贝叶斯(Bayes)定理
出处:按学科分类—自然科学总论 山东人民出版社《方法大辞典》第50页(1187字)
是极率论中的一个基本定理。
当我们把极率与语句的性质联系在一起时,就把概率定义为语句代数上的实值函数P。令s,e表示任何语句,T,F表示真和假。
这样若P(e)>0即可定义给定eFS的条件概率P(S/e)=p(S∧e)/P(e) (1)
显然当e=T时,P(S/e)=P(S),它表示在真条件下S的条件概率P(S/T)就是它的无条件概率P(S)。
同样当P(S)>0时仿照(1)也可得到
P(e/s)=P(s∧e)/P(s) (2)
由(1),(2)可以得到
P(s/e)=p(e/s)·p(s)/p(e) (3)
这是贝叶斯公式的初步形式。
设S是语句的有限集合,若令s∈S是不可兼折取的语句(不相容),则
从而由(3),(4)即可得到
(5)式即为贝叶斯定理的一般形式。
贝叶斯定理的方法学意义,常常与归纳推理的概率特性有关。
传统意义上的推理可以这样来表述:
根据已知的语句(前提)去考虑接受另一个语句(结论)。在给定真前提的条件下,结论为真是非常可能的。
但是,当归纳推理与概率特性联系在一起考虑时,前提对结论的支持程度(或证据对假设的支持程度)将被贝叶斯定理所支配。
由(3)式,我们将语句e理解为证据(实验结果,前提),而将语句S理解为假设(结论)。此时称P(S)为先验概率;P(e/s)为e下的s的似点率(它是S的函数);P(s/e)为后验概率(当S是e的逻辑后承时,此量为1)。由贝叶斯定理可知,上述的四个量的关系是明显的。
为了得到e对s的支持程度;只需要在P(S)已知的情况下,求出后验概率P(s/e)即可。基于已知先验概率P(S)下的归纳推理称为归纳的贝叶斯理论。
显然,贝叶斯公式对归纳过程的描述提供了重要的方法。