選單

一道數學題說明:人類有多不擅長機率思維?

文/CxEric

昨天在雪球發了一個機率題,題目如下:

假定存在某種疾病,每1000人中就有1人患上該疾病;該疾病可以被檢測出來,檢測準確率為99%。如果一個人已被測出是陽性。問:他真的得了該疾病的機率是多少?

題目連結:網頁連結

很多朋友給出的答案是99%。

但正確答案是:約9%。

一、解題過程

這個題目有多種理解方式,我提供兩種計算思路,不一定是最佳思路。

第一種,是正兒八經地畫機率樹。

一道數學題說明:人類有多不擅長機率思維?

這個圖是我隨手畫的,非常簡陋,大家湊合看就好。

如圖所示,顯示陽性有兩種情況:

1、有病——陽性,即【真陽性】

其機率為:0。001x99%=0。099%

2、沒病-陽性,即【假陽性】

其機率為:0。999X1%=0。999%

題目給定條件是【已知陽性】,求在此條件下:【真陽性】的機率。

計算過程是:

0。099%÷(0。099%+0。999%)=9。016%

第二種,是一種簡便演算法。

假定有1000人,其中有1生病,其餘999人為健康。

因此:

測出真陽性的人:1人

測出假陽性的人:999X1%=9。99

因此,當已知陽性,求此條件下真陽性的機率是:1/(1+9。99)

如果四捨五入,將9。99視為10,就會算出1/11(約9。091%)

如果不四捨五入,就會算出來:約9。099%

上述兩種演算法得出的結果都是約為9%,與直覺反應出來的 99%相去甚遠。

這裡的關鍵是,能否理解這是一個條件機率,隨著【已知陽性】這個條件的出現,機率分佈已經出現巨大改變,不能再按照直覺而去推斷。

二、這個題目的啟發

我昨天發這個貼的時候,其實關注點不是在題目本身,而是想以此說明,人腦其實天生不擅長理解隨機性、機率這些東西,更別提以機率的方式來處理【預測】問題。

這個題目只是一個簡單的條件機率模型,其難度最多是高中數學水平,但第一次就給出正確答案的人的很少。

昨晚一個有趣的現象是:

一個數學系畢業的朋友,給出的第一個答案是:99%;

一個統計學畢業的朋友,給出的第一個答案是:99%。

——太有趣了,數學很好的人也會被坑。

另一個有趣的現象是:一旦我告訴他們答案不對,很多人第二或第三次就能給出正確答案。

這個例子充分說明了卡尼曼在《思考快與慢》裡說的,人腦思考問題有兩個系統:

系統1:它的執行是無意識且快速的,完全處於自主控制狀態,無法關閉。

系統2:它需要將注意力轉移到需要費腦力的活動上來,它的執行通常與行為、選擇和專注等主觀體驗想關聯。

人類只有遇到覺得困難的問題、系統1碰壁的時候,才會調動系統2。

所以,昨晚沒有答對的朋友大部分是低估了題目的難度,試圖直接用系統1來解決問題,但在碰壁後,才認真起來,啟用系統2,認真計算了一次。

我完全相信,如果他們不是在手機上看題目,而是拿著紙筆坐在考場,這個題目對他們來說就是溼溼碎而已。

三、機率題目與投資

最後,問題來了。

如果面對這麼簡單的機率模型,人腦都容易下意識給出一個錯的離譜的答案(99% VS 9%),那在現實生活中、在股票投資過程中,人腦對機率的估計,又有多少成把握呢?

我相信,投資者總是過於高估自己的預測能力,其根源是人腦無法很好地理解隨機性、機率思維。

一個常見現象是,投資者容易認為:在某時某刻,某股的下跌機率只有30%,但是上漲機率有70%。——這種機率估算有什麼依據嗎?有什麼邏輯和計算嗎?沒有,就是拍腦袋而已。

另一個常見現象是,投資者和財經媒體,非常熱衷於統計歷史上“XX事件發生後次日的大盤漲跌的資料”,以此計算出一個【機率】,用來預測第二天大盤的漲跌機率。

比如,歷史上某事發生了10次,其中有7次第二天大盤是跌的,於是媒體就會宣稱,由於今天發生了該事件,因此明天大盤有70%的機率是跌的。

這是我見過最扯的機率計算,連高中生都不會接受。我建議讀者無視這類“機率”分析。

此外,在玩這個遊戲過程中有兩點啟發:

1、如果你低估問題的難度,你會更依賴系統1,這增加了你掉坑的機率;

2、不要太相信自己的機率估計,不要太相信自己對未來的預測(哪怕你已經覺得自己深思熟慮)

四、題目來自塔勒布

這個題目是我昨天在看Nick Sleep 的資料時看到的,但他又是從塔勒布那看到的。

塔勒布在《隨機漫步的傻瓜》中,給出了一道一模一樣的題目。

一道數學題說明:人類有多不擅長機率思維?

“我在行為研究的文獻中至少找到偏差十分嚴重的40個例子。以下是個很有名的測驗,也是叫醫學界尷尬不已的例項。接下來的問題是給醫生做的,引用自本內特寫得非常好的一本書,叫做《你賭對了嗎?》。

檢驗某種疾病時有5%的機率產生誤報。全部人口有1‰的機率罹患這種疾病。不管是否懷疑罹患這種疾病,隨機檢測一群人之後,發現有個病患的檢測結果呈現陽性,那麼這位病患染上這種疾病的機率有多少?”

塔勒布給出的答案如下:

“大部分醫生只考慮檢測的準確率為95%,而回答95%。正確的答案是病患生病且檢測發現有病的條件機率,其結果接近2%。結果有不到1/5的專業人士答對。

我來簡化這個答案。假設沒有漏報存在。1000個受檢的病患中,預料將有一位罹患這種疾病。999位健康的病患中,檢測的結果將有約50位染病,因為準確率是95%。正確的答案應該是,隨機選取的某人,檢測呈現陽性且確實染病的機率如下:

答案為1/51。

不妨想想,這一輩子你曾有多少次被告知染上某種疾病,需要接受某種藥物治療且忍受可怕的副作用,而實際上你真的罹患那種疾病的機率只有2%!”

五、再來一個題目

這個可能有點難。

在一個電視節目上,挑戰者來到最後一關,他要從三扇門裡選一扇門。其中一扇門背後是獎品,一輛汽車的鑰匙;其餘兩扇門後面是一隻羊。

現在,挑戰者選了其中一扇門,但還沒開啟。

此時,主持人從沒被選中的兩扇門裡,打開了一道門開給挑戰者看:吶,這是一隻羊。

然後,主持賦予挑戰者一個選擇權:你要不要換一道門?

問:他該不該換?

這個題目很有名,也非常有趣,答案也是反直覺的。

我遲些會在評論裡放相關的討論文章。

希望大家玩的開心

作者:C4Cire連結:https://xueqiu。com/4373567778/193066099來源:雪球著作權歸作者所有。商業轉載請聯絡作者獲得授權,非商業轉載請註明出處。風險提示:本文所提到的觀點僅代表個人的意見,所涉及標的不作推薦,據此買賣,風險自負。

瓜分6666元現金紅包!領取8%+理財券,每日限額3000份!