总体与样本
/ POP-yuu-LAY-shun vurs SAM-pul /
假设你想知道某个国家所有成年人的平均身高。把每个人都量一遍是不可能的——有几百万人,而且每天都有人出生、有人去世。于是你改为仔细挑选几千个人来测量,并用这个较小的群体来对所有人下结论。你真正关心的整个群体叫做总体;你实际观察到的较小群体叫做样本。统计学几乎全部的内容,都生活在这两者之间的缝隙里。
更精确地说,总体是问题所涉及的全部个体的完整集合——每一位保单持有人、每一笔可能发生的理赔、骰子每一次可能的点数——连同描述它的真实数字。这些真实数字,比如总体均值或总体方差,称为参数,它们通常是固定却未知的。样本是我们观察到的一个子集,由样本算出的数字,比如样本均值,称为统计量。我们用统计量来估计参数。一个关键观念是:如果我换一个样本来抽,就会得到不同的样本均值,尽管总体均值从未改变。样本是随机的;总体不是。
对精算师而言,这一区分是一切的基石。所谓“总体”,可能是某张死亡率表想要描述的所有生命,或是该保险组合将来可能产生的每一笔车险损失;而“样本”则是公司实际收集到的那一叠有限的数据。整门手艺,就是从有限、甚至可能有偏的样本,对看不见的总体得出诚实的结论。最深的危险,是样本无法代表总体——例如,仅用留存下来的保单持有人(幸存者)来估计未来理赔,会悄悄地扭曲整幅图景。
保险公司无法知道它将来可能承保的每一位司机的真实平均理赔(总体)。它手上有去年实际发生的 5 万笔理赔(样本),求出平均值 1,820 美元,并把这个数字当作对总体真实平均理赔的最佳猜测。
样本均值(1,820 美元)是已知的统计量;它所估计的总体均值则是未知的。
更大的样本能减少随机误差,却完全无法修正“有偏”的样本。如果只有接电话的人才在其中,那么一百万份电话调查回复,对整个国家仍然毫无用处。