(已刊于《新京报》)
坚信动物预测地震的人士们最基本的“信念”就是:地震来临之前所发生的人类不能感知到的某些信号,许多动物能够感知到。向安婆婆同学学习一下,虽然咱不是靠数学统计或者动物地质吃饭的专业人员,但是应该不妨碍咱也用点知道的数字的知识来讨论一下:退一百步,即使这条“信念”是正确的,那又如何?
如果有一种病,发病率不算高,假设0.1%吧,一旦发生了就不可救药。但是如果提前知道,可以进行代价不小但是相对于死亡来说还可接受的防治,比如说从此不许吃肉,或者天天吃二两黄连,再或者切掉一条腿。。。在医学上有一种检测方法,可以进行早期诊断。当然就像别的检测方法一样,它总有一定的出错概率。这个方法能够做到的是:如果你有病,那么检测结果99%会是阳性;如果你没病,那么有1%的可能性结果会呈阳性。当然你仍然可以责怪医学研究人员为什么光吃饭不干活,不能让那99%变成100%,让那1%变成0%。但是,就目前的医学水平而言这也不算差了。现在,你进行了一次检测,结果呈阳性,你会怎么办?从此不吃肉?天天吃黄连?切腿?。。。
换句话说,面对阳性率99%的检测方法得到的阳性结果,你会有多大的信心接受“有病”的判断?对于数学或者统计人士,应用条件概率的公式可以直接给出答案。考虑到很多人不习惯用数学公式来说话,我们还是换种具体直观的方式来分析吧。
对于一个100万人口的人群进行这个疾病的普查。发病率0.1%,大致有1000人得病,99%的阳性率,所以约有990个阳性结果。没病的99.9万人中,1%会被误诊为阳性(所谓的假阳性),共有9990个阳性结果。所有检测下来,共有10980个阳性结果,其中只有990人是真正有病的,比例是9%!
好了,虽然检测结果是阳性的,但是你没病的可能性还有91%。你会选择不吃肉,每天吃黄连,或者切腿吗?
为什么一个阳性率已经相当高(99%)的检测方法,检测出来阳性结果的时候却是91%可能没病呢?仔细看看上面的分析,不难发现:尽管只要有病就几乎肯定(99%)能被检测到,没病被误诊的概率也不高(1%),但是由于发病率很低所以真阳性的数量远远小于假阳性的数量。结果,有病固然基本上显示为阳性,但阳性结果却只有很小的概率是真的有病。
现在让我们来玩玩数字游戏,把上面的几个数字改变一下,看看结果会发生什么改变:
一、 保持随机发病率(0.1%)和假阳性率(1%)不变,把阳性率提高到100%,结果阳性结果时的有病概率是9.1%;阳性率降低到90%,阳性结果的有病概率则变为8.3%;如果降低到50%,则结果变为4.8%。也就是说,对于检测结果为阳性的时候得病概率的问题,表示有病情况下被检测出来的准确性(阳性率)并不是那么关键。不过这个数字的影响在于,如果低的话,检测结果阴性但是有病的可能性却还是很高,这个检测也就很成问题。
二、保持阳性率(99%)和假阳性率(1%)不变。把发病率改为1%,阳性结果有病的概率就变成了50%;如果把发病率降低到0.01%(万分之一),则即使检测结果为阳性,得病的概率也还不到1%。
三、 保持阳性率99%,发病率0.1%不变,把假阳性率降低到0.1%,会发现阳性结果有病的概率变成了49.8%;如果假阳性率升高到5%,则这个概率只有1.9%。
好了,总结上面的数字游戏——游戏只是说随意地改变参数,算法是可靠的——可以看出:当面对一个阳性结果,真实情况如何并不全由阳性率(有病的时候能被检测到的概率)决定。真实的随机发病率和假阳性率的相对大小甚至更为重要。
对于地震预测而言,地震相当于得病,我们用来预测地震的方法相当于检测手段,而试图用以预测地震的那些“异象”,蟾蜍过街也罢,猪不进圈也罢,相当于阳性结果。地震预测就是根据那些“阳性结果”去推测地震发生的可能性。
