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2022-08-28认识贝叶斯推理——我们认识世界的梯子

2022-08-28认识贝叶斯推理——我们认识世界的梯子

作者: 书童寒不冷 | 来源:发表于2022-08-28 23:39 被阅读0次

    经常听说世界变了,我们看待世界的眼光也要跟着变,这也是我们日常生活中常用的高级的一种思维方式。在数学上这就是贝叶斯推理。简单地说是对事物事先有个判断,然后根据你所获得的经验或者数据,再不断去修正原先的判断,逐渐接近事物的真相。概括起来就是根据最新的消息或证据调整推断的强度。

    1.贝叶斯推理的基础是条件概率

    所谓的条件概率就是,如果一个随机事件的概率会因为某个条件而产生变化,那在这个条件发生的情况下,这个随机事件发生的概率就是条件概率。只要学会操纵这些条件,我们就能改变随机事件发生的概率。操纵概率往小了说,可以避免自己被套路,陷入别人的骗局,往大了说,可以获得一些别人没有的优势,为自己争取更多的利益。

    在著名的“辛普森案”的法庭辩论上,因为双方律师对一个条件概率的问题产生了严重的分歧。辛普森的辩护律师巧妙地运用了条件概率不同条件,设了个局诱导陪审团,最后使其逃脱法律的制裁。

    原告举出了无数证据,证明辛普森常常家暴前妻,而长期家暴就是谋杀前妻的动机。被告律师则通过“美国有400万被家暴的妻子,但只有1432名被丈夫杀害,这个概率只有1432除以400万,不超过千分之0.35”这样数据证明这个动机不成立。

    不知道你有没有发现,被告律师故意忽视了一个条件就是辛普森的前妻已经被杀害。问题就不再是“在家暴的条件下,丈夫谋杀妻子的概率是多少”了,而是变成了“在丈夫家暴妻子,而且妻子已经死于谋杀的双重条件下,杀人凶手是丈夫的概率是多少”。多了这一个条件,计算结果可是千差万别。事后,有数学家根据美国1992年的数据,算出在丈夫经常家暴妻子,且妻子确实死于谋杀这双重条件下,杀人凶手是丈夫的概率是高达93%。

    当然,必须得多说一句:即使概率高达93%,也不能证明辛普森杀害了妻子,只能证明家暴和谋杀妻子之间确实有很强的相关性。从上面的例子中可以看出,考虑不考虑条件,两个随机事件发生的概率可以差出很多数量级,原来不可能发生的事情,就极可能会发生。很多人学习别人的经验,用到自己身上就不灵了,原因就是没有搞清楚条件。

    2.贝叶斯定理怎么计算

    前面我们聊到根据新信息不断调整对一个随机事件发生概率的判断,就是贝叶斯推理。生活中这种思维方式非常常见。比如去医院看病医生最开始也不知道我们到底什么病,通过不断询问症状和各种检查数据,不断的调整判断,然后选择适合的治疗方案。

    既然是说计算,贝叶斯公式的数学表达是

    P(A|B)= P(B|A)x P(A)/ P(B);

    意思是现象B出现的情况下事件A发生的概率,等于事件A发生时现象B出现的概率,乘以事件A发生的概率,再除以现象B出现的概率。举个例子,机器翻译是怎么做的呢?

    我们假定有一个英语句子Y,想要翻译成中文句子X,在计算机里面这不是一个语言学问题,这是一个数学概率问题。意思是假定英语句子Y有很多种翻译方法X1,X2,X3……XN,我们只要挑一种翻译X,使得在已知英语句子Y的条件下,X的概率P(X|Y)超过其它所有可能的句子的条件概率即可。

    我们将它套入贝叶斯公式P(X|Y)=P(Y|X)*P(X)/ P(Y)。P(Y|X) 是给定中文的句子,对应的英文句子的概率,它可以通过查字典得到所有相应的汉语词和英语词对英的概率,真正计算方式是马尔可夫模型。P(X)是所谓的语言模型,它计算的是哪个句子在语法上更合理,也可以通过一个马尔可夫模型计算。P(Y)是一个常数。经过贝叶斯公式,就能够判断给定一个句子,任何翻译出来的中文句子的可能性,然后我们找出最大的那个就是我们要翻译的内容。豆瓣电影评分等都是基于贝叶斯定理计算出来的。

    3.贝叶斯推理的优势

    一是起点不重要,迭代很重要。贝叶斯不是推理一次就完了,它是个反复的过程。每找到一个新信息,就进行一次推理,得到一个新判断。而下一个信息,要么进一步证实我们的判断,要么削弱我们的判断,就要对之前的判断进行调整。这样不断微调、不断微调,慢慢的,结果一定会和真实状况越来越接近。毫不夸张的说,贝叶斯最后一定会无穷逼近于真理。

    这其实也能给我们一个启示,人生输在起跑线上不要紧,要紧的是不断迭代自己的认知和思维模型,要做时间的朋友。

    二是信息越充分,结果越可靠。尽可能丰富的信息,是贝叶斯走向准确的最大保障。拿机器学习来说吧,它的底层理论就是贝叶斯。特斯拉的自动驾驶汽车要进行各种路测,并且千方百计收集用户开车的数据,就是因为数据越多,供它调整的机会越多,它的计算结果就会越精确,越逼近真相。

    生活里,我们总是寻找新信息,运用尽可能多的信息,提高自己判断的准确率,不知不觉的利用贝叶斯推理。

    参考资料:

    1.得到app《刘嘉·概率论22讲》。

    2. 《吴军数学通识讲义》吴军著,新星出版社2021年4月出版。

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