统计学科:大有用武之地

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二零一一年二月,国务院学位委员会第二十八次会议审议通过了新版《学位授予和人才培养学科目录》,统计学晋升为一级学科,被划归至理学门类之下,具备授予理学与经济学两种学位的资格。这一决定紧随时代进步,为我国统计学未来的深入发展开辟了更宽广的空间。

什么是统计学

统计学探究如何高效汇集、系统归纳、深度剖析数据资料,目的是针对特定事项得出判断或预判,最终为后续的施策与举动提供支撑和指导。

统计学是一门历史悠久的学科,其历史可上溯至两千三百年前,而统计工作的实践则更为久远。这门学科的兴起与演变始终与生产力的提升和社会文明的进程息息相关。在二十世纪之前,统计领域以描述性方法为主。描述性统计主要涉及汇集众多数据资料,通过基础计算如求取平均数、比例等,并借助图形或表格形式进行呈现。我国古代就实施了钱粮与户口的登记工作,在此过程中形成了诸多理念与做法,春秋时期齐国依照管仲的考察理念开展了首次经济调查,并且运用了经济换算的思路,唐朝杜佑借助食盐的消耗程度来估算民众数量,从而有效管理了户籍事务。西方有古希腊哲学家亚里士多德,他创作了《城邦国家志》,书中对比考察了各个城邦的历史沿革、行政制度、科学技术、文学艺术、人口规模、资源分布以及经济财富等社会经济要素。《城邦国家志》这类统计研究方法延续了将近两千年,相关统计工作主要服务于国家治理的需要。统计学的名称statistics源自拉丁文,由status(意为状态或国家)和statista(意为政治家)组合而成。自17世纪起,西方多位知名学者的研究推动了统计方法、数学运算与逻辑推理的融合。分析社会经济问题的手段更加侧重于运用量化分析技巧。高斯等人对于偏差的探讨,使得正态分布也被称作高斯分布,另外,探究不确定性的数学学科——概率论,在这个阶段也迅速发展。到了十九世纪末和二十世纪初,基于概率论的数理统计学应运而生,期间英国学派扮演了核心角色。

数理统计学是统计学的基础理论,它专门研究如何处理具有随机因素的数据,在农业、工业、工程、自然科学、经济、社会等多个方面都发挥着重要作用。只要存在随机现象的数据,就必然涉及数理统计的范畴。不过,数理统计学仅是各学科和业务领域的研究手段,要解决具体问题,还必须结合该领域的专业知识。统计学这门学科有其独特性,研究该领域的人通常分布在各个不同的学科领域,并且组成了多种多样的统计学组织。1952年,国内高校进行了院系重组,受到当时苏联模式的影响,统计学被划分为两个分支开元棋官方正版下载,概率论与数理统计归属于数学范畴,而社会经济统计则被视为具有阶级属性的社会科学,被归入经济学门类,另外还有诸如卫生统计学这类更为专门化的统计学分支。二十世纪末期,我国统计学界便倡导“宏观统计”,注重不同统计学分支间的整体协调性。二零一一年,国家学位授予单位调整了学科分类,将统计学确立为独立学科门类,纠正了先前分割的状况。北美统计同仁也有相近的愿望,多个统计组织共同举办综合学术会议,参与学者众多,场面十分活跃。

不断拓展的统计学应用

统计学科在过去半个多世纪里取得了长足的进步,它不仅为政府部门提供了重要的支持,还广泛地应用于各个领域,深入到日常生活的各个角落。这种现象在西方发达资本主义国家表现得尤为明显。

统计学在医药领域发挥作用显著。药物研发全过程都需运用统计方法,通过数据评估新药的安全性及效果。为排除主观干扰,试验采用双盲设计,参与者和执行者均不知晓用药分组情况。试验产生的对比资料由统计专家收集处理,从而得出公正结论。制药企业先前为治疗心脏疾病研制过一种药物,男女参与者均反映药效欠佳,但数据分析师指出男性参与者并未主动处理剩余的药品,这个性别间的不同点促使科研人员成功研发了如今广为人知的某知名药品。现在提倡量身定制的医疗方案,一种药物或许对特定群体效果显著,却无法满足所有人的需求,必须借助数据统计来明确其适用对象。将来可能每个人吃药前都得先做基因检测,才能分辨出哪些药管用,哪些药不能碰。涉及生命的统计研究有很多门道,一方面资料来自医院和疾控中心,另一方面来自基因分析。所以美国不少大学都成立了专门的生物统计学科,体量甚至比统计学科还要大。1995年引起广泛关注的美国“辛普森杀妻案”期间,辛普森的律师团队对DNA材料表示了质疑,加州大学统计学家Terry Speed教授作为专业证人向审判团说明,DNA检测中的数据是如何起到证明效果的。这一过程可以说是对统计学进行了极为出色的阐释推广。

