统计学是数学的分支么?(上)——统计学的肇始与发展

文摘   教育   2024-05-23 23:27   陕西  

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这个话题分为上下两个来聊聊。

统计:最早作为学名使用的“统计”一词来源于state(国家),是18世纪德国政治学教授亨瓦尔(G.Achenwall)在1749年所著《近代欧洲各国国家学纲要》一书中发明的。意思为对国家的科学性研究,很快统计主要感兴趣是政府的政治和人口统计了。

1903年(清光绪廿九年)由钮永建、林卓南等翻译了四本横山雅南所著的《统计讲义录》一书,把“统计”这个词从日本传到我国。

自从有了组织、政府等,收集整理数据就已知存在,但只有在过去的3、4个世纪里,才有人去思考这些数据如何分析、以及如何理解数据的意义。

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统计学的肇始

1662年,一个叫做约翰·格雷特(John Granut)的英国伦敦的人,出版了1604-1661年的每周和每年的丧葬记录,对这些数据,对观察到的模式进行了一些分析:出生男性多于女性,女性比男性长寿,死亡率基本稳定……

这本《死亡记录的自然和政治观察》的小册子,对于死亡率等的分析让其他人将更好的数学方法应用于这个问题。现代这样的统计就非常普遍了,比如疫情期间全世界各个国家死亡人数统计。

或者再如下表中高考人数、所用试卷等的统计。


不过,就在埃蒙德提出了这样的想法后,精算科学的研究创始人埃德蒙·哈雷(著名的彗星命名的那位大爷),就借鉴和应用这一想法,在1693年编制了一套重要的死亡率表,用于研究保险年金的基础,这很快就成为了保险业的科学基础。保险业依靠精算师来分析各种保险政策所涉及的风险,不过现代有计算机、AI等更加专业的工具来提供分析。


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统计学与概率珠联璧合

18世纪上半叶,概率和统计学作为两个密切相关的不确定性数学领域发展起来了,概率探讨一个已知样本中未知样本的情况,比如:掷一对骰子,我们非常清楚他出现的各种可能的数字组合,那么我们就能说出下次掷出9点的可能性;而统计,是通过调查一个小样本,探究了一个位置的几何可以说明什么情况,比如,我们随机调查了100对适龄夫妻的生育子女的个数情况,我们能大致推断全城的适龄夫妻的生育子女的数量吗?

雅各布·伯努利

在以前的文章中有过介绍《概率概念的终结与数学概率论的肇始:不得不谈的雅各布·伯努利》,雅各布·伯努利于1713出版的《猜度术》前三部分谈到是概率理论,而在第四部分,提出了前三部分所说的一些数学概念在政治、经济等领域具有重要的价值和实用性。

但也指出了若要确定结论的正确性,那就需要非常大量的数据,也就是雅各布·伯努利所提出的“黄金定理”(后来我们称之为“大数定律”)。

《猜度术》这本书是概率和统计的第一本综合书。

不过直到雅各布·伯努利去世也没有很好地解决这个大量数据的“大量”到底该如何合理的确定。


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数据的可靠性

18世纪,欧洲科学和商业就面临数据可靠性这个问题了。

有雅各布·伯努利提出的未解决的“合适的量”的问题,就会有解决问题的高手出现。

是解决问题的高手,不是将提问题的人解决掉!

不过初次出现解决问题的人的时候,雅各布·伯努利去世已经28年了。

也就是1733年,在英国伦敦居住的法国人亚伯拉罕·德·莫伊夫,将我们现在称为正态曲线的描述为二项分布的近似。

他利用这个想法对能够确定出正确结论的观测次数进行了估计,但是这个并没有非常好滴解决这个问题。

接下来将近用了1百年的时间,才出现更强大人和更高级的工具来更好地解决这个问题。

这个话题就留在下次了,也要再回答一下统计是不是不是再聊了。



参考书籍:

笹部贞市郎.2015.《这才是最好的数学书》[M].[北京]北京时代华文书局。

比尔·伯林霍夫、费尔南多·辜维亚.2019.《Math Through The Ages:A Gentle History for Teachers and Others》[M].[北京]北京时代华文书局




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