现在我们来看看地震预测中的这几个参数。尽管有无数的文章从科学研究的现有结果指出地震与动物“异象”关系不大,但是许多人仅仅出于“信念”而“相信”动物有着神奇之处,在地震来临之前可以感受到并且做出反应。好吧,我们不在这个问题上费口水了,就算可以吧。按照这种“信念”,如果地震要发生,蟾蜍一定会搬家,猪一定会出圈,狗一定会叫个没完。。。把阳性率假设为100%,总不会再有口水了吧。再说地震发生,有意义的预测总得告诉人们在一个不大的地区内不长的时间内有不算低的可能性发生地震,预测“未来十年中国会发生大地震”大概没有什么实际意义。预测到一块不大的区域,比如中国行政区划上的一个地区,在几个月内有地震大概才会有一定的决策意义。想想这样的一个区域在过去几百年中发生了几次地震,可以估算在一定长度的时间段内发生地震的概率。比如500年中发生了5次大地震(这个算得上地震高发区了吧?),那么在任何一个月的时间段内发生地震的概率可以估算为1200分之一。而对于某种动物“异象”,比如蟾蜍过街或者猪不进圈,也可以统计在这500年中发生过多少次,除去发生了地震那几次,剩下的就是假阳性的次数。这个数字大概无法统计,因为没有发生地震的话人们会忽略这种“异象”而不会留下记录。不过,现在的资讯发达,过去几年全国报道过的“蟾蜍过街”不下十起,即使把绵竹的那一起勉强算作“阳性结果”,假阳性率应该还是大大高于地震发生率。这里做个保守估计,算10倍吧,那么假阳性率是120分之一。把这三个数字带入上面的分析,结果:即使地震来临之前蟾蜍一定会过街,当看到蟾蜍过街的时候,地震发生的概率也只有9.1%。
这个9.1%,还是基于上面的数字游戏中所有数字都尽可能往有利于预测的方向上靠的结果。实际上有很多地震之前并没有看到蟾蜍过街,也就是说那个100%的阳性率是不靠谱的,其次实际的地震发生率和蟾蜍过街率的差别,很可能也要远远高于10倍。所以,蟾蜍过街这个“阳性结果”,所预示的“得病概率”还会远远低于上面的结果。一个检测结果阳性的人,如果没有作防治,最后得了绝症,人们会说虽然只有百分之几的可能,但是切腿还是比得绝症好多了,当初应该接受“预测”的。但是,当初面对几个百分点的得病概率还没有发病的时候呢?当面对大量既没切腿又没得病的例子的时候呢?
许多人又说了,谁让你只看蟾蜍的,多看些动物,假阳性率不就低了么?这话理论上是没错的。问题在于,多看些动物,比如在蟾蜍过街的同时,还要猪不进圈,狗不吃饭,鸡不下蛋。。。如此等等,同时发生来作为“阳性指标”。假阳性率可能是降低了,“真阳性率”却也同时降低了。看看过去发生的地震,有多大的比例同时达到了这些“阳性指标”?“真阳性率”降低了,地震还是不能被预测到。
在前面疾病普查的例子中,疾病的随机发生率是0.1%,检测结果是阳性的话虽然得病的概率也不够高,但是上升到了9%。我们再在进行一次独立的检测,如果还是阳性的话,患病的可能性就高达90.7%。当然我们还可以再进行一次,还是阳性的话,得病概率就接近100%了。这也就是许多阳性结果要进行复查的原因。这里强调要“独立进行”,是因为只有复查独立进行,依据的信息跟前一次无关,计算中所用的参数才成立。但是对于地震预测来说,如何进行这样独立的复查?或许有人说可以把蟾蜍过街当作一次,猪不进圈当作一次,甚至狗不跟邻居的母狗搭讪也算作一次。这想法也不是不可以,但是当这样预测的时候,每一种预测中所用的参数都将是别的取值了,没法按照上面的计算过程简单重复了。有兴趣的人当然可以取认为合理的参数,看看这样的“预测”有多靠谱。
如果有1%的可能要得绝症,而防治的措施是不吃肉的话,相信很多人可以做到;天天吃黄连,大概也有很多人可以接受;但是切腿呢?
即便是我们“相信”地震来临的时候动物会有异常,根据这种“异常”来“预测”地震的可靠性能有多高?相对于地震来临,长时间大面积众多人口的躲避是相当于不吃肉,吃黄连,还是切腿?
