. 編輯推薦 《10堂極簡概率課》是一本基于美國斯坦福大學(xué)廣受學(xué)生歡迎的概率課而寫作的圖書,是一本適合學(xué)生、信息技術(shù)行業(yè)從業(yè)者、對(duì)概率知識(shí)感興趣的忙碌者閱讀的極簡概率論普及讀物。 《10堂極簡概率課》共包含10堂課,每堂課都圍繞概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展歷史上的一個(gè)偉大思想展開,這些在當(dāng)下的信息技術(shù)時(shí)代越發(fā)熠熠生輝的偉大思想背后的人物、故事、應(yīng)用,對(duì)讀者具有極大的啟發(fā)意義和實(shí)用價(jià)值。 這10堂課可謂星光熠熠,智識(shí)云集,妙趣橫生。牛頓、休謨、拉普拉斯、貝葉斯、伯努利、帕斯卡、費(fèi)馬、希爾伯特、玻爾茲曼、龐加萊、馮·諾依曼、丹尼爾·卡尼曼等眾位大師會(huì)在書中為你授課,講述概率與數(shù)學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、哲學(xué)、量子力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、宇宙學(xué)等學(xué)科的“緣分”,解密概率與臺(tái)球、硬幣、骰子、撲克牌、薛定諤的貓、圖靈機(jī)、鵝卵石、狗身上的跳蚤、你的銀行卡密碼之間的“黑盒子”。 《10堂極簡概率課》是對(duì)近年來出版的眾多概率論普及讀物的一次受歡迎的“瘦身”。書中有眾多接地氣的案例、啟發(fā)思考的問題,讀者可從這本書中學(xué)到很多關(guān)于概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的有用的新知識(shí)。 《10堂極簡概率課》既剖析了概率的本質(zhì),又講述了概率的思想史,其間還穿插介紹了量子物理、心理學(xué)和行為經(jīng)濟(jì)學(xué)的知識(shí)。它不但能吸引大眾讀者的目光,還能激發(fā)科學(xué)家在概率應(yīng)用方面的思考。在這本書中,兩位作者驅(qū)散了籠罩在概率和隨機(jī)性頭上的“疑云”。從拋硬幣到量子物理,他們講清楚了概率這個(gè)困擾眾多學(xué)術(shù)大咖幾個(gè)世紀(jì)的問題。 內(nèi)容簡介 在16—17世紀(jì),賭博玩家和數(shù)學(xué)家把隨機(jī)性從一個(gè)難解之謎變成了概率論,在諸多領(lǐng)域中引發(fā)了一系列變化和突破,從賭博、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、金融學(xué)、物理學(xué)到計(jì)算機(jī)科學(xué)?!?0堂極簡概率課》講述了關(guān)于概率的10個(gè)偉大思想背后的故事:是誰構(gòu)建了這些偉大的思想?這些思想的哲學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在哪些方面? 《10堂極簡概率課》的兩位作者從16世紀(jì)的醫(yī)生、數(shù)學(xué)家、專業(yè)的賭博玩家吉羅拉莫·卡爾達(dá)諾講起,卡爾達(dá)諾提出了“概率確實(shí)可以測度”的偉大思想。之后的思想家又陸續(xù)就 “頻率與概率之間有什么關(guān)系”“貝葉斯定理如何改變了世界”“如何用數(shù)學(xué)方法解決概率問題”“如何用圖靈機(jī)生成隨機(jī)序列”“如何用概率論回答休謨問題”等問題進(jìn)行了長久的爭論、探索和研究。 這10堂課可謂星光熠熠,智識(shí)云集,妙趣橫生。牛頓、休謨、拉普拉斯、貝葉斯、伯努利、帕斯卡、費(fèi)馬、希爾伯特、玻爾茲曼、龐加萊、馮·諾依曼、丹尼爾·卡尼曼等眾位大師會(huì)在書中為你授課,講述概率與數(shù)學(xué)、經(jīng)典力學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、哲學(xué)、量子力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、宇宙學(xué)等學(xué)科的“緣分”,解密概率與臺(tái)球、硬幣、骰子、撲克牌、薛定諤的貓、圖靈機(jī)、鵝卵石、狗身上的跳蚤、你的銀行卡密碼之間的“黑盒子”。 