双色球分析方法论/方法 07贝叶斯推断

贝叶斯推断

× 后验集中于均匀值,不提供可操作优势

用 Beta 共轭后验回答"我们有多确信每个号码概率均匀"。答案:非常确信,且这个确信度本身无法下注。

理论:把"号码概率"当成待估参数

频率学派问的是"数据是否与均匀分布相容";贝叶斯学派问的是另一个问题:给定数据,每个号码的真实概率 pn 的后验分布是什么?

设号码 n 每期出现的概率为 pn,共 3,521 期、出现 cn 次。取共轭先验:

Beta–二项共轭 先验:pn ~ Beta(α, β) (取 α = β = 1,即均匀先验)
后验:pn | 数据 ~ Beta(α + cn, β + n − cn)

后验均值 E[pn] = (1 + cn) / (3,521 + 2)

相比直接看频率 cn/n,后验均值把每个号码都往 0.5 的方向轻微"收缩"了一点(因为先验是均匀的),这正是贝叶斯方法的正则化效果:它不会让一个碰巧多出几次的号码显得过分突出。

用 1 作为先验强度意味着"相当于先看到 2 期完全不确定的数据"。相对于 3,521 期,这个先验极弱,所以后验主要由数据决定——但它足以让后验区间比朴素频率区间略宽、略保守。

实测:33 个号码的后验区间

每个号码的后验均值与 95% 可信区间(正态近似)。灰线为理论值 6/33 = 0.1818。

区间包含 6/33 的号码数
29 / 33
区间平均宽度
±1.273 百分点
后验均值极差
3.24 百分点
不包含 6/33 的号码
14, 21, 28, 33

33 个号码中有 29 个的概率区间包含理论值 6/33。剩下的 4 个是偏得最远的号码。关键问题是:这算异常吗?

在 33 个号码中做区间检验,期望有几个"漏掉" E[漏掉数] = 33 × 5% = 1.65 (实测 4 个,完全在正常范围)

答案是否定的——用 95% 区间检验 33 个号码,本来就应该期望有 1.65 个落在区间外。观测到 4 个,比期望还少。这是又一个多重比较陷阱,和方法 08 是同一个问题的不同表现形式。

贝叶斯能回答和不能回答什么

能回答

  • 在给定数据后,我们对"每个号码概率接近均匀"这件事有多确信?
  • 如果某个号码真的偏高,需要多少期数据才能可靠地检测到?
  • 先验信念如何影响结论(先验敏感性)?

不能回答

  • 下一期开什么号。后验是关于参数的分布,不是关于下一次观测的分布——除非你额外假设参数在期与期之间改变。
  • 哪个号码"该出了"。这正是把参数不确定性错当成观测规律。

后验预测分布才是"下一期开什么"的答案。在"参数恒定 + 独立抽样"的假设下,后验预测分布就是 p 的后验均值,与均匀值 6/33 几乎不可区分——差异远小于投注的价值差。

文献

Baker, R. D. & McHale, I. G. (2011) Investigating the behavioural characteristics of lottery players by using a combination preference model for conscious selection. JRSS Series A 174(4): 1071–1086. 链接

该文用贝叶斯层次模型研究彩民的"有意识选择"(conscious selection)——即彩民并不是等概率地随机选号,而是有偏好模式。这是贝叶斯方法在彩票领域最成功的应用方向:估计玩家行为,而不是预测开奖号码。

Haigh, J. (1997) The Statistics of the National Lottery. JRSS Series A 160(2): 187–206. 链接

结论

贝叶斯推断给出了一个比"不显著"更有信息量的结论:33 个号码的后验区间几乎全部覆盖理论值,后验均值极差只有 3.24 个百分点。这不是"证据不足",而是"证据足够,且证据指向均匀"。