概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)發(fā)展簡史
(作者未知) 2009/9/9
(接上頁)統(tǒng)計(jì)是一個(gè)比較年輕的數(shù)學(xué)分支.多數(shù)人認(rèn)為它的形成是在20世紀(jì)40年代克拉美(H.Carmer)的著作《統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)學(xué)方法》問世之時(shí),它使得1945年以前的25年間英、美統(tǒng)計(jì)學(xué)家在統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的工作與法、俄數(shù)學(xué)家在概率論方面的工作結(jié)合起來,從而形成數(shù)理統(tǒng)計(jì)這門學(xué)科.它是以對隨機(jī)現(xiàn)象觀測所取得的資料為出發(fā)點(diǎn),以概率論為基礎(chǔ)來研究隨機(jī)現(xiàn)象的一門學(xué)科,它有很多分支,但其基本內(nèi)容為采集樣本和統(tǒng)計(jì)推斷兩大部分.發(fā)展到今天的現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué),又經(jīng)歷了各種歷史變遷.
統(tǒng)計(jì)的早期開端大約是在公元前1世紀(jì)初的人口普查計(jì)算中,這是統(tǒng)計(jì)性質(zhì)的工作,但還不能算作是現(xiàn)代意義下的統(tǒng)計(jì)學(xué).到了18世紀(jì),統(tǒng)計(jì)才開始向一門獨(dú)立的學(xué)科發(fā)展,用于描述表征一個(gè)狀態(tài)的條件的一些特征,這是由于受到概率論的影響.
高斯從描述天文觀測的誤差而引進(jìn)正態(tài)分布,并使用最小二乘法作為估計(jì)方法,是近代數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展初期的重大事件,18世紀(jì)到19世紀(jì)初期的這些貢獻(xiàn),對社會發(fā)展有很大的影響.例如,用正態(tài)分布描述觀測數(shù)據(jù)后來被廣泛地用到生物學(xué)中,其應(yīng)用是如此普遍,以至在19世紀(jì)相當(dāng)長的時(shí)期內(nèi),包括高爾頓(Galton)在內(nèi)的一些學(xué)者,認(rèn)為這個(gè)分布可用于描述幾乎是一切常見的數(shù)據(jù).直到現(xiàn)在,有關(guān)正態(tài)分布的統(tǒng)計(jì)方法,仍占據(jù)著常用統(tǒng)計(jì)方法中很重要的一部分.最小二乘法方面的工作,在20世紀(jì)初以來,又經(jīng)過了一些學(xué)者的發(fā)展,如今成了數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中的主要方法.
從高斯到20世紀(jì)初這一段時(shí)間,統(tǒng)計(jì)學(xué)理論發(fā)展不快,但仍有若干工作對后世產(chǎn)生了很大的影響.其中,如貝葉斯(Bayes)在1763年發(fā)表的《論有關(guān)機(jī)遇問題的求解》,提出了進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷的方法論方面的一種見解,在這個(gè)時(shí)期中逐步發(fā)展成統(tǒng)計(jì)學(xué)中的貝葉斯學(xué)派(如今,這個(gè)學(xué)派的影響愈來愈大).現(xiàn)在我們所理解的統(tǒng)計(jì)推斷程序,最早的是貝葉斯方法,高斯和拉普拉斯應(yīng)用貝葉斯定理討論了參數(shù)的估計(jì)法,那時(shí)使用的符號和術(shù)語,至今仍然沿用.再如前面提到的高爾頓在回歸方面的先驅(qū)性工作,也是這個(gè)時(shí)期中的主要發(fā)展,他在遺傳研究中為了弄清父子兩輩特征的相關(guān)關(guān)系,揭示了統(tǒng)計(jì)方法在生物學(xué)研究中的應(yīng)用,他引進(jìn)回歸直線、相關(guān)系數(shù)的概念,創(chuàng)始了回歸分析.
