证据期望值守恒论

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《理性:从人工智能到僵尸 – 地图与真实的土地 – 第三部分:注意困惑 – 证据期望值守恒论》

莱德里希·斯皮(Friedrich Spee von Langenfeld),一个听取被宣判女巫忏悔的牧师,在1631年曾写下《罪案中的谨慎》(Cautio Criminalis)一书[1]也译作《论审案或对女巫起诉的谨慎性》,原文为拉丁语。在书中,作者公开对“玩弄巫术”的控诉提出异议,并呼吁当局对当时的审判流程进行改革。详见:https://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Spee;其中,他犀利地描述了宣判被指控女巫的决策树:如果她曾经的生活邪恶不堪,那么她是有罪的;如果她曾经的生活无可指摘,这也是罪证,因为她在尽量表现得品德优秀,以掩饰自己巫婆的身份。在她被关进了监狱后,如果她很害怕,这证明了她的罪恶;如果她毫不害怕,这同样证明了她的罪恶,因为女巫最会假装无辜和虚张声势。或者,当听到对巫术的指控时,她可能会想要逃跑或纹丝不动:如果她跑了,那就证明她有罪;如果她没有,说明魔鬼已经定住了她,让她无法脱身。

斯皮牧师听过许多女巫的忏悔,因而得以观察到指控树的每一个分支:不论被指控的女巫说什么或者做什么,都能成为指控她的证据。在任何个例中,你只会听到两难困境中的一个分支。这就是为什么科学家要事先写下他们的实验预期。

这两个分支不能同时成立——是从概率论的角度,而不仅仅是公平。“没有证据就是证据表明没有”这一规则是一个更普适的定律下的特殊情况,我把那个更普适的定律称为证据期望值守恒论:在观察证据后,后验概率的期望值(加权平均数),必须等于先验概率。

P (H) = P (H, E) + P (H, ¬E)
P(H) = P(H|E) × P(E) + P(H|¬E) × P(¬E)

因此,对于每个证据的概率(译注:P(E)),都有一个与之大小相等、方向相反的反证的概率(译注:P(¬E))。

如果你期望有很大的概率看到某一假说上的微弱证据,那么为了与之平衡,就必须有较小概率看到相反假说上的有力证据。如果你对自己的理论很自信,那么看到结果与自己的假说吻合只能很小幅度地提升你的自信(因为它已经接近1了);但如果你的预期出人意料地失败了,这将会(而且必须)重创你的自信。两个结果平均下来,你的自信程度必须和看到结果之前一样。同样地,仅仅是可能会有反证出现的期望——在你真的看到它之前——不应该改变你的先验信念。(同样,如果你看不懂以上内容的话,请参考《对于贝叶斯推断的直觉性解释》)

所以,如果你声称“没有蓄意破坏”是日裔美国人第五纵队存在的证据,你就必须反过来承认蓄意破坏的出现可以反驳第五纵队的存在。如果你声称“无可指摘的生活”是一个女人是女巫的证据,那么邪恶不堪的生活就必须是她不是女巫的证据。如果你认为上帝为了测试人类的信仰而拒绝现身,那么圣经中所描述的神迹就必须反驳上帝的存在。

听起来不太对劲,是吧?要留心那种似乎有点牵强的感觉,那种思维背后无声的牵扯感,这很重要。

对于一个真正的贝叶斯者来说,要找到证据来证实一个理论是不可能的。你不可能设计出任何计划、聪明的策略、或是精巧的装置,真正地让你的平均后验信心高出先验水平。你只能找到证据来检验一个理论,而不是证实它。

意识到这一点能大大减轻你的思维负担。你不需要担心如何解释每个可能的实验结果来证实你的理论。你不需要绞尽脑汁寻找蛛丝马迹来证实你的理论,因为你知道对于每个证据的概率,都有一个与之大小相等、方向相反的反证的概率。如果你尝试去削弱一个可能的“异常”观测的反证据性(译注:增加P(¬E)),你就必须相应地减轻一个“正常”观测的证据性(译注:减少P(E))。这是个零和游戏。无论你如何密谋、如何争辩、如何决策,你都不可能指望最终可以把你的(平均)信念移到某个特定的方向上。

你不妨高枕无忧,等待证据出现。

……人类的心理就是有这么乱七八糟。


翻译:糖颗颗
校对:Jack,潜艇

注释

注释
1 也译作《论审案或对女巫起诉的谨慎性》,原文为拉丁语。在书中,作者公开对“玩弄巫术”的控诉提出异议,并呼吁当局对当时的审判流程进行改革。详见:https://en.wikipedia.org/wiki/Friedrich_Spee

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