Схожим образом мы можем действовать в случае с вероятностью наступления сразу трех событий: получить орла при подбрасывании монетки, вытянуть карту червей из колоды или встретить случайного человека, у которого день рождения в один день с вами (вероятность последнего равна примерно 1/365,24 — хотя дни рождения не вполне равномерно распределены и некоторые даты рождения встречаются чаще, чем другие, это разумная цифра).
Вы, возможно, знаете такие сайты, где задают вопросы, на которые предполагается несколько ответов, например: «На какой из этих пяти улиц вы когда-то жили?» или «Кредитная карта какого из пяти представленных типов есть у вас?» Такие сайты пытаются установить вашу личность, чтобы убедиться, что вы тот, за кого они вас принимают. В таком случае применяется правило умножения. Вероятность того, что вы случайно ответите правильно на один вопрос, равна 0,2, а вероятность того, что вы угадаете ответ на шесть вопросов подряд, равна 0,2 × 0,2 × 0,2 × 0,2 × 0,2 × 0,2, или 0,000 064. А это шесть шансов из 100 тысяч. Не так же точно, как результаты экспертизы ДНК в суде, но тоже неплохо. (А знаете, почему они не дают вопросы с выбором ответа из предложенных, а не предлагают вписывать краткий ответ? Потому что существует слишком много вариантов правильных ответов
).
Когда вероятность одних событий определяется другими событиями
Правило умножения можно применять только к независимым событиям. А какие события не являются независимыми? Например, погода. Морозная погода сегодня вечером и морозная погода завтра не являются независимыми — такие явления часто сохраняются в течение нескольких дней. Конечно, морозы могут ударить совершенно внезапно, но все же, желая сделать прогноз на завтра, просто посмотрите на погоду сегодня.
Вы могли бы подсчитать количество вечеров в году, когда температура опускается сильно ниже нуля, — скажем, в вашем регионе 36 — и потом сказать, что вероятность заморозков сегодня вечером будет 36/365, приблизительно 10 %, или 0,1, но при этом вы не учитываете зависимости. Если вы скажете, что вероятность того, что в течение зимы будет два морозных вечера подряд, равна 0,1 × 0,1 = 0,01 (согласно правилу умножения), то недооцените вероятность, потому что события двух вечеров подряд не независимы. На завтрашнюю погоду сильно влияет сегодняшняя.
Вероятность того, что какое-то событие произойдет, также может оказаться под влиянием конкретного факта, который вы сейчас изучаете. На вероятность того, что вечером будет морозно, очевидно влияет регион, о котором вы говорите. И эта вероятность выше на 44-й параллели, нежели на десятой. Шанс найти кого-то выше двух метров возрастает, если искать такого человека среди баскетболистов, а не в таверне, куда часто забегают жокеи. Таким образом, подгруппа людей или вещей, которую вы изучаете в данный момент, сильно влияет на вашу оценку вероятности.
Условные вероятности
Часто статистические данные вводят нас в заблуждение, потому что мы смотрим на показатели целой группы случайных людей, вместо того чтобы смотреть на подгруппу. Какова вероятность того, что у вас пневмония? Не очень высокая. Но если нам будет известно больше о вас и конкретно о вашем случае, вероятность может быть выше или ниже. Это называется «условные вероятности».
Рассмотрим два разных типа вопросов:
1. Какова вероятность того, что у случайно выбранного для опроса человека будет пневмония?
2. Какова вероятность того, что она будет у человека, не выбранного случайным образом для опроса, но проявляющего три симптома (температура, боль в мышцах, заложенность в груди)?
Второй вопрос предполагает условную вероятность. Она носит такое название, потому что мы рассматриваем не всю популяцию, а только тех людей, для которых выполняется определенное условие. Не прибегая к цифрам, мы можем угадать, что вероятность пневмонии выше во втором случае. Конечно, мы можем поставить вопрос таким образом, чтобы вероятность пневмонии была ниже у человека, которого выбрали не случайно:
Какова вероятность того, что мы найдем пневмонию у случайно выбранного человека, чьи анализы три раза подряд не подтвердили заболевание, у которого особенно крепкая иммунная система и который минуту назад финишировал первым в Нью-Йоркском марафоне?
Тот же принцип будет и в следующем случае: вероятность того, что вы заработаете рак легких, не может не быть связана с историей вашей семьи. Вероятность того, что официант принесет вам кетчуп, не может не быть связана с вашим заказом. Можно подсчитать вероятность того, что любой случайно выбранный человек в ближайшие десять лет заболеет раком легких или что официант принесет кетчуп клиентам за определенным столиком, приняв в расчет остальные заказы. Но нам повезло, и мы знаем о том, как эти события связаны с другими. Это позволяет нам сузить рассматриваемую совокупность и получить более точную оценку. Например, если у обоих ваших родителей был рак легких, вы, возможно, захотите подсчитать вероятность заболеть тем же; тогда просто посмотрите на других людей в избранной группе — тех, у чьих родителей был рак. Если у ваших родителей его не было, вы захотите посмотреть на релевантную группу людей, у которых в анамнезе нет таких историй (и у вас, вероятно, получатся совсем иные результаты). Если вы хотите узнать вероятность, принесет ли официант вам кетчуп, вы можете посмотреть на столики, за которыми люди заказали гамбургеры и картошку фри, а не на те, за которыми люди едят тартар из тунца или яблочный пирог.
Нежелание видеть взаимосвязь событий (когда принимают предположение о независимости) может привести к серьезным юридическим последствиям. Рассмотрим дело Салли Кларк, британки из Эссекса, которая была привлечена к ответственности за убийство своего младшего ребенка
[87]. Ее первый ребенок умер еще в младенчестве, и его смерть связывали с СВДС (синдромом внезапной детской смерти, или «смертью в колыбели»). Обвинители уверяли, что вероятность смерти от СВДС обоих детей в одной семье очень мала, поэтому, скорее всего, имело место убийство. Свидетель со стороны обвинения, врач-педиатр, привел в качестве доказательства результаты исследования, в котором говорилось, что детская смертность в результате СВДС возникала в одном случае из 8543. (Компетентность доктора Мидоу в области педиатрии не делает его специалистом по статистике или эпидемиологии — такого рода путаница часто приводит к неверным суждениям. Об этом мы поговорим в части 3 этой книги. Эксперт в одной области не обязательно специалист в другой, даже если кажется, что эти области смежные.)
Углубившись в вопрос, мы можем усомниться и в числе 8543 — количестве смертей от СВДС. Откуда оно взялось? Диагноз СВДС ставится методом исключения — это значит, что ни один тест, проведенный медицинским персоналом, не может подтвердить, что смерть наступила в результате этого синдрома. Скорее бывает так что, если врачи затрудняются с диагнозом и уже исключили все другие возможные варианты, они диагностируют СВДС. Невозможность найти причину заболевания не может считаться доказательством того, что ее нет, поэтому весьма вероятно, что какие-то случаи со смертельным исходом, приписываемые СВДС, на самом деле были вызваны другими, менее мистическими причинами, например отравлением, удушением, пороком сердца и т. д.
