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精准预测
原文书名:The Signal and the Noise
作者:奈特・席佛 (Nate Silver) ⓘ
亚马逊年度最佳非虚构书美国斐陶斐学会科学书奖《纽约时报》畅销书
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精准预测

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    好的模型应该是机率性的,而不是决定论的。
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    适合谁看?

    • 对统计、机率与预测有兴趣的读者
    • 在金融、行销、资料分析等需要做预测的行业工作的人
    • 常看选举民调、经济预测,想知道该相信多少的人
    • 想学会用机率思考、做更好决策的学生

    作者是何许人也?

    • 奈特・席佛 (Nate Silver),美国统计学家,最初以棒球预测系统 PECOTA 成名
    • 他创办的 FiveThirtyEight 网站,成功预测 2008 和 2012 年美国总统大选的结果
    • 本书 2012 年 9 月出版,全书五百三十四页,曾登上《纽约时报》畅销榜,并获美国斐陶斐学会科学书奖

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    本书架构

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    为什么这么多预测都失败

    我们活在一个资讯爆炸的时代,数据比以往任何时候都多,但预测却没有因此变得比较准。席佛认为,问题在于数据里充满了「杂讯」,真正有用的「讯号」反而被淹没了。

    全书用十三章、横跨许多领域的案例,探讨为什么有些预测会失败、有些却能成功:从金融危机、选举、棒球、天气、地震、经济、传染病,到西洋棋、扑克、股市、气候变迁和恐怖攻击。他的核心主张是:预测不能只靠大量运算原始数据,而要结合对系统如何运作的理解。

    一场灾难性的预测失败

    第一章谈 2007 到 2008 年的金融危机。信用评等机构把大量由房贷组成的证券评为最安全的等级,却严重低估了违约的机率。

    席佛指出,评等机构最大的错误,是没有考虑到这些房贷之间的「相关性」:他们假设各个房贷违约是互相独立的事件,但当房价全面下跌时,大家会一起违约。一个看似微小的假设错误,最后导致了整个金融体系的崩溃。

    你比电视名嘴聪明吗

    第二章谈政治预测。席佛引用心理学家泰特洛克的研究,把预测者分成两种:「刺猬」和「狐狸」。

    刺猬只懂一件大事,习惯用单一的理论解释一切,即使证据和自己的想法相反,也不愿意改变;电视上的名嘴大多是刺猬,他们说话很有自信,预测却常常和乱猜差不多。狐狸则懂很多小事,愿意跨领域思考、自我批评,用机率而不是斩钉截铁的方式表达看法,预测的表现也好得多。

    席佛自己的选举模型,就是用狐狸的方式建立的:综合大量民调,并用机率表达结果。

    棒球:数据与球探

    第三章回到席佛的起点:棒球。他开发了一套预测球员表现和发展的系统,叫做 PECOTA。

    但他并不认为数据可以完全取代球探。他观察到,最好的预测,往往是把统计数据和球探的实地观察结合起来,而不是二选一。这个「人和数据合作」的主题,也贯穿了全书。

    数字和眼睛,缺一不可。

    天气预报:一个成功的故事

    第四章是少数的成功案例:天气预报。过去几十年,天气预报持续地变准。席佛认为原因有几个:电脑运算能力大幅提升、人和电脑互相合作、天气背后的物理定律已经被充分理解,而且预报很快就能得到验证,有快速的回馈。

    他也谈到混沌理论:天气系统对初始条件极度敏感,一点点差异就可能导致完全不同的结果,因此天气预报必须用机率来表达。他也提到,有些商业气象单位会故意多报下雨的机率,因为预报没下雨却下了雨,观众会比较生气。

    地震:在杂讯里寻找讯号

    第五章「拚命寻找讯号」谈地震。和天气相反,地震几乎无法预测,因为数据太少,我们对地震背后的机制也了解不足。

    科学家能做的,是用古腾堡-芮克特定律来估算机率:这个定律指出,地震的规模和发生频率之间有一个简单的关系。席佛也借此说明「过度拟合」的危险:一个模型如果把过去的数据配得太完美,往往只是把杂讯当成了讯号,对未来的预测反而更差。

    经济与传染病

    第六章谈经济预测。席佛认为经济预测特别难,原因包括:预测本身会影响人们的行为;数据的品质不好;预测者有各种诱因扭曲分析;以及我们对经济的模型本身就不够好。

    第七章谈传染病的预测。席佛提醒,凡是牵涉到指数成长的系统,例如疫情,预测时必须格外谨慎,因为一点点假设的差异,就会让结果天差地远。

    牵一发,动全身。

    贝氏定理:一点一点更新你的信念

    第八章从运动赌博切入,介绍本书最重要的工具:贝氏定理。它的精神很简单:先对一件事有一个初始的判断,然后每当有新的证据出现,就据此调整你的机率估计。

    席佛主张用贝氏的方式思考,而不是假装自己没有任何先入为主的看法。他认为,诚实地说出你的初始判断,再随著证据逐步修正,才是面对不确定世界最好的方法。

    这也是他批评传统「频率学派」统计的原因:他认为与其追求理想化的实验设计,不如从大量的数据中逐步学习、持续修正。

    西洋棋、扑克与股市

    第九章谈电脑西洋棋,讲述人类和电脑之间的经典对决,探讨机器和人类各自擅长什么。第十章谈扑克,席佛自己曾经打过职业扑克,他用扑克说明一个重要的观念:要看决策的过程,而不只看结果,因为结果里有很多运气的成分。

    第十一章谈股市与效率市场假说,探讨市场是否真的反映了所有资讯,以及泡沫是怎么形成的。

    气候与恐怖攻击

    第十二章谈气候变迁的预测,标题是「健康的怀疑」,讨论如何用批判的态度评估气候模型。第十三章则谈恐怖攻击,分析恐攻发生频率的模式,以及为什么像珍珠港和九一一这样的事件那么难以预见。

    出版后的回响

    本书出版后大受欢迎。2012 年美国大选后,席佛的预测再次准确,本书在亚马逊的销量暴增八倍,被亚马逊选为当年最佳非虚构书籍,《华尔街日报》也将它列为年度十大非虚构书之一,并被译成包括繁体中文在内的多种语言。

    也有人提出批评。气候科学家麦可・曼恩认为,席佛把气候这种「硬科学」和选民偏好这类社会现象用同样的方式处理,带有许多主观、无法验证的假设。IBM 的一位杰出工程师则称赞,席佛在没有明确使用数学的情况下,正确地描述了预测这门学问。

    给每个人的预测课

    全书的结论可以归纳成几点:小心过度拟合;对指数成长的预测要格外谨慎;重视决策的过程,而不只是单次预测的结果;用机率的范围表达不确定性,比假装确定更好。

    席佛最想传达的,是一种谦逊的态度:世界很复杂,我们不可能完全准确地预测,但只要用机率思考、愿意根据证据修正,就能让预测一点一点变得更好。

    Shang的观点

    敬请期待

    其他书摘链接

    • Book Summary of The Signal and the Noise(Medium)
    • The Signal and the Noise(Wikipedia)
    • Nate Silver's The Signal & the Noise: Outline(CUNY OpenLab)
    封面为原创示意设计,非出版社原版封面

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    • 第二章:登记成为航海者、驾船航行、收集建筑徽章、丢漂流瓶
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