了,另一个的概率一点也不变。只有那时 P(A∩B) = P(A)P(B) 才成立。一个绑在另一个上,这个乘法就破了。用面积来看,实际的 A∩B 块和用乘积预测的虚线矩形是重合还是错开,一眼就分开。只有乘积对上,才是独立。
实际应用条件概率 P(A|B) = P(A∩B)/P(B) 是把样本空间收窄,贝叶斯定理 P(H|E) = P(E|H)P(H)/P(E) 把那个条件翻过来、更新信念。罕见病检验的悖论说明不能忽略底数比例,概率树沿着路径相乘给出联合概率,叶子的和是 1。两个事件只有在 P(A∩B) = P(A)P(B) 时才独立。条件、翻转和乘积是一套算法。
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