概率課開始了,趕快坐好聽講吧! 作者簡介 佩爾西·戴康尼斯(Persi Diaconis),美國斯坦福大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)與數(shù)學(xué)教授。 布賴恩·斯科姆斯(Brian Skyrms),美國加利福尼亞大學(xué)歐文分校的邏輯學(xué)和哲學(xué)特聘教授,美國斯坦福大學(xué)哲學(xué)教授。 目 錄 前言 VII 第1課 概率是可以測度的 概率測度的開始 006 帕斯卡和費(fèi)馬 008 惠更斯 013 伯努利 015 小結(jié) 017 附錄1 帕斯卡和費(fèi)馬 018 附錄2 拋硬幣的物理學(xué)原理 022 附錄3 巧合與生日問題 025 第2課 相關(guān)性判斷就是概率 部分Ⅰ:賭博與判斷概率 033 部分Ⅱ:效用與判斷概率 045 小結(jié) 058 附錄1 條件賭注的相關(guān)性 058 附錄2 概率運(yùn)動(dòng)學(xué) 060 第3課 概率心理學(xué)不同于概率邏輯學(xué) 啟發(fā)法和偏見 071 框架 073 小結(jié) 076 附錄 1 埃爾斯伯格:有序性還是獨(dú)立性? 077 附錄 2 動(dòng)態(tài)一致性與阿萊 079 第4課 頻率與概率之間有什么關(guān)系? 雅各布·伯努利與弱大數(shù)定律 086 伯努利騙局與頻率主義 087 伯努利騙局與假設(shè)檢驗(yàn) 090 頻率學(xué)派的中堅(jiān)力量 091 對(duì)理想化方法的再思考 101 小結(jié) 102 第5課 如何用數(shù)學(xué)方法解決概率問題? 在數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)之間Ⅰ 107 有限集的概率 108 集合的長度與概率 109 希爾伯特的第6個(gè)問題 113 柯爾莫哥洛夫的貢獻(xiàn) 114 把概率論視為數(shù)學(xué)的一個(gè)分支 115 把條件概率視為隨機(jī)變量 117 從有限維到無限維 119 在數(shù)學(xué)和現(xiàn)實(shí)之間Ⅱ 120 隨機(jī)選擇的整數(shù)?數(shù)學(xué)的旁白 121 柯爾莫哥洛夫?qū)Ω怕士臻g的有窮性的看法 126 小結(jié) 128 附錄1 復(fù)雜集合的測度 128 附錄2 不可測集 130 第6課 貝葉斯定理如何改變了世界? 貝葉斯vs休謨 137 貝葉斯的概率研究 140 反演問題與臺(tái)球桌 143 拉普拉斯的玩笑 146 廣義的拉普拉斯定律 147 相容性 150 為什么公開發(fā)表的研究結(jié)果大多是錯(cuò)的? 151 貝葉斯、伯努利和頻率 154 改變世界 154 小結(jié) 155 附錄 貝葉斯關(guān)于概率和統(tǒng)計(jì)學(xué)的思考 156 第7課 菲尼蒂定理與可交換概率 菲尼蒂的論著 165 有限可交換序列 166 菲尼蒂定理與一般可觀測量 169 菲尼蒂定理與正態(tài)分布 171 馬爾可夫鏈 173 部分可交換性 174 小結(jié) 175 附錄1 遍歷理論——菲尼蒂定理的推廣 176 附錄2 菲尼蒂可交換定理 177 第8課 如何用圖靈機(jī)生成隨機(jī)序列? 隨機(jī)數(shù)生成器 191 隨機(jī)算法理論 195 可計(jì)算性 198 馬丁–洛夫隨機(jī)序列 205 隨機(jī)性的變化 211 小結(jié) 212 第9課 世界的本質(zhì)是什么? 玻爾茲曼 218 概率、頻率和遍歷性 224 馮·諾依曼和伯克霍夫的遍歷性研究 224 龐加萊 227 遍歷性的層次結(jié)構(gòu) 230 玻爾茲曼歸來 231 量子力學(xué) 232 非定域性 233 量子概率歸來 237 量子混沌 238 小結(jié) 241 附錄 量子形而上學(xué):窺視潘多拉的盒子 242 第10課 如何用概率論解答休謨問題? 