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你自己觉得写的条条是道吧,呵.
用错误的论据证明错误的论点.
在科学无法解释的时候,公众寻求神秘主义的解释,不足为奇,所谓病急乱投医么。
要跟公众说清楚已知先验概率求后验概率不是一桩简单的事情,估计连岳看到P(A|B)就晕了。
大概去医院治不好病然后看老中医,老中医也治不好就去跳大神是同样的道理。
科学解释清楚了也白搭,美国还有3成人不信进化论呢。普及科学的思维方式,比普及科学知识更重要。
我以前也是如您这样想的。看了这个帖子发现,普及虚心的态度和收敛掉不必要的那部分批判思维,比普及思维模式甚至更迫切。
要批判,可以。写篇文章来驳斥好了,说服我,我就支持你。不过,文章里数学公式占的篇幅不得少于60%,要么我直接撕掉。这个规矩不是我发明的,是我一个给专业期刊审过稿的教授发明的。
坦率的说,其实你自己也并没有做到你所的虚心的态度和收敛迪奥不必要的思维。
你的第一个回复就涉及了自然科学与人文科学之间的对立问题,这个问题并是有很多哲学家在研究的,而且研究这个现象的专家好多也是有很高的自然科学水平的,也有不少这方面的专著。那你又有没有反思过,你说过的这些话可能在研究这个领域的人看来也是“孺子不可教”的话呢?
据你透露的信息,不客气的说,你现在也称不上所谓“科班出身”。你现在的这种状态,可以说有点geek了。真正的科学的本性是包容的,根本不是所谓的象牙塔。真正的大师,处于对本学科的热爱,才愿意把他所知的东西,用他们所能做到尽量通俗的方式,给大众讲解。你不要说这是没意义的,你还没到那个层次,不理解也是很正常的。
这里没见到地震专家,大家都是外行。学物理也好学人文也好,对于地震专家而言,都是amateur,半斤八两,不必五十步笑百步。
你说的这个教授的做法,说到底也不过是一种偷懒的做法罢了。可能是有效率的,可能你觉得这样很帅,可是这不是科学的正路,这是国内特殊情况下的畸形现象。
另外,我一直很不明白一件事情,你说“本人是某TOP 10高校的物理系的本科生”
这句话让我很是一头雾水:有人问你这个问题吗?你家这个ps是想说明什么?学物理的本科生能证明你是地震方面的权威?什么是top10?哈佛?普林斯顿?
你所谓理工科的优越感,更是莫名其妙。
“我可以和他们探讨诗歌散文和政治历史,并显示不输于他们的知识积累(量化而言,就是阅读量)和分析能力。”
你所说的那些试图推翻相对论的人,也一定觉得是自信满满的,认为自己的物理知识不逊于你“科班出身”的。在兼容并包性上,人文科学界确实做的比自然科学界好很多。起码人文科学的学生里,懂得谦虚,懂得尊重别人的言论,懂得即使错误的言论也有其价值的人比学自然科学的人要多。
如果你有兴趣涉猎一点专业外的知识,我倒建议你看一看进化论方面的东西。从这个理论诞生到现在,是走过了怎么样的道路。在跟神创论的大辩论中怎么发展起来的,神创论的一些错误观点又是怎么促进进化论的完善的。
我不是什么很牛的学生,但是有从物理学转到数学系的经历,所以算是一个理科生吧。
你说,以下是原话(在兼容并包性上,人文科学界确实做的比自然科学界好很多。起码人文科学的学生里,懂得谦虚,懂得尊重别人的言论,懂得即使错误的言论也有其价值的人比学自然科学的人要多。)
在这里我可不可以不敢苟同一下?
