統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)建構(gòu)中的邏輯思維方法論文
不確定性是世界的基本屬性,統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)注的是如何探求由觀察獲取的知識(shí)中的不確定性的度量,以及如何明確在最小損失下的最優(yōu)決策,F(xiàn)代統(tǒng)計(jì)理論或者數(shù)理統(tǒng)計(jì)的產(chǎn)生說(shuō)沒(méi)有很確切的時(shí)點(diǎn),但一般認(rèn)為是在19世紀(jì)末期,正如《統(tǒng)計(jì)學(xué)史——1900前,不確定性的測(cè)度》一書(shū)中指出的,在1880前后,統(tǒng)計(jì)學(xué)在英國(guó)取得突破(breakthrough)與革命。但在19世紀(jì)70、80年代以前,英國(guó)是一個(gè)統(tǒng)計(jì)思想“進(jìn)口”國(guó),為何英國(guó)可以迅速地就開(kāi)創(chuàng)了數(shù)理統(tǒng)計(jì)?從宏觀上說(shuō),這是經(jīng)驗(yàn)論與唯理論兩大思想傳統(tǒng)相互碰撞、擠壓與融合的結(jié)果。在歐洲理性主義傳統(tǒng)中,一支是培根以來(lái)的經(jīng)驗(yàn)論傳統(tǒng),另一支是笛卡爾代表的唯理論傳統(tǒng)。培根的經(jīng)驗(yàn)論強(qiáng)調(diào)知識(shí)來(lái)自經(jīng)驗(yàn)歸納,而笛卡爾認(rèn)為真理須經(jīng)過(guò)如幾何證明一樣嚴(yán)格的推理得到。前者對(duì)實(shí)驗(yàn)科學(xué)影響很大,而理論科學(xué)特別是數(shù)學(xué),笛卡爾路線的影響很深。19世紀(jì)末20世紀(jì)初,英國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家接受了歐陸的概率論,又經(jīng)過(guò)30年的工夫數(shù)理統(tǒng)計(jì)才逐漸形態(tài)豐滿。
從具體邏輯推理方法上看,統(tǒng)計(jì)學(xué)以歸納為其基本思想,歸納和演繹并用。本文考察統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)建立的邏輯推理過(guò)程,最后是對(duì)統(tǒng)計(jì)學(xué)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。
一、 統(tǒng)計(jì)知識(shí)建構(gòu)的邏輯方法
(一) 演繹法
演繹推理最早是兩千多年前由古希臘的哲學(xué)家們提出來(lái)的,后經(jīng)幾個(gè)世紀(jì)數(shù)學(xué)家們的研究加以完善。從我們給定的幾個(gè)前提或公理(如其中每一個(gè)被認(rèn)為是真實(shí)的)出發(fā),推證出一些結(jié)論,結(jié)論的正確性依賴于所據(jù)公理的正確性,而這些已被證明的結(jié)論,又可以作為證明其他結(jié)論的依據(jù)。
演繹邏輯多用于理論科學(xué),在演繹推理下并沒(méi)有產(chǎn)生超過(guò)前提的新知識(shí),因?yàn)樗型瞥龅?命題是蘊(yùn)涵在公理之中的。但演繹邏輯的推理前提和概念的定義卻是來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界,是新知體系的基礎(chǔ);新的公理和新的概念、定義蘊(yùn)涵了新知,但也不能說(shuō)有了新前提就可以了,新的推論并非和其前提一樣是不證自明的。因此,演繹證明并沒(méi)有失去意義,我們需要演繹邏輯把推論變得明了,變成可以接受的一般常識(shí)。
(二) 歸納法
歸納推理所面對(duì)的問(wèn)題與上述問(wèn)題正好相反,它依所給定的某些結(jié)果來(lái)決定前提,F(xiàn)實(shí)世界里,要基于不完全或劣質(zhì)的信息作出決斷,只有通過(guò)歸納推理。所謂歸納推理,就是由觀測(cè)的數(shù)據(jù)去匹配一個(gè)假設(shè),從而由特殊推向一般的邏輯推理過(guò)程。由此產(chǎn)生新的知識(shí),但是由于在數(shù)據(jù)和假設(shè)之間缺乏一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系,這是一種帶有不確定性的知識(shí)。與給定公理下的演繹推理不同,歸納推理由給出的數(shù)據(jù)所作的判斷是缺乏精確性的,這種精確性的缺乏有礙于對(duì)歸納推理的系統(tǒng)化。按人們習(xí)慣的推演邏輯,如果發(fā)展一種理論或?qū)氲耐评硪?guī)則不能保障給出準(zhǔn)確的結(jié)果,他們似乎就不被人們所接受。因此,歸納推理更多地被看做是一種技巧,其運(yùn)用成功的程度依賴于個(gè)人的技能、經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)。
(三) 風(fēng)險(xiǎn)管理的邏輯方程
直到20世紀(jì)初,人們認(rèn)識(shí)到,盡管由特殊到一般化的規(guī)律所建立起來(lái)的知識(shí)是不確定的,但如果能度量所含的不確定性,則獲得的知識(shí)盡管種類(lèi)不同以往卻是確定的。這種新的結(jié)構(gòu)可以表示為如下風(fēng)險(xiǎn)管理的邏輯方程:
不確定的知識(shí)+所含不確定性量度的知識(shí)=可用的知識(shí)
這不是哲學(xué),這是一種新的思維方法。由這個(gè)基本方程可以導(dǎo)出風(fēng)險(xiǎn)管理的一個(gè)有效方法,它把未來(lái)置于現(xiàn)時(shí)可作出明智決策的有助框架之中:在不確定性的前提下作出抉擇,則錯(cuò)誤不可避免;如果錯(cuò)誤不可避免,則在一定的規(guī)律下作出抉擇(形成新的帶有不確定性的知識(shí))時(shí),最好能知道犯錯(cuò)誤的概率(對(duì)不確定性量度的知識(shí));這樣的知識(shí)能夠用于找出制定決策的某種規(guī)律,從而減少我們決策的盲目性,使損失最小。
