《信号与噪声》第五章 地震预测 过度拟合与预测的边界

△地震的预测和不可预测

美国地质调查局的官方立场是:地震时不可预测的。

如果引入预言的概念,和预测并列:

预言:对未来的,包含时间地点的精确描述;

预测:对未来的,一段时间内发生事件的概率的描述。

那么美国地质调查局的官方立场是:地震时不可预言,但可预测的。

△古登堡-里克特法则和含时预测

古登堡-里克特法则:地震级别和发生频率之间的关系是相对简单的。

引自书中:古登堡-里克特法则

古登堡-里克特法则能很好地预测地震发生的频率,但无法成为我们的行动指南——毕竟300年一遇和1000年一遇之间的差距,在日常生活中该如何体现呢?

因此地震预测的圣杯其实是含时预测,某种程度上,可以理解为对余震的预测。但是值得注意的是,“余震”也有可能是大于主震的。

△评价一种预测方法

关于地震的历史记录中,只有一半会表现出某种形式的规律,但史上记载的预测,几乎全都失败了。原因在于现有的板块构造理论还很粗糙。

那么如何去评价一种预测方法呢?好的预测方法应当能将“预测过去”和“预测未来”区分开来,也就是既能拟合过去的数据,又能符合未来的数据,若是过于追求包括过去的数据,就会陷入过度拟合的困境中。

引自书中:过度拟合与适度拟合

△动机不纯

即便是符合统计学意义的统计数据中,也有很多噪声——但是,凭我们的认识水平是无法将它们一一分辨出来的。所以以统计为基础的预测,就会过度拟合,于是:1、将噪声误以为信号;2、使得噪声流入期刊与新闻中。

那为什么人们更青睐过度拟合?

因为更容易发论文。过度拟合的模型至少在论文中看起来更“精确”,更“真实”。实际上写作者此时并不关注预测的结果质量如何,他关注的只是预测的过程——发论文的过程——是否顺利。

所以,现实若完全符合模型,通常情况下就是模型被过度拟合了。

△复杂性理论

复杂性理论由物理学家佩 巴克创立:当一个简单事物和其他事物互相作用时,会表现得神秘怪异。

也就是说,有些系统可能太过复杂——噪声太强大于信号——以至于我们完全无法对其作出预测。

你可以认为是超过9天的天气预测,你也可以认为是对地震的精确预测。

复杂性理论并不是混沌理论,我认为,假如认识了事物运行的一般规律,就算从复杂性理论进入了混沌理论的领域。

△预测的边界

在地震预测中,从追求精确预测转移到追求含时预测,实际上是一种在现有认识条件下的折衷:现有的模型只能追求含时预测。这就是预测的边界,被理论条件、测量水平所限制的边界。

△人与机器

本章我们可以看到,当理论研究无法突破本质的时候,再多的数据也是在做无用功。这实际上也揭示了预测的前提:必须对被预测事物的大致形态、一般原理有所了解。

另外,预测者本人的政治、学术立场依然是影响预测结果(和预测发展)的首要障碍,作者只用“动机不纯”来描述已经算是很客气的了。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,033评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,725评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,473评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,846评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,848评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,691评论 1 282
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,053评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,700评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,856评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,676评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,787评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,430评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,034评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,990评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,218评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,174评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,526评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容