先说明一下,像lightstar对文科生的态度,我看了也很不舒服,如果理科生可以拿出一堆数学公式对文科生显摆的时候,那么,我认为,至少这不是什么光彩的做法,数学公式是写给数学教授们看的(我们教授已经把写出复杂的公式当成娱乐游戏了),各有所长,马琳完全没有必要找乔丹打乒乓球,然后得出美国人不能玩乒乓的结论。何况,彼不是乔丹,此也不是马琳,谁先吵起来,谁就已经是输的一方。
记得原来对数学很不感冒的时候,正是这一篇篇的科普论文,让我看到充满着智慧和灵气的殿堂,一个美妙非凡的世界。如果但是我看到的不是深入浅出的介绍,(好吧,不是那么严谨又怎么样呢?)而是一堆和新闻联播一样乏味的数学公式,那么我如今很可能是个文科生,
所谓文科生有些难免有文人的酸腐气一样,你们文人不也相轻吗,我们理科生也有一股...固执,因为我们多少有一点崇尚思维胜过知识,崇尚理性胜过感觉的心态,但是我见过很多大牛,都把这种心态平衡的很好,文人应该是温和内敛的,如你所说,正因如此,才要切记犯一棍子打死一船人的错误
Pingback: Bo Zhang’s Homepage » [转载] 科学松鼠会之地震专辑部分文章
呵呵,如果松鼠会沦为又一个理科人士对文科人士显摆“智力优越感”的垃圾堆,云无心你就算明珠暗投了。我已经看到有人不分青红皂白地以暴露鼠蹊为乐了。
你说的是谁?
呵呵,科学老鼠会搞传销不?
金仕并,我觉得你的发言就很符合“不分青红皂白”的特征,这是科学的讨论,你觉得云无心的文章写得有问题,可以提出来大家探讨,一句话,请摆出自己的根据来支持你的观点。
首先,动物异象不能作为单独判断的依据。因为造成动物异象的原因是多方面的。其中包括但不限于动物本身的生理活动及病理情况,异常气候影响,季节变化提前或推迟,环境的污染以及动物的繁殖状况,生态平衡等等。博主的小模型就是为了说明这一情况。我在这一层面上同意博主的观点:仅仅靠观察动物异象不能预测地震。
但如果这些异象位于有过明确的中长期预报的地震带附近,那么用博主的话说就是“真阳性率大大增加,假阳性率大大减少”,专家至少应该开始对动物异象加以{[(真正的)]}重视,尽量排除我上面提及的各种诱因。注意发生异象的动物种类、数量和范围。对这些地区进行重点观测。如探查是否有短频电磁波、超声波、压力波、温度变化、自然水的化学成分变化及其它动物可感或不可感的临震异常情况。当这些都做到位了,也很难保证较高的临震预测准确率,但如果不做就根本预测不到。我就觉得某些专家是敷衍了事。
总结:动物预报地震不靠谱,但动物表现具有一定的参考价值。
从理论上我赞同你的这个看法,这么做是否有实际意义值得商榷。这种研究日本应该做得不少了,至少到目前没有有意义的结论。许多国家放弃了,我们当然可以继续。如果把它当作一种投资大、回报率很低的研究,愿意把钱投在上面也不是不可以。
相比损失,投资不会太高。
可能博主误会了,我不是说一定要注重动物的表现并且把动物关在笼子里面当探测仪。我也知道很多国家放弃了用动物预报地震的方法,可能是因为仪器可以做到比动物灵敏。日本做得不少,但是相关性存疑,没有有意义的结论。这我也知道。我不是说的这个。
我的意思是,在高危地区发现异象应该重视,就算不去花力气排除造成动物异象的其它诱因,也应该用已经研发出来的技术和设备进行重点勘测。当然这部分需要花费。我认为这部分花费值得。
其实我的观点早已经离题了。我在 2008.05.28 15:17发表的第一段话就是对博主的证明的进一步描述。我同意博主这篇文章,只不过我认为这样杀鸡用牛刀了。
当然,博主这种方式也是一种策略。
用博主的用词来总结我的看法:在高危地区应该以科学的手段进行独立的复查。
我想日本就是个高危地区
你说的话我赞成 打个很不恰当的比喻 只要出门上街就有可能被车撞死 不管这概率有多低 但是没有人会因此不出门
但说实话 我觉得说这些有的没的都没有用 还能瞎白话这么多 就是因为死的人不是你 不是我 对于有幸存活的人 再高的概率都是零 而对于死去的人 再低的概率都是百分之百
辩论这些做什么呢 做点有意义的事情不好么?????????
