豆瓣9.1高分!麻省理工经典《概率导论》带你入门概率论

3本经典概率论读物各有侧重:教材、自学指南与贝叶斯思想拓展。

原文标题:豆瓣9.1,麻省理工经典概率论神作!读者看完疾呼“请扔掉你们学校自己编的概统教材!”

原文作者:图灵编辑部

冷月清谈:

文章围绕概率论入门与进阶读物展开,重点介绍了《概率导论(第2版·修订版)》及另外两本高分经典。文章先说明概率论已是高校普遍开设的基础课程,核心价值在于帮助学生建立分析随机现象和构造概率模型的能力。

重点推荐的《概率导论》由麻省理工学院教授伯特瑟卡斯和齐齐克利斯编写,长期用于MIT、斯坦福、加州大学等高校课程。其特点是兼顾表达简洁与推理严谨,强调直观理解,同时不过度让复杂证明妨碍初学者掌握本质。内容覆盖概率模型、离散与连续随机变量、多元随机变量、极限定理,并扩展到矩母函数、最小二乘估计、伯努利过程、泊松过程、马尔可夫过程等主题。

文章还提到,《普林斯顿概率论读本》更偏学习指导和自学支持,强调由直觉进入技术细节,适合把概率论学得更顺;《概率论沉思录》则更具思想性,突出概率作为逻辑延伸以及贝叶斯方法在多学科中的应用,适合希望从更高视角理解概率与统计推断的读者。

整体来看,这不是单纯罗列“神书”,而是在展示不同概率论读物的定位差异:一本偏标准教材,一本偏辅助学习,一本偏方法论与思想拓展。

怜星夜思:

1、如果你要给“学校自编概统教材”和MIT这类经典教材做个比较,你觉得差距最可能体现在哪:内容体系、讲法、习题,还是作者对“什么该先学”的理解?
2、文章里反复提到“直观”和“严谨”的平衡。你觉得概率论初学阶段,是不是应该先牺牲一点严谨,换取理解和兴趣?边界又该放在哪?
3、《概率导论》《普林斯顿概率论读本》《概率论沉思录》这三本书,如果只能按顺序读两本,你会怎么搭配?为什么?
4、文章提到这本MIT教材几乎不讲传统统计学,只带到贝叶斯准则和最小二乘估计。你觉得概率论教材到底该不该顺手把统计学也讲深一点?

原文内容

概率论是研究自然界和人类社会中的随机现象数量规律的数学分支。概率论的理论和方法与数学的其他分支、自然科学、工程、人文及社会科学各领域相互交叉渗透。已经成为这些学科中的基本方法。概率论(或概率统计)和高等数学一样。已经成为我国高等学校各专业普遍设立的一门基础课。


概率把常识简化为了计算。

——拉普拉斯


美国工程院院士,IEEE会士,麻省理工学院教授迪米特里•伯特瑟卡斯和约翰•齐齐克利斯的这部《概率导论》是美国麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学等名校的概率论课程的教材,经过课堂检验和众多师生的反馈得以不断完善,是一本在表述简洁和推理严密之间取得优美平衡的经典作品。也受到国内众多学生的喜欢。

《概率导论(第2版·修订版)》

作者:[美] 迪米特里·伯特瑟卡斯,[美] 约翰·齐齐克利斯

译者:郑忠国 童行伟



我们在麻省理工学院开设了一门概率论入门课程——“概率系统分析”。本书在此基础上写就。

选择这门课的学生来自全校各个院系,他们背景各异、兴趣广泛。其中既有刚入学的本科新生也有研究生,既有学工科的也有学管理的。为此,我们在教学上一直力求表达简洁又不失分析推理的严谨。我们的主要目的是培养学生构造和分析概率模型的能力。希望学生既具备直观理解力又注重数学的准确性。

鉴于此,概率论模型中某些严谨的数学推导被简化处理了。或者只是给出了直观的解释。免得复杂的证明妨碍学生对概率论本质的理解。同时。有些分析被放在了每章最后的理论习题中。它们会用到高等微积分知识。此外,为了满足某些专业读者的需要。我们将某些推理过程中的数学技巧展示在了注解中。