休謨 248 康德 249 波普爾 250 歸納懷疑論的不同等級(jí) 252 貝葉斯–拉普拉斯 252 無知如何量化? 256 概率是否存在? 258 如果置信度不可交換,會(huì)怎么樣? 259 那些用來描述世界的謂詞呢? 260 附錄 概率輔導(dǎo)課 符號(hào):把事情記錄下來 267 案例:非傳遞性悖論 269 基本事實(shí):游戲規(guī)則 272 隨機(jī)變量和期望 277 條件期望和鞅 279 案例:波利亞的罐子 281 從離散到連續(xù)再到更大空間 283 計(jì)算機(jī)登場 284 致謝 285 注釋 287 顯示部分信息 前 言 這本書是由我們在斯坦福大學(xué)合作教授了約10 年的一門課程衍生而來的。這是一門大型的混合性課程,聽課的人是本科生或研究生,他們分別來自哲學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和一些交叉學(xué)科。隨著課程的不斷發(fā)展,我們越來越相信它的內(nèi)容應(yīng)該可以吸引更多的聽眾。學(xué)習(xí)這門課的一個(gè)先決條件,就是接觸過一門概率論或統(tǒng)計(jì)學(xué)的課程,這本書的讀者同樣需要滿足這個(gè)條件。但是,考慮到某些讀者可能是在很久以前學(xué)過這類課程,我們在書中以附錄的形式,對(duì)概率論進(jìn)行了一次簡要的復(fù)習(xí)。 這本書涉及的內(nèi)容包括歷史、概率和哲學(xué)。我們不僅介紹了概率論發(fā)展過程中的一些偉大思想及其歷史,還致力于探索這些思想的哲學(xué)意義。一位閱讀過本書初稿的讀者抱怨說,讀到后,他仍然不了解我們關(guān)于概率的哲學(xué)觀點(diǎn),原因或許是我們過于中立。這個(gè)問題現(xiàn)在已經(jīng)解決了,你會(huì)發(fā)現(xiàn)我們是徹頭徹尾的貝葉斯學(xué)派,是貝葉斯(Thomas Bayes)、拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)、拉姆齊(Frank Ramsey)和菲尼蒂(Bruno de Finetti)的信徒。有人認(rèn)為貝葉斯學(xué)派是與頻率學(xué)派相對(duì)立的,而我們并不否認(rèn)頻率的重要性,或者討論客觀概率的價(jià)值。不僅如此,我們還會(huì)在合理的置信度框架內(nèi)統(tǒng)一考慮這些問題。 在這本書的開頭,我們與先驅(qū)者一起思考,涉及的工具很簡單。但到了后半部分,我們將回到當(dāng)下,不可避免地會(huì)接觸到一些技術(shù)性細(xì)節(jié)。為了保證行文簡潔流暢,我們將把某些細(xì)節(jié)內(nèi)容放到附錄中,大家可以根據(jù)需要查閱。我們還做了大量注釋,以方便讀者深入挖掘自己感興趣的內(nèi)容。在這本書的后,我們列出了一份參考書目。此外,腳注也給出了較為詳細(xì)的解釋。 媒體評(píng)論 這本引人入勝的書是對(duì)近年來出版的眾多概率論普及讀物的一次受歡迎的“瘦身”。書中有眾多接地氣的案例、啟發(fā)思考的問題,讀者可從這本書中學(xué)到很多關(guān)于概率論和統(tǒng)計(jì)學(xué)的有用的新知識(shí)。 ——約瑟夫·馬祖爾(Joseph Mazur),美國萬寶路學(xué)院名譽(yù)教授、數(shù)學(xué)科普作家 這是一本很棒的書,既剖析了概率的本質(zhì),又講述了概率的思想史,其間還穿插介紹了量子物理、心理學(xué)和行為經(jīng)濟(jì)學(xué)的知識(shí)。它不但能吸引大眾讀者的目光,還能激發(fā)科學(xué)家在概率應(yīng)用方面的思考。好書! ——史蒂芬·謝弗(Stephen Schaefer),英國倫敦商學(xué)院教授 在這本內(nèi)容吸引人的書中,兩位作者驅(qū)散了籠罩在概率和隨機(jī)性頭上的“疑云”。從拋硬幣到量子物理,他們講解了概率這個(gè)困擾眾多學(xué)術(shù)大咖幾個(gè)世紀(jì)的問題。