可信區間
貝氏版的區間:在模型與先驗給定下,參數有 95% 的後驗機率落在這一段裡;正好是很多人誤以為信賴區間在說的那件事。
又稱:credible interval、貝氏可信區間、後驗區間、posterior interval
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它在說什麼
可信區間是貝氏統計給參數畫的一段範圍。把手上的資料透過模型與先驗更新,得到的是一整條後驗分佈:參數每個可能值都配一個機率。從這條分佈切出中央 95%,就是 95% 可信區間,它的意思很直白:在這個模型與先驗底下,參數有 95% 的機率落在這一段。
一個具體例子
Gelman 等人以二項分佈配 beta 先驗估一個比例:觀測到幾次成功、幾次失敗,後驗仍是一條 beta 分佈,取其中央 95% 就是可信區間。對照組是信賴區間。Neyman 1937 自己問,對一個已經算出來的信賴區間,能不能說真值有 95% 機率落在裡面,他的答案是不能:頻率派的 95% 是那套規則的長期命中率,不是眼前這一段的機率。可信區間正好是那句被誤用的話真正成立的地方。
它的好處與代價
好處是它給的就是大多數人本來想問的東西:這一段裡,把握有多大。代價是這份把握有來源,它吃進了先驗。先驗選得有依據,可信區間穩健;先驗選得隨便或資料稀薄,區間會被先驗牽著走,而報告時常常不寫先驗長什麼樣。貝氏的區間永遠是「模型與先驗給定下」的區間,脫離這個條件它沒有意義。
資料來源
- 1.Andrew Gelman, John B. Carlin, Hal S. Stern, David B. Dunson, Aki Vehtari, and Donald B. Rubin(2013)。Bayesian Data Analysis,3rd ed., CRC Press。Ch. 2, §2.1, pp.29-37(binomial likelihood, beta prior, posterior distribution);Ch. 5, pp.101-104(hierarchical models, exchangeability, and the rat-tumor example)。原文
- 2.Jerzy Neyman(1937)。Outline of a Theory of Statistical Estimation Based on the Classical Theory of Probability,Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Series A, vol. 231, pp.333-380。p.349(信賴區間的頻率解釋:長期而言,照這套規則做的陳述有 100a% 是對的;緊接著自問「對這一個已經算出來的區間,能不能說參數落在裡面的機率是 a」,並自答不能)。原文