當(dāng)已知了各種事件發(fā)生的結(jié)果和發(fā)生的概率下,帶不確定性的決策可以劃歸為演繹邏輯的問(wèn)題,處理偶然性已經(jīng)不再成為無(wú)所適從的事情了。正是基于隨機(jī)性事自然界固有的這個(gè)前提,凱特勒(A.Quetlet)利用概率論的概念來(lái)描述社會(huì)學(xué)和生物學(xué)現(xiàn)象;孟德?tīng)?G.Mendel)通過(guò)簡(jiǎn)單的隨機(jī)性結(jié)構(gòu),入投擲骰子,公式化了他的遺傳法則;玻爾茲曼(Boltzmann)對(duì)理論物理中最重要的基本命題之一的熱力學(xué)第二定律給出了一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)的解釋。隨著統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)用于人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域,不斷尋找新的工具來(lái)處理不確定性的需要也急速增長(zhǎng)。統(tǒng)計(jì)學(xué)的普遍存在以及在開(kāi)創(chuàng)新知識(shí)領(lǐng)域方面的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了20 世紀(jì)內(nèi)的任何技術(shù)和科學(xué)發(fā)明。
二、 若干說(shuō)明
(一) 統(tǒng)計(jì)知識(shí)的誤用或?yàn)E用
演繹法與歸納法之間有一個(gè)顯著的差異。演繹推斷中,為了證明一個(gè)命題,容許選擇幾個(gè)前提,當(dāng)前提為真時(shí)結(jié)論為真,其推理過(guò)程有保真性;在歸納推理中,當(dāng)前提為真時(shí)結(jié)論不一定為真,其推理沒(méi)有保真性,而且不同的數(shù)據(jù)信息組合可以導(dǎo)致不同的有時(shí)甚至是相互矛盾的結(jié)論。因此必須使用全部數(shù)據(jù)信息,必要的情況下,數(shù)據(jù)的編輯或剔除必須是由推斷過(guò)程本身決定,而不是按數(shù)據(jù)分析者個(gè)人的意識(shí)來(lái)選擇,從而避免“統(tǒng)計(jì)方法可以證明任何你想證明的東西”的對(duì)統(tǒng)計(jì)的濫用;所謂“官出數(shù)字,數(shù)字出官”指的就是這件事。
(二) 統(tǒng)計(jì)學(xué)與數(shù)學(xué)
數(shù)學(xué)是以公理系統(tǒng)為基礎(chǔ),以演繹為基本思想方法的邏輯體系。它屬于少數(shù)可以和世界具體事物無(wú)關(guān)的自成體系的學(xué)科。統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)相反,是以實(shí)際事物為對(duì)象的,它以歸納為其基本思想,歸納和演繹并用。統(tǒng)計(jì)作為一門(mén)科學(xué), 隨著其應(yīng)用的發(fā)展和深入,涉及大量的數(shù)據(jù)及復(fù)雜的模型;因而也需要計(jì)算機(jī)和越來(lái)越多的數(shù)學(xué)。事實(shí)表明,數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)的大量運(yùn)用加速了統(tǒng)計(jì)學(xué)的發(fā)展,也更新了統(tǒng)計(jì)學(xué)的面貌,可以理解,統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)化是一個(gè)客觀存在的現(xiàn)象。但據(jù)此就說(shuō)統(tǒng)計(jì)學(xué)是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支,對(duì)統(tǒng)計(jì)和對(duì)數(shù)學(xué)二者都是不公平的;這忽視了統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)在研究目標(biāo)和思想方法上的差異,忘記了統(tǒng)計(jì)學(xué)和其他領(lǐng)域的紐帶。在1992年11月我國(guó)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒布的GB/T14745-92《學(xué)科分類(lèi)與代碼》中,已將統(tǒng)計(jì)學(xué)與數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科并列上升為一級(jí)學(xué)科。
(三) 統(tǒng)計(jì)學(xué)與個(gè)人
對(duì)于個(gè)人,由于隨機(jī)性是自然界所固有的,而我們無(wú)時(shí)無(wú)刻不面對(duì)決策問(wèn)題,這要求我們了解自然界和人類(lèi)行為中的不確定性,在利用自己和他人的經(jīng)驗(yàn)作出決策時(shí)能使風(fēng)險(xiǎn)最小化。更進(jìn)一步,統(tǒng)計(jì)知識(shí)是個(gè)人的一筆財(cái)富,可以保護(hù)自己和家人不受傳染病的影響,防范商人夸大事實(shí)的廣告,擺脫掉迷信心理,有效利用天氣預(yù)報(bào),等等。統(tǒng)計(jì)學(xué)對(duì)我們的重要性,可以從電視、報(bào)紙等媒體上相當(dāng)篇幅的各種統(tǒng)計(jì)信息得到驗(yàn)證。對(duì)大型戶外活動(dòng)提供的詳盡天氣預(yù)報(bào),各種股票、期貨等金融產(chǎn)品價(jià)格變動(dòng)信息,諸如物價(jià)指數(shù)、幸福指數(shù)等政府?dāng)?shù)據(jù),這些都是我們作出決策的有用信息。
概率統(tǒng)計(jì)知識(shí)是個(gè)人的一筆財(cái)富,在信息化社會(huì),掌握一定的概率統(tǒng)計(jì)知識(shí),用統(tǒng)計(jì)的眼光看問(wèn)題,從數(shù)字中提取有用信息進(jìn)而作出正確決策,有助于我們成為有效的公民。
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