本书介绍了概率论的基础理论(概率模型、离散和连续随机变量、多元随机变量以及极限定理)。这些都是概率论入门教材的主要内容。第 4 至 6 章包含了一些较高级的内容。教师在讲授的过程中可以选择部分内容。以满足课程大纲的具体要求。第 4 章介绍了矩母函数、条件概率的现代定义、独立随机变量的和、最小二乘估计、二维正态分布等内容。第 5 章和第 6 章较为详细地介绍了伯努利过程、泊松过程和马尔可夫过程。

这门课程在一学期讲授了第 1 至 7 章的几乎全部内容。只是略去了二维正态分布(4.7 节)和连续时间马尔可夫链(6.5 节)两部分。然而,教师也可以做如下选择:略去课本中关于随机过程的全部内容。这样可集中精力介绍概率论的基本概念。或者增加一些他们感兴趣的其他材料。

本书主要省略了对统计学的介绍。我们介绍了离散和连续情形下的贝叶斯准则和最小二乘估计。引入了贝叶斯统计理论。但并不涉及参数估计和非贝叶斯假设检验。

本书的习题可以分成三类。

(a) 理论习题:理论习题(用*标记)是本书的重要组成部分。具有数学背景的学生会发现这部分内容是由正文自然拓展而来的。我们给出了这部分习题的解答。但是,善于思考的读者会发现大部分(特别是前几章的)习题自己能独立地做出来。

(b) 课程习题:除理论习题外。书中还包含了难度各异的其他习题。这些习题是在麻省理工学院的讨论班上经常研究的。也是麻省理工学院的学生学习概率论的主要方法之一。我们希望学生首先独立地做习题。然后参考标准答案进行核对。这样可以提高他们的学习能力。答案公布在本书英文版的网页上。

(c) 补充习题:有很多补充习题并没有印在书上。但是在本书英文版的网页上可以查到,且越来越多。许多习题是麻省理工学院学生的家庭作业和考试题目。我们希望采用本书作为教材的教师同样可以利用它们。这些题目是在网上公开的,但是答案是不公开的。采用本书作为教材的教师可以联系我们得到这些答案。

我们要感谢许多为本书做出贡献的人。当我们在麻省理工学院接手这门概率论课程的教学任务时。就开始了写书的计划。我们的同事 Al Drake 教这门课已经几十年了。他的课程经受住了时间的考验。其经典教材对各个主题均有生动的描述。还有大量讨论班内容和家庭作业等丰富的材料。我们十分庆幸自己的工作有这样高的起点。特别感谢 Al Drake 给我们创造了如此有利的起始条件。

迪米特里·伯特瑟卡斯
约翰·齐齐克利斯
2002 年 5 月于麻省剑桥

01

《概率导论(第2版·修订版)》

作者:[美] 迪米特里·伯特瑟卡斯,[美] 约翰·齐齐克利斯

译者:郑忠国 童行伟

从直观、自然的角度阐述概率;适合理工科学生入门,便于自学。


本书多年来在美国麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学等名校被用作概率课程教材,经过课堂检验和众多师生的反馈得以不断完善,是一本在表述简洁和推理严密之间取得优美平衡的经典作品。


02


普林斯顿概率论读本

作者:[美] 史蒂文·J. 米勒(Steven J. Miller)

译者:李馨

普林斯顿读本三剑客之概率论,概率论教材,叙述深入浅出,提供课程视频和讲义,概率论学习图书。


对于学生来说,学习概率论及其众多应用、技术和方法似乎非常费力且令人生畏,而这正是本书的用武之地。这本通俗易懂的学习指南旨在用作概率论的独立教材或相关课程的补充材料,可帮助学生轻松地学习概率论知识并取得良好效果。


本书基于史蒂文·J. 米勒在布朗大学、曼荷莲学院和威廉姆斯学院教授的课程而作。米勒通过先修课程材料、各种难度的问题及证明对概率论这一数学领域进行了详细介绍。探索每个主题时,米勒首先引导学生运用直觉,然后才深入技术细节。本书涵盖的主题很广,并且对材料加以重复以强化知识。读完本书,学生不仅能掌握概率论,还能为将来学习其他课程打下基础。


03

概率论沉思录

作者:埃德温·汤普森·杰恩斯

译者:廖海仁

著名数学物理学家,圣路易斯华盛顿大学和斯坦福大学教授,统计力学和概率统计推断方面权谋埃德温·汤普森·杰恩斯,40年思想著作;


无数读者苦等15年的概率论神作,英文版豆瓣评分9.4高分;