數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)發(fā)展史上極重要的一個(gè)時(shí)期是從19世紀(jì)到二次大戰(zhàn)結(jié)束.現(xiàn)在,多數(shù)人傾向于把現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的起點(diǎn)和達(dá)到成熟定為這個(gè)時(shí)期的始末.這確是數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)蓬勃發(fā)展的一個(gè)時(shí)期,許多重要的基本觀點(diǎn)、方法,統(tǒng)計(jì)學(xué)中主要的分支學(xué)科,都是在這個(gè)時(shí)期建立和發(fā)展起來的.以費(fèi)歇爾(R.A.Fisher)和皮爾遜(K.Pearson)為首的英國統(tǒng)計(jì)學(xué)派,在這個(gè)時(shí)期起了主導(dǎo)作用,特別是費(fèi)歇爾.
繼高爾頓之后,皮爾遜進(jìn)一步發(fā)展了回歸與相關(guān)的理論,成功地創(chuàng)建了生物統(tǒng)計(jì)學(xué),并得到了“總體”的概念,1891年之后,皮爾遜潛心研究區(qū)分物種時(shí)用的數(shù)據(jù)的分布理論,提出了“概率”和“相關(guān)”的概念.接著,又提出標(biāo)準(zhǔn)差、正態(tài)曲線、平均變差、均方根誤差等一系列數(shù)理統(tǒng)計(jì)基本術(shù)語.皮爾遜致力于大樣本理論的研究,他發(fā)現(xiàn)不少生物方面的數(shù)據(jù)有顯著的偏態(tài),不適合用正態(tài)分布去刻畫,為此他提出了后來以他的名字命名的分布族,為估計(jì)這個(gè)分布族中的參數(shù),他提出了“矩法”.為考察實(shí)際數(shù)據(jù)與這族分布的擬合分布優(yōu)劣問題,他引進(jìn)了著名“χ2檢驗(yàn)法”,并在理論上研究了其性質(zhì).這個(gè)檢驗(yàn)法是假設(shè)檢驗(yàn)最早、最典型的方法,他在理論分布完全給定的情況下求出了檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量的極限分布.1901年,他創(chuàng)辦了《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》,使數(shù)理統(tǒng)計(jì)有了自己的陣地,這是20世紀(jì)初葉數(shù)學(xué)的重大收獲之一.
1908年皮爾遜的學(xué)生戈賽特(Gosset)發(fā)現(xiàn)了Z的精確分布,創(chuàng)始了“精確樣本理論”.他署名“Student”在《生物統(tǒng)計(jì)學(xué)》上發(fā)表文章,改進(jìn)了皮爾遜的方法.他的發(fā)現(xiàn)不僅不再依靠近似計(jì)算,而且能用所謂小樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)推斷,并使統(tǒng)計(jì)學(xué)的對象由集團(tuán)現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機(jī)現(xiàn)象.現(xiàn)“Student分布”已成為數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)中的常用工具,“Student氏”也是一個(gè)常見的術(shù)語.
英國實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)家兼統(tǒng)計(jì)學(xué)家費(fèi)歇爾,是將數(shù)理統(tǒng)計(jì)作為一門數(shù)學(xué)學(xué)科的奠基者,他開創(chuàng)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)法,憑借隨機(jī)化的手段成功地把概率模型帶進(jìn)了實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域,并建立了方差分析法來分析這種模型.費(fèi)歇爾的試驗(yàn)設(shè)計(jì),既把實(shí)踐帶入理論的視野內(nèi),又促進(jìn)了實(shí)踐的進(jìn)展,從而大量地節(jié)省了人力、物力,試驗(yàn)設(shè)計(jì)這個(gè)主題,后來為眾多數(shù)學(xué)家所發(fā)展.費(fèi)歇爾還引進(jìn)了顯著性檢驗(yàn)的概念,成為假設(shè)檢驗(yàn)理論的先驅(qū).他考察了估計(jì)的精度與樣本所具有的信息之間的關(guān)系而得到信息量概念,他對測量數(shù)據(jù)中的信息,壓縮數(shù)據(jù)而不損失信息,以及對一個(gè)模型的參數(shù)估計(jì)等貢獻(xiàn)了完善的理論概念,他把一致性、有效性和充分性作為參數(shù)估計(jì)量應(yīng)具備的基本性質(zhì).同時(shí)還在1912年提出了極大似然法,這是應(yīng)用上最廣的一種估計(jì)法.他(未完,下一頁)
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