50von mises 的频率理论

为概率计算的所有主要定理提供基础的频率理论首先由richard von mises提出的。他的基本思想如下。

概率计算是似机遇的或随机的事件或偶发事件序列,即例如连续掷骰子那种重复性事件序列的理论。借助两个公理条件把这些序列定义为“似机遇的”或“随机的”:收敛公理(或极限公理),和随机公理。如果一个事件序列满足这两个条件,von mises就称它为一个“集合”(collective)。

大体上说,一个集会就是一个事件或偶发事件的序列,它在原则上可以无限地延续下去;例如掷骰子序列。假设骰子是破坏不了的。在这些事件中,每一个都有一定的特性和性质;例如可以掷个5,因而具有性质5。如果我们选取直到序列某一元素以前已出现的所有具有性质5的掷骰子次数,除以直到那个元素以前掷骰子的总数(即序列中它的基数),那么我们就获得直到那个元素以前的5的相对频率。如果我们确定了直到这个序列每个元素以前5的相对频率,我们就用这种方法获得一个新的序列——5的相对频率序列。这种频率序列不同于它与之相应的原先的事件序列,后者可称为“事件序列”或“性质序列”。

我选取我们称之为“二择一”(alternative)作为一个集合的简单例子。我们用这个词指假定只有两种性质的事件序列——例如掷一个钱币猜正反面的序列。一种性质(正面)用“1”表示,另一种性质(反面)用“0”来表示。于是事件序列(或性质序列)可用下式表示:

a

0

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

0

1

0……

与这种“二择一”相应——或更精确地说,与这种二择一的性质“1”相关——的是下列“相对频率序列”,或“频率序列”:

a’)0……

收敛公理(或“极限公理”)假定,随着事件序列越来越长。频率序列将趋向一个确定的极限值。von mises使用这个公理是因为我们必须弄清楚我们能够借以工作的某个固定的频率值(即使实际的频率值有一些波动)。在任何集合中至少有两种性质;如果我们得到与某个集合所有性质相应的频率极限值,那么我们就得到集合的“分布”。

随机公理或有时称之为“排除赌博系统原理”

the principle of the excluded gambling system),是打算用来为序列的似机遇性质提供数学表现。显然,如果掷硬币的序列有规律性,比方说在每三次掷正面后就出现反面相当有规律,那么一个赌徒就会用某种赌博系统来改善他的运气。随机公理就一切集合假定,不存在能够成功地应用于这种集合的赌博系统。它假定,不管我们可以选取何种赌博系统以选择认为有利的掷猜(tosses),我们将发现,如果赌博有足够长的时间继续下去,认为有利的掷猜序列中的相对频率接近的极限值与所有掷猜序列的极限值是一样的。因此存在着一种赌徒能借以改善他运气的赌博系统的序列不是von mises意义上的集合。

对于von mises来说,概率是“集合中相对频率极限度”的另一个术语。所以概率概念仅应用于事件序列;从keynes等人的观点看来,这样的限定大概是完全不能接受的。对于批评他的解释太窄的人,von mises的回答是强调科学的使用概率(例如在物理学中)与一般的使用概率之间的不同。他指出要求定义恰当的科学术语非要在一切方面去适应不确切的、前科学的用法是个错误。

按照von mises的意见,概率计算的任务只不过在于此:从具有某些给定“初始分布”(initial distributions)的某些给定“初始集合”(initial collectives)推论出具有“导出分布”(derived distributions)的“导出集合”(derived collectives);简言之,根据给定的概率计算出那些没有给定的概率。

von mises把他的理论的独特特点概括为四点:集合概念先于概率概念;定义概率概念为相对频率的极限值;提出随机公理;以及规定概率计算的任务。