發表於2024-12-24
英國皇傢統計學會研究員、英國皇傢天文學會研究員、《BBC聚焦》欄目科學顧問揭開被忽略的概率真相,給你
★大數據時代必備的解讀力
★後真相世界急需的思辨術
★助你預見黑天鵝,洞察灰犀牛
當信息超載,如何判斷實用價值?
麵對不確定性,如何做齣正確決策?
人生在世,有三件事可以確定:一是納稅,二是死亡,三是我們永遠擺脫不瞭不確定性和潛伏其中的風險。如何掌握不確定性,進而擁有預測能力,一直是人類不斷探尋的答案。如今,麵臨這些難題,占星、蔔卦已經不是唯*選擇,更不是*好的選擇。因為對於未知與風險,我們已經擁有瞭更先進的工具:概率學。
本書作者羅伯特·馬修斯以生動活潑的筆觸,為我們解釋瞭不可思議的日常現象背後的概率學原理,以及幾乎無所不包、令人大開眼界的精彩應用。不管是教授、醫生、病人、齣版商、賭徒、零售商、銀行傢還是消費者,任何需要做決策的人都要知道概率有多狡猾,多麼有欺騙性。
從大數據時代到後真相世界,矛盾詭譎層齣不窮,決策的風險日益高漲。唯有對概率、風險和不確定性有更深入而正確的理解,纔能培養足夠的思辨能力,擺脫決策睏境。
羅伯特?馬修斯(Robert Matthews)
英國物理學傢,畢業於牛津大學,對概率事件與不確定性有20多年研究經驗。其研究成果屢次登上《自然》《柳葉刀》等*尖學術期刊,以及《經濟學人》《金融時報》《泰晤士報》等權*報紙雜誌。他也是英國廣受歡迎與肯定的資深科普作傢,曾獲英國科學作傢協會“年度傑齣作傢奬”。
馬修斯現被英國阿斯頓大學聘為客座教授,從事概率和統計學研究。同時,他還兼任英國皇傢統計學會研究員、英國皇傢天文學會研究員、《BBC聚焦》欄目科學顧問等職。
《泰晤士報》
在這個比以往更需要有魅力的“數學大使”的時代,馬修斯撰寫瞭一本非常有意義的書。
亞瑟·本傑明 《生活中的魔法數學》作者
《極簡概率學》裏麵充滿瞭令人意想不到的洞見,包含隨機性的本質、大自然的隨機性,以及當涉及不確定性時,人類容易被誤導的天性。這本書敘事明瞭、風趣幽默,專為外行人所寫。針對大數據和統計數據的濫用,這本書將為你提供實用的建議,你將會在這裏找到有價值的信息。這個大好機會著實不容錯過!
大衛·J. 漢德 《概率原理》作者
本書展示瞭現代社會中我們需要理解的關於概率與數據的一些基本知識。他通過一些我們睜大眼睛就能看到的事實,從概率的反直覺特性角度講到如何創造財富。他的敘述簡潔明瞭,淺顯易懂。
邁剋爾·謝爾默 《科學美國人》專欄作傢 《為什麼人們相信怪異事件》作者
讀完馬修斯關於概率法則及其在現實世界中的運用這本書,我想我以後再也不會參賭體育賽事、到拉斯維加斯玩21 點、分析統計數據,或思考生活如何以同樣的方式重現瞭。書中每一章節都對一個重要的觀念進行瞭直觀解釋,教授瞭我們如何將這些觀念應用到生活中。每一頁內容都有理有據。
查爾斯·惠倫 《赤裸裸的統計學》作者
《極簡概率學》帶領讀者進入瞭一場有趣的概率之旅,嚮我們提供瞭關於賭場、保險業和群體智慧的新見解。馬修斯結閤趣聞進行分析,讓讀者對數字能告訴我們什麼(以及不能告訴我們什麼)有瞭直觀的瞭解。
約瑟夫·馬祖爾 《巧閤:神話及數學原理》作者
在達萊爾·哈夫1954 年齣版暢銷書《統計陷阱》(How to Lie with Statistics)的影響下,馬修斯同樣帶著滿腔熱情以詼諧幽默的文筆,為所有的人寫瞭一本關於概率學的書。在這個充滿虛假事實與謬誤的年代,《極簡概率學》啓發瞭我們要用懷疑的態度,去解讀不確定性。
前言 你敢與上帝擲骰子嗎?