概率论作为逻辑的延伸,是所有科学推断的基础。本书收集了概率统计的各种线索,将概率和统计推断融合在一起,用新的观点生动地描述了概率论在物理学、数学、经济学、化学和生物学等领域中的广泛应用,尤其是阐述了贝叶斯理论的丰富应用,弥补了传统概率论和统计学的不足,并揭开了众多悖论背后的玄机。


谢邀,人在实验室,刚写完一篇关于贝叶斯优化的论文。条件概率难在它的反直觉性。直觉上我们容易认为A发生导致B发生,和B发生导致A发生是等价的,但实际上并非如此。克服这种困难,需要从数学公式的本质出发,理解随机事件之间的依赖关系,而不是简单的套用公式。

我会推荐《概率导论(第2版·修订版)》,就像文章里说的,它在简洁和严谨之间取得了平衡,很适合入门。而且MIT的教材,质量肯定有保证!

简单来说,频率学派就像是“眼见为实”,只相信数据本身;贝叶斯学派则是“先有成见”,然后用数据来验证或者推翻这个成见。想象一下,你要判断一个硬币是否均匀,频率学派会不停地抛硬币,然后看正反面的比例;贝叶斯学派则会先假设一个硬币均匀的概率,然后根据抛硬币的结果来调整这个概率。这两种思路,你更喜欢哪一个?

个人认为,对于初学者来说,直观理解更重要。尤其是在面对抽象的概念时,如果能先找到一个具象的例子来帮助理解,就能更快地入门。但是,想要深入研究概率论,就必须掌握数学的严谨性,否则很容易出现偏差。所以,两者都很重要,只是在不同阶段侧重点不同。

强烈推荐看一些相关的公开课!像MIT、斯坦福这些名校都有概率论的公开课,可以在网上找到视频资源。这些课程通常会讲解一些经典的例子和应用,能帮助你更好地理解概率论的概念。而且,有些教授讲课风格非常幽默,听起来也很轻松愉快。我当年就是靠着MIT的Gilbert Strang教授的线性代数公开课入了数学的坑!

抛开那些高深的理论,其实我们每天都在和概率打交道。早上出门前看一眼天气预报,决定带不带伞,这就是在基于降水概率做决策。上班路上堵不堵车,也跟时间和路段的拥堵概率有关。甚至跟朋友约饭,也会考虑对方放鸽子的概率(手动狗头)。所以说,学好概率论,生活更美好!

从纯粹的数学角度来说,简化推导可能会牺牲一部分严谨性。但考虑到概率论的应用性很强,我觉得这种做法是可取的。入门阶段更重要的是培养直觉和应用能力,等到对概率论有了更深入的理解,再去补习数学细节也不迟。关键是要找到适合自己的学习节奏。

个人认为弊大于利。数学的严谨性是基石,如果一开始就简化,可能会导致理解不透彻,以后遇到更复杂的问题难以应对。就像盖房子,地基不牢,楼再高也危险。当然,可以先有个大概的了解,但最终还是要回归到严谨的数学推导上。

【答“国内教材常见毛病是什么”】我吐槽一句:有的教材真的像在和学生赌气,生怕你看懂。排版像上世纪影印件,例题像谜语,证明像省略号艺术,最后习题答案还不给全。学概率本来就容易怀疑人生,这种书读着更容易怀疑自己是不是不适合上学。

【关于这个讨论】我觉得习题也很关键。很多教材正文写得还行,但题目不是太机械就是和正文脱节,做完只能练手速,练不出建模能力。MIT风格的教材之所以口碑好,常常就在于题目真的能逼着你思考“这个随机现象该怎么抽象”。

【回复这个问题】说白了,初学阶段最怕的不是“不够严谨”,而是“还没懂就先被吓跑”。所以先吃个七分熟我觉得没问题,别一上来就整满汉全席。边界大概就是:老师可以先讲人话,但关键概念最后还是得落回数学表达,不然以后做题会翻车。

【答“是否该先牺牲一点严谨”】我赞成先建立直觉,再补严谨。概率论里很多概念如果没有直观支撑,学生会把它们记成黑话。比如条件概率、独立性、期望,如果只是背定义,很快就会混。边界在于:可以暂时不证明所有结论,但不能故意说错,更不能拿模糊比喻代替定义本身。