周达
谈概率论的训练及其它(一)——本科准备
2010-11-9 21:35
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标签:概率论, 数学训练, 研究前景

最近不断在以各种形式整理研究生这几年的经历,觉得简单结合自己的经验、教训以及从师长同学那里接收到的各种信息,聊聊概率论的学习以及研究建议,倒是件不错事情。

老实说,如果让我重新选择学习概率论的路径,其结果会和现在有不小的区别。这种区别并不是资源意义上的,因为我至今仍然觉得不管是我的本科四年,还是研究生五年,都有充足的资源可加利用,关键是你如何利用的问题。我就想分几次,跟大家聊聊这个“如何利用”的问题,这其中很多是自己走过的弯路,以及自己目前迫切想填补的空缺。

当然,不同的人学习概率论或者随机过程的目的都不一样。大家应该根据自己的需求来阅读这部分的文字。

今天谈谈本科阶段的准备。既然学概率就是学数学,本科阶段就要打好数学的底子。专业基础课的份量自然不必多说,我重点想谈的是关于概率方面的课程要达到怎样的目的。一般来说,本科概率方面的基础课程是初等概率论和数理统计学两门,如果有条件,还有机会学习应用随机过程。当然,还有一些统计方面的课程,比如时间序列、多元统计等等,但我就重点讨论前面三门课:

初等概率论:因为没有测度论的基础,所以这期间最重要的任务有两个:通过具体的概型和模型,直观上理解“概率”及其基本概念的含义;另外,要熟练掌握一些基本的概率运算,因为本科概率论依托的基本上是微积分的基础,所以对于离散型和连续型的随机变量方面的运算要有一定的训练。二者缺一不可。一方面,认识到概率论的相关概念的背景意义,才能不至于陷入没有方向的死算;另一方面,概率论是非常讲究计算的一门数学,仅仅停留在概念上,是不会有充分的概率感知的,所以我本科的时候,概率论学得不错的同学都是微积分底子好的同学,对于级数和积分的运算很熟练。

数理统计:数理统计的风格跟概率论又不一样,它的任务同样有两个:首先,要理解统计理论背后的思想,因为统计方法的提出,很多时候是基于人们主观的经验,比如极大似然估计。所以要理解,统计最开始并不是一个“对或不对”的问题,而是“有没有道理”的问题,而这个道理则是用概率中的一些原则去支撑(如相合性)。这对于我们的思维是一次挑战。基于统计思想的解读,下一步还是要会算,数理统计的计算更多的是概率运算,所以这些运算能更好的帮你理解概率论中的一些概念和定理。

应用随机过程:很多朋友会误解,认为本科的这门课应该很“应用”,但其实并非如此。被冠以“应用”,主要还是区别于研究生的专业随机过程,因为测度论还没有学。所以,应用随机过程可以理解成“回避测度论的随机过程”。当然,有些教材的的确确是在突出“应用”的部分,会讲授一些随机过程的应用。但我的意见很直接,大家在应用随机过程的课程中,就干一件事:学好一个叫做“马氏链”的模型。虽然一般来说,老师们会讲除此之外别的东西,比如布朗运动,但是我的个人意见是,通过一个学期的课程,不可能掌握很多内容,如果不考虑应付考试的压力,大家多花精力在马氏链模型上,它的数学描述相对简单,理解起来也更容易,对于培养概率直观,以及未来的应用,都是很必要的。

 

有一个问题是,本科阶段应不应该学测度论?当然北大的本科生要求很高,在大三都会学习测度论。我想这个因人而异吧。这么说,测度论是概率论的现代语言,或者说它是概率论的数学形式,但它并不是概率论的精神。个人建议,本科的时候,还是多培养概率的直观,至于概率的数学部分,以具体的计算训练为宜。

另外,有两门课我要单独拿出来提,一门课是常微分方程,另一门课是物理。对于概率论的学习,这两门往往不受重视,或者训练不够。一方面,随机过程作为“概率版的动力系统”,在研究中时常要跟“确定版的动力系统”作比较,比较它们之间的异同是一件非常重要的事情,也会催生出很多有价值的问题;另一方面,关于物理,我的看法是虽然很多具体的物理知识一时间很难反馈到概率学习中,我们需要物理直观的积累和物理的方法论训练,因为一旦概率论脱离物理直观,它就是只是个二等货。概率从来都不是形式化的,它的价值恰恰体现在它总能很好的联系物理。所以物理学习不仅重要,而且是个不断的积累过程。

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