第1章 納粹集中營裏的拋硬幣實驗
第2章 常識陷阱:平均法則真正意味著什麼?
第3章 黃金定理的黑幕
第4章 恐怖新聞?是你頭腦不夠清楚!
第5章 是美麗的巧閤,還是自欺欺人?
第6章 六顆雙黃蛋可能是親戚
第7章 電腦遊戲殺人?牛仔褲也能!
第8章 為什麼驚喜總以平淡收場?
第9章 不知怎麼辦,那就"隨機"應變
第10章 現實世界不是一座標準實驗室
第11章 智者難敵烏閤之眾
第12章 買保險,還是碰運氣?
《極簡概率學:大數據額時代,不犯錯的決策智慧》:
剋裏奇早已通曉先賢們提齣的概率學相關知識。現在,他擁有檢驗這些理論的寶貴機會,即通過大量簡單的拋硬幣試驗,記錄真實數據。那麼,等到戰爭結束(當然,前提是他能熬過這段戰亂紛飛的歲月),再迴到自己的工作崗位,剋裏奇不僅擁有概率學的理論知識,還有檢驗其可靠性的現實證據。這將是一筆非常寶貴的財富!到那時,他再嚮學生們教授這一違背人類直覺的概率推算法時,解釋起來就會更有底氣。
剋裏奇希望自己的研究盡量全麵可靠,這就意味著他要不厭其煩地拋硬幣,記錄相應結果。幸運的是,他說服瞭獄友艾瑞剋·剋裏斯坦森,加入這項枯燥乏味的實驗。兩人很快支起桌子,蓋上桌布,用大拇指把硬幣彈嚮空中,硬幣的最高處距離大拇指30厘米左右。他們開始記錄實驗結果,第一次硬幣著陸時,反麵朝上……
許多人可能已經預想到接下來事情會如何發展。統計學中著名的平均律(L,awofAver‘ages)告訴我們,隨著拋硬幣次數的增加,正麵朝上和反麵朝上的次數會逐漸趨於平均。的確,剋裏奇也發現,到第100次拋硬幣時,正麵朝上和反麵朝上的次數非常接近,分彆為44次和56次。
但是,接下來發生的事情有些蹊蹺。隨著拋硬幣次數的增加,正麵朝上的次數慢慢趕超反麵朝上的次數。等到第2000次時,正麵朝上超過反麵朝上的次數達26次。第4000次時,這個差距翻瞭一倍多,達到瞭58次,而且差距還在進一步拉大。當拋硬幣到第10000次時,剋裏奇終於宣布暫停。此時,硬幣正麵朝上5067次,超過反麵朝上次數134次。正麵朝上和反麵朝上次數之間的差距不但沒有消失,反而繼續拉大。是實驗齣瞭什麼問題嗎?還是剋裏奇發現瞭平均律的錯誤?
剋裏奇和剋裏斯坦森盡量做到拋齣硬幣時不偏不倚,匯總數據時,他們也沒發現違背平均律的現象。其實,真正的問題不在於硬幣,也不在於平均律本身,而在於人們對該定律的固有看法。因此,這個實驗雖然簡單,卻具有一個重要意義——消除瞭人們對平均律的認知誤區。
當問到什麼是平均律時,很多人會這樣迴答:“從長遠來看,各種結果齣現的次數差不多一樣。”這種觀念使平均律變成瞭一種精神安慰:當運氣不好時,我們會說否極泰來;當對手占上風時,我們會說三十年河東,三十年河西,下次就該輪到我們反敗為勝瞭。不管是因為運氣不好還是裁判不當而輸掉比賽,體育迷們經常會用平均律自我安慰——勝敗乃兵傢常事,最後比賽輸贏的次數總會差不多。
以上這些說法,對錯難以判定。但茫茫宇宙中,的確有平均律在起作用。它的存在雖沒有通過實驗演示齣來,卻經由數學方法得到瞭論證。因此,它不僅適用於我們所處的宇宙,還適用於遵循同樣數學定理的其他宇宙。物理定理也是如此。
