说说概率的故事(二)

在上一篇说说概率的故事(一)中,我们聊了聊随机性,大家明白了绝对的随机性是很难实现的。接下来我们来聊概率。

Chance.jpg

概率一直以来是一个很让我头疼的概念,因为它的含义十分丰富,在不同场合都有区别。大家有空可以认真阅读维基百科上Probability interpretation这一词条。

普遍地讲,概率是一个事件发生可能性大小的度量。那么关键问题是,这个度量是客观的吗?换句话说,这个度量表达的是事物的固有属性,还是人们的主观推测?我们国内的教科书上都没有仔细讨论过这个问题,它们大都直接给出了概率的两个定义:统计定义和公理化定义,然后就让你开始算...算...算,所以我们根本没时间思考。

实际上,正如维基百科上所说,对概率的解释大体上分为两种:频率主义(Frequency probability)和贝叶斯主义(Bayesian probability),频率主义实际上就给出了概率的统计定义,概率=频率在试验次数趋于无穷的极限。而在贝叶斯体系中,概率=你相信某事件发生的程度。

当然还有更细的划分方式,这里给出维基百科中关于各种概率解释的总结:


interpretations of probability.png

可以看到,确实有主观的概率。实际上,在日常生活中我们经常用到主观概率。例如我们常说:“今天90%会堵车”、“我80%能通过考试”。当你在做出这样的推断时,甚至都没有数学计算,它完全基于你的经验和知识。主观性体现在,每个人的经验和知识可能是不同的,因此每个人的推断可能不同。

但是,贝叶斯概率不是一定等于主观概率。如果某种推断是基于一种知识体系,而这种知识非常普遍,普遍到“如果你不了解它你就没法推断,而所有了解它的人都一定会做出一致的推断”,那么我们可以认为这种贝叶斯概率是客观的,我姑且把这种概率称为基于普遍认知的贝叶斯概率

著名的贝叶斯定理(Bayes' theorem)在这里也不得不提一下,它允许我们用新的认知来更新旧的推断。

Bayes'_Theorem.jpg

正如Wiki上的例子,已经知道一个人患癌症的概率,后来我们又获得了新的信息--这个人65岁,这时,依据已有的几项统计数据,我们就可以对此人患癌症的概率做出更详尽的推断。

前面说了这么多,其实我想引出的一个核心问题是:在量子力学和统计力学中用到的概率应该符合哪种解释呢?

我认为它们是基于普遍认知的贝叶斯概率,如上面所表述的那样。当你求一个量子体系的波函数时,或者求一个热力学系统的Boltzmann分布时,你做的其实都相当于这样一件事情:根据普遍的物理知识和观测到的宏观量(在量子力学中如势能,在统计力学中如总内能、温度、压强等)做一个统计推断(Statistical inference),以求获取系统的信息。这个信息之所以表现为概率分布的形式,在量子力学中是因为物理规律蕴含本质概率性,而在统计力学中是因为我们对系统信息(普遍地)的匮乏,像第一部分说的那样。

(为什么要这么在意客观性?因为在科学中当概念都是客观的时候,我们才感到比较安全。)

因此,如果统计力学中的概率分布是客观的(这很重要,不然热力学熵的概念就很难立足),那就要求这种对系统信息的匮乏是十分普遍的。普遍到不管是地球人还是外星人,是有机生命还是机器人都一样才行。实际上我认为这很勉强。

最后,我们来说一下概率论和统计的关系。粗糙地讲,它们是相反的过程。当你已经知道系统的性质,来预测观测结果时,玩的是概率论。而通过一些观测结果,来推断系统的性质,玩的是统计。这里必须引用这张形象的图:

probability v.s. stat.jpg

在下一部分中,我们将讨论“信息”这一概念,会越来越有趣哦~

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 204,445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 85,889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 151,047评论 0 337
  • 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 54,760评论 1 276
  • 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 63,745评论 5 367
  • 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 48,638评论 1 281
  • 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 38,011评论 3 398
  • 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 36,669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 40,923评论 1 299
  • 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 35,655评论 2 321
  • 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 37,740评论 1 330
  • 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 33,406评论 4 320
  • 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 38,995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 29,961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 31,197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 45,023评论 2 350
  • 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 42,483评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容