可信區間(credible interval)
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可信區間,是貝氏式地說出「我相信真值落在這裡到這裡之間」的方式。當你做完一次貝氏分析、手握一個後驗——也就是關於那個未知量的一整個信念分布——一個95%的可信區間,無非就是那個裝下了95%信念的範圍。它讓你能把「我整個的信念分布」,壓縮成一個乾淨、可供匯報的括號:「我有95%的把握,真值在12到18之間。」
它最大的好處,是它的含義恰恰就是人們直覺上希望它表達的那個意思。一個95%的可信區間,確實可以被解讀為:「在給定我的資料與假設之下,真值有95%的機率落在這個範圍裡。」這與它頻率派的那位近親——置信區間——出了名地不同:儘管名字相像,置信區間卻不允許你對任何單獨一個區間作出那樣的陳述,這個微妙之處幾乎絆倒了所有人。可信區間,則乾脆就說了那句直覺的話。
它為何重要:它是貝氏不確定性那份誠實、可溝通的概括,最適合用於報告與決策。但請記住它的提醒。其一,它的含義以你的先驗和模型為條件——換了它們,區間就變,所以它會繼承它們所攜帶的任何偏差。其二,可信區間並非唯一:同樣的95%可以有多種切法(取中央的那段,或取盡可能最窄的「最高密度」那段),對於歪斜的分布,它們會彼此不同。還有,一個95%的區間,按設計本就會在約5%的時候出錯——它是一份經過校準的信念陳述,而非一份「必然命中」的保證。
在測試一款新藥之後,一次貝氏分析給出了它療效的後驗,而「平均改善幅度」的95%可信區間是3到9分。你可以正確地說:「在給定資料與我們的先驗之下,真實的平均改善幅度有95%的機率落在3到9分之間。」若你想對一個頻率派的置信區間說出這一模一樣的句子,統計學家會皺眉——在那裡,這句話是不被允許的。
可信區間允許你說出那句自然的話「真值有95%的機率在這裡面」——置信區間卻不允許。
別把可信區間與頻率派的置信區間混為一談——它們回答的是不同的問題,而只有可信區間,才支撐得起那句日常的話「真值有95%的機率落在這個範圍裡」。但那句陳述,永遠以你的先驗和模型為條件,它會不動聲色地繼承下來。