貌似讨论的根本就不是一回事,科学概率问题在生死灾难处置面只是个参考,9%的概率至少可以让地震局|ZF检查房屋,暗地里组织救灾队伍和做好应急预案,对百姓进行防震逃生教育了
况且没人说蛤蟆过街地震局就一定要让大家都跑出来,而是大家看到蛤蟆过街之后至少替大家警惕一下,不要把大家推回到屋子里说这是环境变好了导致的
松鼠同志们,有空请翻译以下网站,有助于澄清很多人的困惑
http://en.wikipedia.org/wiki/Type_I_and_type_II_errors
大英百科也有类似的表述,对于地震前兆的关注,有着明显的文化差异。动物异像等宏观前兆,大多局限在东方;而在西方(包括受过西方科学训练的专家们)则多关注微观前兆,他们更希望论据是坚硬的钢铁仪器。对于很多地震学家来说,动物预报地震大多时以奇闻逸事的形式而存在。
对于上文自感优越的自然科学高材生,我的反应就是无语。要知道,直觉思维和直观错觉是人类固有的社会心理,这一点是没有文化差异的。也正因为如此,科普才显得有必要。
是否只有数学才能说明问题,则请翻看克里克关于DNA结构的论文。至于数学是否真有如此神力,建议你多看看关于科学方法论的,数学没有神力的,同学。
天,现在的知识精英都是这样的吗?
那个TOP 10还只是个本科生,远算不上知识精英。
"如果你有病,那么检测结果99%会是阳性;如果你没病,那么有1%的可能性结果会呈阳性。当然你仍然可以责怪医学研究人员为什么光吃饭不干活,不能让那99%变成100%,让那1%变成0%"
需要提醒博主,虽然你可能并无此意,但是我想在事实上你误导了大家,使读者以为“阳性率”+"假阳性率"=1.
而实际上2者不一定是这样的关系,如您后面的举例,那什么和什么等于1呢?
实际上有两种:1.有病,检测结果是阳性(文中说的阳性率)+有病,检测结果是阴性(漏诊率,我造的,别骂我)=100%
2.没病的,检测结果是阴性((阴性率?我又造)+没病的,检测结果是阳性(假阳性率,误诊率,我再造,应该没错)=100%
故可以看出阳性率与假阳性率无关(逻辑上),再多扯句根据我的就医经验,阴性不等于没病(漏诊),但阳性应该就是存在了致病源了,所以假阳性的比率应该很低很低(远小于0.1%,不然就会出现大量误诊,否则我们就还要做多项检测来缩小误诊了)。
博主也认识到了,再次独立检测会提高准确性,而用其他动物(其实是预报手段)来独立预报是可以提高,道理是一样的嘛,干嘛这次就变成真阳性率下降了呢?说这句话时就没有严谨的推理了啊,呵呵
其实大家都试图通过概率来说明地震不可预报,而我的观点是概率其实就是用来检验各种预报方法的准确性的(真伪),我们完全可以把一种方法对各次地震的预测结果进行统计,然后代入所得参数进行计算,看结果就可以知道这种方法的准确性了嘛。
简言之,是骡子是马拉出来溜溜,谁没穿裤子一目了然。(不用我们去凭空估一个阳性率和假阳性率了。)
很赞同“我们完全可以把一种方法对各次地震的预测结果进行统计,然后代入所得参数进行计算,看结果就可以知道这种方法的准确性了嘛。”——————模型是现成的,你完全可以作这件事。从你用的“凭空”二字推测你可能不知道数学模拟是分析问题的一种有效手段。所用的数字在文中说了为什么这么估计。
另外,“假阳性的比率应该很低很低”,这完全是想当然。现在的新生儿一般都要做听力筛查。新生儿听力障碍的发生率在千分之一二的样子,检测方法的假阳性率有的医院可达10%以上。如果你不信,可以去你们医院的产科问问。
你的其它问题,其实在原文和前面的讨论中都有,就不重复了。
多谢楼主回复,这件事我是做不了的,因为我没有说我有能预测的办法啊,呵。之所以说我们是凭空,我的意思是至今没有看到一个人或相关机构对任何一种方法做过这样的准确性计算,当然,可能是做了没公布给咱,咱讨论起来也没有出处。很puzzle这也不是个难事,有关方面是不是可以给个现有个最高值?还是这个模型过于简单没有实际意义?