然而,平均律並不意味著“各種結果齣現的次數最終趨於平均”。在後麵的章節中,讀者將看到,為瞭精確錶達平均律的含義,一韆多年來,無數偉大的數學傢為之嘔心瀝血。至今,仍有不少學者對該定律持有不同觀點。誠然,數學傢通常追求精確,這種執著在其他人眼中甚至有些迂腐可笑。但在平均律問題上,他們精益求精的精神卻毋庸置疑。精確錶述平均律的含義,是理解概率學運作方式的關鍵;而隻有理解其運作方式,纔能令它更好地為我們服務。
理解平均律的關鍵在於,明確“最終趨於平均”的究竟是什麼?這聽起來像是哲學上的坐而論道,不過剋裏奇的實驗有助於指引我們得齣正確答案。許多人認為,平均的是硬幣正反兩麵朝上的次數。
……
2004年4月的一個周日下午,一名32歲的英國紳士帶著他的全部身傢步入拉斯韋加斯的一傢賭場。所謂全部身傢,也就是一套換洗的內衣褲和一張支票。這位紳士名叫阿什利·雷維爾,他變賣瞭自己所有的傢産,換來一張麵額135300萬美元的支票;除此之外,雷維爾幾乎一無所有,就連身上這套燕尾服也是租來的。
雷維爾拿支票換瞭一堆籌碼,徑自前往輪盤賭桌,做瞭件非同尋常的事。他將所有籌碼都押在瞭一場賭局:他賭白色小球靜止時,會停在紅色區域內。
根據各賭場的不同規則,輪盤賭局中,紅、黑兩色區域各占一半,各自勝率也分彆接近50%。將全部身傢押在紅色區域,這在彆人看來也許是一時衝動,但事實並非如此。雷維爾為此計劃瞭好幾個月,而且徵求瞭親朋的意見。雖然他的傢人對此錶示反對,但朋友們都認為這是個絕妙的主意。當然,大多數賭場並不提倡這種孤注一擲的行為。畢竟,一旦傳齣“某男子在賭場頃刻間輸得一無所有”這種消息,賭場的聲譽就會受到不良影響。
因此,當雷維爾把所有賭注放上賭桌時,賭場經理神情緊張地問他是否確定要這麼做。但此時,似乎沒有什麼能阻止雷維爾瞭。在眾人的注視下,他略顯忐忑地等待莊傢把球拋進轉輪。接著,雷維爾箭步上前,把所有賭注都押進瞭紅色區域。雷維爾目不轉睛地盯著轉輪,隻見白球滾速減緩,在多個區域中彈來彈去,最後終於停在瞭7號區——紅色區域。
頃刻間,雷維爾的淨資産翻瞭一番——27萬美元。圍觀人群歡呼雀躍,朋友們與他激動相擁,父親當眾稱呼他為“任性頑皮的孩子”。人們可能會以異樣的眼光看待雷維爾的行為:純屬頭腦發熱,不僅欠考慮,甚至有些瘋狂。13萬美元對億萬富翁而言並非巨額,但即便是他們,也不會像雷維爾那般孤注一擲。任何頭腦冷靜、理智尚存的人都會把這筆賭資分開押注,至少先試試運氣,以期降低風險。
但現實情況是,雷維爾決定把所有雞蛋都放進一個籃子裏,而且賺得盆滿鉢滿。根據概率法則,想在賭桌上讓籌碼翻倍,最可靠的辦法就是像雷維爾一樣,把所有賭注都押上,一把定輸贏。是的,賭博有風險,你有50%的機會贏下這局輪盤,也有50%的機會變得一無所有。但奇怪的是,即便如此,最佳策略仍是勇敢地押上重注。任何保守怯懦的做法,隻會降低成功率。雷維爾這次以身試法取得瞭成功,但就幾天前,他在賭場將幾韆美元的籌碼分彆下注,卻輸掉瞭1000美元。因此,如果你想讓本錢翻倍,成功率最高的辦法就是遵循概率法則,不按常理齣牌。
那麼,我們都應該效仿雷維爾的做法,變賣所有傢當去賭場豪賭一把嗎?看看自己和賭場的運氣哪個更勝一籌?當然不是,因為我們還有比賭博更好(雖然也更無聊)的辦法。不過有一點是肯定的:這些辦法或多或少對概率學有所涉及,包括機會、不確定性、風險或信念等。
我們都知道,除瞭死亡和繳稅之外,生活中其他事都是不確定的。一旦某事存在概率因素,就很少有人能夠淡定麵對。概率讓我們失去瞭對事件的掌控。我們似乎淪為瞭莎士比亞筆下“被幸運之神玩弄於股掌間的小傻瓜”。不確定性促使一部分人信仰變化無常的神,而另一些人則竭力否認神的無所不能——愛因斯坦就曾說過“上帝不會擲骰子”。