我無法想象,這本篇幅較短的書竟然能夠容納下如此多的偉大思想! ——喬恩·埃爾斯特(Jon Elster),美國哥倫比亞大學(xué)教授 在線試讀 我們的第2 堂課要討論的第二個(gè)關(guān)于概率的偉大思想是:判斷是可以測度的,而具有相關(guān)性的判斷就是概率。(下文將告訴大家相關(guān)性的確切含義。)在第1 堂課討論的經(jīng)典賭博游戲中,我們是根據(jù)對(duì)稱性做出判斷的。我們認(rèn)為,對(duì)稱的情況發(fā)生的可能性相等。在這一課中,我們將看到關(guān)于各種可能情況的判斷中隱含的置信度也是可以測度的。在用本堂課介紹的方法測量這些置信度時(shí),我們還將發(fā)現(xiàn),具有相關(guān)性的判斷同樣具有卡爾達(dá)諾和伽利略在計(jì)數(shù)等可能結(jié)果時(shí)發(fā)現(xiàn)的那種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)。 我們?nèi)绾喂懒肯乱荒杲鹑谖C(jī)發(fā)生的可能性,采用某種治療方案后病人可以存活下來的可能性,以及被告有罪的可能性呢?如何估量某位候選人在選舉中獲勝的可能性,發(fā)生大蕭條的可能性,以及某種草率的政治行為引發(fā)戰(zhàn)爭的可能性呢?在直覺上,我們不可能像在公平的骰子游戲中那樣,通過計(jì)數(shù)等可能情況的數(shù)量來計(jì)算概率。但是,根據(jù)萊布尼茨和伯努利的設(shè)想,法律、政治和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域其實(shí)恰恰是概率計(jì)算重要的用武之地。這些概率就相當(dāng)于建立在可獲得的證據(jù)基礎(chǔ)上的置信度,但這并不意味著它們無法測算。 接下來,我們將通過賭博來討論概率的估算。在現(xiàn)實(shí)世界中,我們在很多情況下除了賭一把以外別無選擇。預(yù)測市場(prediction market)或許是一個(gè)簡單的例子。比如,有一些網(wǎng)站,你可以在上面押注賭某個(gè)特定事件將會(huì)發(fā)生或不會(huì)發(fā)生,包括誰將成為某場足球賽、賽馬或選舉的贏家。預(yù)測市場不是一個(gè)新發(fā)明,早在16 世紀(jì)就存在賭誰會(huì)當(dāng)選教皇的市場了。2 在典型的預(yù)測市場上,合約被定價(jià)為0~100 點(diǎn)。任何時(shí)候你都可以看到買入和賣出的報(bào)價(jià),比如買入56.8點(diǎn)、賣出57.2點(diǎn)。如果你想買入一份合約,你可以立即以57.2點(diǎn)的價(jià)格買入,或者報(bào)出57.0點(diǎn)的買入價(jià),然后等待愿意接受這個(gè)價(jià)格的賣家。如果你以57.0點(diǎn)(即57美元)的價(jià)格買入一份希拉里·克林頓競選美國總統(tǒng)獲勝的合約,這意味著一旦她競選成功,根據(jù)這份合約你將得到100美元的收益。當(dāng)然,合約的價(jià)格會(huì)上下波動(dòng)。 把當(dāng)前的市場價(jià)格視為市場概率,這是自然而然的事。如果C的發(fā)生概率是0.57,這個(gè)賭局的期望值就是57美元。也就是說,如果C發(fā)生,則收益為100 美元;反之,收益為0 美元。如果市場價(jià)格與概率的計(jì)算結(jié)果不相符,那么我們應(yīng)該懷疑有人在從事市場套利活動(dòng)。我們認(rèn)為,你的報(bào)價(jià)(如果價(jià)格低于x,你就會(huì)少量購入,如果價(jià)格高于y,你就會(huì)賣出)應(yīng)該可以準(zhǔn)確地反映出你的概率。 大量關(guān)于預(yù)測市場的信息資料如雨后春筍般展現(xiàn)在人們眼前。購買股票、債券和保險(xiǎn)是密切相關(guān)的活動(dòng),下面列出的這些原則可能對(duì)我們從事這些活動(dòng)有所幫助。 .
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