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  对约克、山人、华理野猫有关概率问题的集中回复

  作者:奥卡姆剃刀

  近日去外地搞了一个学术交流,有些日子没看《新语丝》了,昨天一上来,
发现了好几篇关于概率问题的帖子,我交流一下自己的看法,不妥之处请大家指
正。

  1、约克网友

  首先,约克网友感到两种概率是不同的,这种感觉是对的,但他对概率的定
义不规范,所谓的“第二种条件概率”应称为“后验概率”,即在已经下雨了的
情况下,之前曾预报有雨的概率,记作P(预报有雨|下雨了);而所谓的“第一种
无条件概率”应称为“先验概率”,即在预报有雨的情况下,果真下雨的概率,
其实这不是无条件的,同样也是一个条件概率,记作P(下雨了|预报有雨)。

  此题求的是先验概率,即P(下雨了|预报有雨),为了求它,要先求出预报有
雨的概率,即P(预报有雨)。根据全概率公式:P(预报有雨)=P(预报有雨|下雨了)
×P(下雨了)+P(预报有雨|没下雨)×P(没下雨)=0.8×0.1+0.2×0.9=0.26。

  再根据贝叶斯公式:P(下雨了|预报有雨)×P(预报有雨)=P(预报有雨|下雨了)
×P(下雨了),即P(下雨了|预报有雨)×0.26=0.8×0.1,所以P(下雨了|预报有
雨)=0.3,即预报了有雨后,果真下雨的概率只有30%。

  他所谓的第二种条件概率,即“后验概率”,是对预测遗漏度的一种考量。
试想一种情况:气象局采取一种过于谨慎的态度,他们只有在非常有把握的情况
下才会预报有雨,这样的话,其先验概率会很高,即P(下雨了|预报有雨)很大,
接近于1,但后验概率会很少,即P(预报有雨|下雨了)很少,也就是说:虽然他
们只要一预报有雨就会真的下雨,但漏预报的次数也很多,很多次下雨之前并没
有预报。从对我们生活的指导方面来看,这种策略是不妥的。简单地说,这种
“后验概率”是对气象局勤政的一种事后检验。

  对此例而言,“后验概率”的条件是已经下雨了,当然不会对我们带不带伞
有指导意义了,我们是否应该带伞,靠的是“先验概率”,即预报有雨后真的会
下雨的可能性,也就是原题中我们最终求得的P(下雨了|预报有雨)=0.3。

  2、山人网友

  山人网友把基础条件搞错了,他认为基础条件是“英国小时降雨的基础概率
是0.1,日降雨的基础概率是0.4,预报的准确率在80%左右。”而事实上,小时
降雨概率0.1与日降雨概率0.4分别是互不相关的两个问题的前提,把它俩楞搅在
一起当然就错了。

  其实,小时降雨概率0.1与日降雨概率0.4这两个条件本身就是矛盾的。小时
降雨概率0.1,说明小时不降雨概率为0.9,24小时都不降雨的概率是0.9∧
24(0.9的24次方)=0.08,所以日降雨的概率=1-0.9∧24=0.92,而不是0.4。前题
搞错了,后面的分析当然也就无意义了。

  3、华理野猫网友

  首先,其标题“也有概率不能解释的问题”不妥,其分析的地震例子,恰恰
是可以用概率解释的典型问题。其分析中考虑了时间因素,这是对的。我估计他
之所以称概率不能解释,指的是古典概率学,而没考虑到现代概率理论。而在现
代概率理论中,使用的是概率密度、分布函数、相关系数、协方差函数等概念,
在分析其所提的地震例子时,是一个非常简单的概率密度在时间上求积分的过程。

  其次,他文中结尾举的例子“例如我说未来30天内每天下雨的概率为1%,那
么未来30天内下雨的概率就一定不是1%,也许为30%,也许为100%。”是错的,
未来30天内下雨的概率不是30%,更不可能是100%,而是26%,算法为1-0.99
∧24。

  4、蓝车和绿车问题

  在罗伯特·马修斯(Robert Matthews)“你的预测有多准?”一文中,讲
了一个出租车夜间肇事逃逸案的例子,并给出41%的正确答案。我估计有不少网
友不知道这个结果是如何得出的,我把我的解题过程公布出来供大家参考:

  设蓝车事件为B,绿车事件为G,看作是蓝车事件为b,看作是绿车事件为g,
所以由原题知:P(B)=0.15,P(G)=0.85,P(b|B)=0.8,P(b|G)=0.2。
  推导:
  P(b)=P(b|B)×P(B)+P(b|G)×P(G)=0.8×0.15+0.2×0.85=0.29
  因为:P(B|b)×P(b)=P(b|B)×P(B)
  所以:P(B|b)×0.29=0.8×0.15
  P(B|b)=0.41379


  罗伯特·马修斯建议大家使用“列联表”来计算此类概率问题,这当然是因
人而异的,我觉得只要搞清楚了概率的条件和结果,使用全概率公式和贝叶斯公
式去计算,会非常清晰和简洁。

(XYS20080727)

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