然而,我們對概率的理解似乎自相矛盾:根據定義,概率具有隨機性,這意味著它無法被真正理解嗎?也許正是因為這樣的邏輯,使概率成為瞭人類長久以來的未解之謎。
概率學具有很強的實用性,可為什麼該理論的形成卻經曆瞭漫長的時間?早在5500多年前,概率遊戲就已經在古埃及齣現。亞裏士多德的“概率是說不清道不明的”這一觀點持續瞭很長時間。直到17世紀,一些有膽識的思想傢纔發齣質疑的聲音。
有時概率顯得難以理解,因為它往往與人類的直覺相悖。舉個有趣的例子,一場足球比賽中,雙方首發球員中存在同月同日生的2名球員的概率是多少?一年365天,雙方首發共22名球員,人們會本能地認為這個概率還不到10%。事實上,概率學錶明,真正的答案是90%左右。不相信嗎?你可以查一查各類足球比賽中,參賽球員的生日,然後親自計算一下。
那麼,究竟是什麼詭異的因素導緻瞭這一情況呢?畢竟,隨機抽取22人,然後調查其生日,很少能從中找到2名同月同日生的人。即便是拋硬幣和擲骰子這麼簡單的概率問題,結果也往往齣乎我們的意料。人們都認為拋硬幣很公平,那麼是否意味著,接連幾次正麵朝上後,接下來背麵朝上的概率會增加?你期盼齣現某種情況,可事實往往背道而馳。倒也不必為此沮喪,即扁是啓濛運動時期最偉大的數學傢,也沒能搞清楚個中緣由。
本書的目的之一,就是幫助讀者更好地理解日常生活中的概率現象,揭示其內在規律,以便更好地應用它們。本書中也提供瞭一些方法,教授如何使用這些規律預測隨機事件,幫助我們在工作和生活中做齣更好的決策,並且更理性地看待醫療診斷或投資方麵的建議。
需要闡明的是,本書並非隻是友情提示和建議指南,而是嚮讀者展示,概率法則不僅能讓你理解隨機事件,還擁有很多其他功能。它能在你人生的一些關鍵節點幫你判斷形勢,助你做齣最佳決策。無論是識彆健康風險、評估新藥療效,還是獲得新知識,或是更好地認識宇宙,概率法則都能幫我們有效區分其中的隨機事件和必然進步。
與此同時,一場以概率法則為核心的革命也在穩步進行。顯然,概率法則的力量遠比我們想象的更強。理解這種力量,需要對概率本身進行更深入的重新解讀,這種解讀曾引發瞭一場持續數十年的激烈爭論。直到貝葉斯定理[1]的齣現最終強有力地改變瞭科學、技術和醫學等領域,纔為這場爭論畫上瞭句號。
然而,到目前為止,貝葉斯定理的研究結果仍然鮮為人知。本書將告訴讀者,這些驚人的分析方法如何興起以及引發過什麼爭議,我們又該如何運用它們評估天氣預報、科研主張等事件的可靠性。
運用概率學的人也要保持警覺,因為它們很容易被濫用。人們發現,隻通過書本知識得齣結論和數據,存在本質上的缺陷。“紙上談兵”往往會帶來災難性的後果,這在學術界早已成為不爭的事實。即便如此,概率學的這些痼疾也鮮為人知,本書將努力彌補這方麵的空白。
理解概率、風險和不確定性等方麵的知識,已經迫在眉睫。當我們麵對政治騷亂、市場動蕩、方方麵麵永無止境的風險、威脅和災難時,總是奢求確定性。事實上,百分百確定的事從不存在,但我們也不應相信宿命論,或是拒絕接受現實。
本書的核心思想是:盡管我們永遠無法避開概率、風險和不確定性,但至少可以運用概率法則在某個重要時刻扭轉乾坤。
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