不知楼主主业是什么,举这个医学的例子倒是很有意思,个人觉得很恰当,因为个人感觉某些时候得病和地震差不多,都在内部,你也进不去,也不知道详细的原理,只能根据我们已知的能检测到因素去推测,呵呵,个人感觉这个推测比地震预测也准不了哪去,呵呵。拙见,感觉而已。本人不学医,再谢楼主举例面命假阳性率不低。
楼主是否有一些偷换概念,这样的话对艾滋病进行一次普查不是要让很多人蒙冤。
疾病谱查不能依靠一次阳性结果确定有病,一般都是靠复查来解决问题。前面有人讨论过了,这个跟身体不舒服了去看病不一样。
新生婴儿听力筛查的一次结果阳性只能说明还需要进一步复查。通常要三四次都是阳性才确诊。
找到一篇文章。各位可以看看孙士鋐专家的看法。
http://tech.sina.com.cn/other/2004-08-19/0922407969.shtml
拿病人比地震有个问题是:地震是随机过程而不是随机事件。抓病人过来多化验两次无所谓,因为化验关心的主要是得没得病,而不是什么时候得病。
对地震来说反复观测是时间序列上不同点的采样了。
按博主的意思,地震局凭的就是这些异象来推测地震的?这些异象,其实只是辅助。科学加上异象,相结合,才会有好的一个结果。
至少,他妈的明知道这个地方是地震多发带,那些建筑总他妈的要防七级以上地震的资本吧?如果达到这个条件,现在能死这么多人吗?
没人认为蟾蜍搬家一定是地震前兆,
也没认为阳性检测一定是有病,
但是,根据此做好准备不是应该的吗?
根据此引起的警觉心应该被不负责的人消除吗?
http://siboney.blogbus.com/logs/22640439.html
看看这个
你这篇文章的内容恰恰说明你和目前的那些预测不了地震的科研人员犯了同样的毛病.
脱离事物,在一堆数据和形而上学的东西里打圈圈.说的那么复杂其实什么内容也没有.
我比较欣赏这篇文章:http://news.21cn.com/today/2006/10/16/3001973.shtml
I support author's viewpoint, hoped that will have later also more better articles, wholesale will read the first time, thank!
这个问题不用科学角度反驳,用经济学角度反驳更简单:
蛤蟆一上街,大家就疏散,股票跳水经济跳楼,买了房子睡广场,一次两次可以,天天这么搞谁受的了?
看了以上评论初步判断都是没在地震带上长期生活过的。就算发现异象可能要地震了又怎么样?大小、范围、时间都不清楚。就算预报了会地震又怎样?难道把地震带上的几百万人迁走?或者说集体露宿,什么也不做。一天可以,一星期可以,1个月、半年呢?可以吗?
小时候广播里经常听到地震预报,紧张2天,什么事都没有。后来谁都不把预报当回事。顺便说,耿马地震时没有广播地震预报。之后就很少广播地震预报了。
我很同意地震局的说法,地震局的工作主要是制定各地建筑抗震级数。监测收集工作是为以后准确预报努力。
博主概念性错误,阳性正确率99%应该是指测出阳性的人中有99%的人是真阳性,1%的人是假阳性,这不意味着没病的人中有1%被误测成阳性
我还是不明白 为什么不能将猪跳 和 蛤蟆跳 当作独立事件来看~~
不是不可以,而是分别当作独立事件的话,是另外的算法。比如说,猪跳的概率与地震的概率之比将会大大增加,蛤蟆跳与地震的概率之比也会大大增加。你把二者当作独立事件进行计算可以得到一个结果。当你把猪和蛤蟆同时跳当作一个事件的话,这个事件的概率和地震的概率之比就会降低,你算出的结果应该跟前面那个算法的结果是一样的。
以此类推,把多种个动物的异象分开算还是放在一起算只是计算过程不同,并不会改变结果。
很受益
这个东西好专业,快晕了
这是数理统计中《假设检验》的基本概念。过去认为科学的结论是百分之一百精确,但随机数学认为客观世界是不确定性的世界,非对(1)即错(0)的确定性事件仅是特例,我们的思维因子应在零和壹之间。按假设检验观点,所谓科学结论总存在“纳伪风险(概率)”和“弃真风险(概率)”。
所以普及随机数学知识,能提高人的思维水平。