品鑑貝葉斯公式裡的大道理

2021-08-14 18:59:16 字數 3161 閱讀 5720

朋友圈發了不少關於貝葉斯公式的豪言壯語了,終於也算到了週末,應該簡單總結一下了。本文不是專業的數學**,跟原來一樣,主要還是以科普為目的,最終讓我們認識到利用貝葉斯公式的思維方式,可以帶來什麼不同。

先給出貝葉斯公式的通常寫法(即教科書寫法):p(

a|b)

=p(a

)×p(

b|a)

p(b)

為了理解它,需要理解很多的概念,最後過了一段時間可能還是記不住…

然而,如果我們將貝葉斯公式換乙個寫法,其中代表的含義以及如何使用它就令人恍然大悟了。

曾經很多人對貝葉斯公式給出的解釋是,先根據經驗拍乙個先驗概率,然後再逐步根據實際觀測的結果對先驗概率進行微調。寫法如下所示:p(

a|b)

=p(a

)×p(

b|a)

p(b)

其中,可以將p(

b|a)

p(b)

設為u ,這樣就成了:p(

a|b)

=p(a

)×u

如果u>

1 ,則增加事件發生的概率,如果

u<

1 ,則降低相應的概率。那麼u

代表什麼含義呢?其實

u就是根據實際資訊生成的乙個微調槓桿,隨著實驗次數的增加,它會不斷的增強或者否認先驗結論p(

a)。值得品味的是,這就是我們人類的思維方式!我們對待任何事物,幾乎都是按照這種方式進行的,首先憑直覺對事物有個大概的印象,然後根據後續發生的一系列事件對這個初始印象進行修正,雖然最終我們可能依然是在盲人摸象,但至少是在不斷逼近真理。

以上是貝葉斯公式蘊含的生活哲學。

我不知道之前有沒有這種解釋,我是沒有看到。這個解釋是我在下班的班車上突然想到的,覺得不錯,就即時總結下來,寫成這篇文章。

貝葉斯公式的兩邊同時乘以p(

b),得到以下的等式:p(

a|b)

×p(b

)=p(

b|a)

×p(a

) 嗯,就是它!

我先來解釋一下p(

a|b)

×p(b

) 的含義。

兩個概率相乘,並不總要理解成兩個事件同時發生的概率,其實從其字面意義理解更簡單。這裡先從全概率公式說起。先看下全概率公式:p(

b)=∑

i=1n

p(b|

ai)p

(ai)

公式本身很簡單,關鍵是如何來理解它。其實,關鍵就是如何理解每乙個乘積p(

b|ai

)p(a

i),它代表什麼。我這裡給出乙個解釋:

全概率p(b

) 其實是乙個數學期望,它表示事件b發生的概率的期望,假設引起事件b的前因

i 個,分別是a0

到ai ,那麼事件

b 的發生的概率就成了事件ai

的概率組合,它的期望自然而然就是每個原因導致

b 發生的概率,乘以每個原因的概率之和

(這乙個解釋和資訊熵的期望的解釋是一樣的)。

請注意,上述解釋中,ai

是原因,而b是結果。理解了這個全概率公式裡關於條件概率乘積的解釋,我們就可以理解上述的貝葉斯公式的變形了。

我們先來看式子的左邊p(

a|b)

×p(b

) ,其中p(

a|b)

代表假定事件b發生的前提下,事件a發生的概率,乘以p(

b)表示上述假定確實發生的概率,這裡

b 是因,

a是果。

再看右邊p(

b|a)

×p(a

) ,不用再重複上段的解釋,最終,

a 是因,

b是果!然而這二者卻是相等的。這意味著什麼?!

這意味著事件的發生關於時間是對稱的!如果你相信數學,那麼我們的宇宙關於時間的演化就是對稱的!沒有什麼因果區分,如果

a 發生於

b之前,那麼如果時間倒過來的話,

b 顯然發生在

a之前,它們的概率竟然是一樣的!

這很有意思!單憑這個式子,即使是上帝也無法確定時間流逝的方向:

這到底是宿命論,還是因果論的崩塌!

只是把貝葉斯公式做了乙個最簡單的移項處理,竟然可以得到這麼乙個結論,我本來是相信自由意志的,但是這個式子明顯表示因果和果因根本就是一一對應的,這是注定的,難道是數學錯了?除非概率論本身的根基就是錯的,不然這一定是乙個真理,就算沒有貝葉斯,相信隨便乙個人也會很快得出相應的結論:

我們從最基本的開始: p(

a|b)

×p(b

)=p(

a⋂b)

p(b|a

)×p(

a)=p

(a⋂b

)

所以就有:p(

a|b)

×p(b

)=p(

b|a)

×p(a

)

這難道不是顯然的嗎?即便沒有貝葉斯,這也是顯然的。然而這式子本身並不重要,重要的是這表達了一種全新的解答問題的方式,和本文第一種解釋完全契合。

執果溯因這種方**意義上的指示不是形而上的,而是物質的,是客觀的真理!

幾乎所有人的一生都是不斷事件的結果尋找原因的過程,我記得我女兒小小小時候學說話的時候,從來都是不斷模仿而不管其什麼含義,其它的行為也是不斷試錯,從周圍的人的反饋來獲取資訊,然後就知道了自己這麼做是對還是錯,是該加強還是該削減。

拋開個人不談,幾萬年甚至幾十萬年前的原始野人,在沒有任何可供現成學習的經驗的前提下,也是靠不斷的運用貝葉斯公式來逐漸逼近事物真實的原因的,當原因猜到他們認為**不離十正確的時候,他們便可以運用這個判斷去指導一些自由的行為了,這正是文明最終產生的根本源動力,搞了半天原來就是乙個貝葉斯公式!

也許現在你應該明白為什麼ai領域的機器學習中貝葉斯這個名字如此普遍存在了吧,難道原始野人的進化過程不就跟機器學習的過程很類似嗎?

貝葉斯公式的理解

推導過程 1 條件概率公式 設a,b是兩個事件,且p b 0,則在事件b發生的條件下,事件a發生的條件概率 conditional probability 為 p a b p ab p b 2 乘法公式 1.由條件概率公式得 p ab p a b p b p b a p a 上式即為乘法公式 2.乘...

貝葉斯公式的理解

最近在學粒子濾波,然後複習了以下貝葉斯公式,看到了乙個關於貝葉斯推理的例子,比較有意思,推理的題目是 好人or壞人 b想去旅行,需要找一名隊友,於是發帖找人,立馬有人a自告奮勇。但是網路真真假假,b不知道a是好人還是壞人,會不會在旅途中坑自己一把,讓他遭受危險。於是他對a說,要不我們先旅行一段路程,...

貝葉斯公式的共軛分布

共軛分布是一種極大簡化貝葉斯分析的方法。其作用是,在貝葉斯公式包含多種概率分布的情況下,使這些分布的未知引數在試驗前被賦予的物理意義,延續到試驗後,便於分析。貝葉斯公式如下 其中,表示樣本。這裡有三個重要的概念 先驗分布 似然函式,以及後驗分布。符合某種概率分布。比如說在拋硬幣之前,我們認為正反兩面...