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贝叶斯学派与频率学派:跨越两个半世纪之久的论战

已有 7081 次阅读 2022-3-31 10:18 |个人分类:统计推断与概率|系统分类:观点评述

2013 年是叶斯定理诞 250 周年。美国著名统计学家Bradley Efron发表了一篇题目为“一个 250 年的争 信念、行Bootstrap的纪念文章【1】。Efron写道:“去的两个半世里,叶斯学派和率学派两个相互争的哲学学派一直在争 20 学派占主导地位,尤其是在用上,但是 21 纪见证叶斯学派强劲的复兴势头 。”

尽管贝叶斯学派与频率学派都使用概率—probability—的概念,两大学派对概率的解释却是不同的。学派认为概率事件在大量重复试验生的 (frequency),是客的。学派,讨论不能够进行重复试验的概率是没有意义的。贝叶斯学派则认为概率是人们对某事件生的信念(degree of belief),是的。因此于只生一次的事件也可以使用概率(信念度)

频率学派的统计推断方法包括显著性检验(比如t-检验、F-检验)、未知参数的点估计、置信区间等。 因为强调推断的客观性,这些方法通常只依赖于数据,不允许使用主观的先验知识(除了必要的假设)而贝叶斯统计推断允许使用主观的先验知识 新信息(数据)与先验知识结合产生更新后知识。即:

更新后知识 = 先验知识 新信息(数据)

原始的贝叶斯定理是以条件概率来表达的,也可以表示为:

后验概率 α 先验概率 × 当前概率

叶斯统计推断符合人们的认知过程。人们总是根据新获得的信息来修正或更新先前的知识或信念。有趣的是,如果你对某个命题有着极强的信念(以100%的先验信念度来表示),那么不管关于这个命题的新信息(当前概率)如何,叶斯定理表明你的后验信念与先验信念度一样是100%,即你的信念不受新信息的影响。 而另一方面,如果你对某个命题没有任何偏见(以50%的先验信念来表示),这时如果关于这个命题的新信息给出的当前概率为P%,叶斯定理表明你的后验信念度也P%,即你完全接受新信息 。实际生活中,人们总会或多或少受到新信息的影响而修正自己先前的想法(信念)。

最近几十年叶斯统计学成为主流。如果你在论文中采用了叶斯方法就会得高大上,文也比容易表。例如在域,一些威学者极力推行采用叶斯方法量不确定度。据悉,量学威期刊《Metrologia》的稿人大多是叶斯学派,采用非叶斯方法的文很评审。的确,《Metrologia》近十几年来表的关于量不确定度的文大多数是基于叶斯统计学的。笔者的观点是,叶斯方法某些域对某些问题是有效的,实际应用意不大,倒是把本来简单问题化了。

Bradley Efron在文章结尾中写道:“两党制[两个学派]可能会让统计学应用者感到烦恼,但对统计学研究人却是一件好事——使就人数增加一倍,并促了各自学派内部和双方之新。如今,叶斯学派和频率学派的距离越来越小,尤其是随着客观贝叶斯主起,我甚至可能走向合政府。 叶斯[主义]和频率[主义]两种哲学是正交的而不是立的。当然,应用统计学家可以自由地使用头问题似乎更好的任何方法——我就是这么做的。”

参考文献:

1】Efron B 2013 A 250-year argument: belief, behavior, and the Bootstrap Bulletin (new series) of the American Mathematical Society 50 129-146




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