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MATHEMATICS · PROBABILITY & STATISTICS

確からしさ ― 確率と統計

偶然にも、法則がある。

一枚の硬貨の表裏は予測できなくても、千回投げれば表はほぼ半分になる。確率は偶然を数として扱い、統計は限られたデータから全体を推し量る分野です。どちらも、不確かな世界で判断するための道具として、いまでは科学からAIまでを支えています。

01

確率と統計とは

一回は読めなくても、たくさん集めると読める。

確率は、起こりやすさを0から1の数で表します。統計は、手元のデータから、まだ見ていない全体について推し量ります。

大切なのは、確率が「未来を言い当てる」道具ではなく、「分からなさを正直に扱う」道具だということです。

02

基本の考え方

大数の法則

回数を増やすほど、結果の割合は本当の確率に近づいていく。保険やくじが成り立つ理由。

期待値E = Σ 確率 × 結果

同じ選択を何度も繰り返したときの、平均的な結果。

正規分布

身長や測定の誤差のように、たくさんの小さな偶然が重なると、釣り鐘の形に分布する。

ベイズの考え方

新しい証拠が来るたびに、仮説の確からしさを更新していく。

相関と因果は違う

二つが一緒に増えていても、一方がもう一方の原因とは限らない。

03

身のまわりの確率と統計

04

流れ

  1. 1654パスカルとフェルマー賭けの分け前の問題から、確率論が始まる。
  2. 1713ベルヌーイの大数の法則
  3. 1763ベイズの定理証拠から仮説を更新する考え方が発表される。
  4. 1809ガウスの正規分布観測の誤差を扱う。
  5. 1933コルモゴロフの公理確率論を数学として厳密にする。
  6. 現代機械学習データから確率的に学ぶAIへ。

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06

自分の問いとのつながり

計算より、入れる数字のほうが難しい。

期待値の計算は誰がやっても同じ答えになる。違いが出るのは、そこへ入れる確率のほう。数学は判断を自動化する道具ではなく、自分の前提を外に出す道具だった。計算より、入れる数字のほうが難しい →

ベイズの考え方は、「最適解は答えではなく、現時点の仮説」という自分の考え方とよく似ています。新しいことが分かったら、確からしさを更新すればいい。

まだ答えが出ていない

  • 確率は、世界そのものの性質なのか、それとも私たちの知識が足りないことの表れなのか
  • 確率の見積もりの精度は、どうすれば上げられるのか