统计学在制造环节的常规用途包含品质管理跟实验布局。为了提升制造效能,优化产品水准,科研人员需要从众多配方跟工艺方案中挑选最佳组合。倘若逐个配方开展测试,所需实验量会极为庞大。借助科学规划实验,统计专家能显著降低实验数量,精准找到最优配方或工艺方案。以北京大学为例,1965年概率统计教研室教师通过查阅资料,了解到日本的《质量管理》期刊上刊有众多运用正交试验设计改善产品品质的实例,该设计方法旨在研究多因素多水平,属于分析式设计的重要手段那个时候,有位曾经到日本出访的国家科委(科技部前身)的副职负责人指出,日本战后经济之所以能迅速腾飞,是因为运用了数理统计手段,他还把田口玄一的《实验计画法》介绍给了北京大学。教授学生们对这并不感到生疏,早些时候,许宝騄教授负责的研讨小组曾经深入研读过这方面的权威著作,并且对某些平衡不完全区组设计实施了全面探究,在1964年以“班成”的署名刊发过一篇篇幅较大的研究文章。受到日本同行的影响,北京市的教员们创办了规模宏大的“试验规划”系列课程,在企业界普及正交试验设计的实践应用,即使在政治动荡的年代,也设立了为期十八个月的研究班,参与者来自三机部下属的基层机构,在导师的引导下,他们回到生产一线,运用所学知识处理实际的技术难题。张里千研究员及其团队通过实践研究,总结出一套正交表的改进运用方案,并阐明了正交法提升效率的内在原理。1978年,中国科学院与北京大学的相关统计学者联合致信邓小平,强调推广正交实验方法对国家经济的重要性,很快获得邓小平的回应。因此,国家科学技术委员会和全国科学技术协会对此予以了重点关注。中国现场统计学会于1979年正式获批组建。

与此关联的还有因子研究,多个变量之间是否存在相互影响?抽烟是否造成寿命减少?这些均与概率论相关。有个知名案例是关于尿布和啤酒的关联。沃尔玛的职员在周期性统计商品销售数据时,察觉到一个反常情况:每逢周末,某个连锁店尿布和啤酒的销量都显著增加。调查发现美国有孩子的家庭里,妻子总让丈夫去买婴儿纸尿裤,而丈夫买完纸尿裤后,常常会顺便带回自己常喝的啤酒,导致啤酒和纸尿裤的销量同时上升。

抽样调查最初是为了替代全面统计、降低工作负担而提出的技术手段。如何以最小投入获取有价值的资料,关键在于科学规划随机取样流程,也就是如何获取数据。当前抽样调查的应用领域十分宽广,政治家为准确把握选民意向进而优化竞选宣传方案会采用抽样调查,企业为进行产品研发、广告投放也会运用抽样调查。各种指数也可以理解为抽样统计,比如道琼斯工业指数就是30家工业公司股票价格的一种综合,能够表现美国经济态势。

当前统计学在应对新挑战时持续进步。比如,医疗领域统计资料常因患者流动或离世而存在缺失,部分实际情形(比如巨型火箭的稳固性)不允许进行大量测试,可获取的样本极其有限,这些情况均不符合经典理论的预设前提,必须依靠统计学者构建创新方法加以应对。统计学探究的范围现已涵盖图像、文字等开yunapp体育官网入口下载手机版,不再局限于数据层面,同时,电子商务的快速进步,基因分析费用的显著降低,以及海量信息时代的来临,均给统计工作者带来了全新的挑战,我们坚信统计学定能在这些挑战中持续进步。

我国统计学教育

我国统计学教育始于清朝末年时期。1902年颁布的《钦定京师大学堂章程》明确仕学馆包含11门学科,其中商科需开设统计学课程。早期统计学者借助翻译国外著作,编撰出众多统计学教材。到了1949年,全国已有18所商科院校或综合性大学商学院设立了统计学系或统计专修科,统计学教育至此已具备一定规模。我国学术界在统计领域有重要影响力的人物是许宝騄先生。他于1940年在英国完成科学学位的获取,之后在北京大学从事教育工作。许先生在概率论、统计推断以及多元统计等多个学术方向都取得了卓越成就,被誉为数理统计学界的杰出专家。在抗日战争时期,许先生曾在西南联大教授一学年的统计学课程,这应该是中国最早开设的数理统计课程之一。

1952年高校重组期间,统计学分裂为两个分支,概率论和数理统计学被划入数学领域,通常配置在综合性高等院校里;社会经济统计学则归属于经济学范畴,一般安排在财经类学校中。此后的五十多年里,这两种统计学各自独立演进,两者之间缺乏紧密关联。1956年,在制定“全国科学发展十二年远景规划”的过程中,我国数学家们就明确指出概率统计是数学联系实际的重要途径,并将概率论与数理统计作为数学的三大核心发展方向之一。北京大学因此创建了全国首个概率统计教研室,由许宝騄先生担任主任。那个时期,全国范围内精通概率统计的人才非常稀少,大多数高校都没有开设相关课程。要快速增强人才建设,需要整合资源,开展全国范围的合作。因此,1956年秋季,从北京大学、中山大学以及南开大学选派了五十余名学子和十余名研修教师,在北大一起学习概率统计。依照许先生负责设计的培养方案和教学规范,设置了诸如测度理论、概率极限原理、数理统计以及马尔可夫过程等专门化课程。北京大学在“文革”之前一共培养了八批毕业生,对于我国概率统计领域教学与科研队伍的建立和进步产生了极为重要的作用。

新中国的对外开放进程中,我们选派了众多学者和学子前往海外进修,极大推动了国内统计科学的进步。与此同时,一批国内青年学者也迅速崭露头角,其中最早获得博士学位的三位中,就有两位出自陈希孺院士门下攻读统计学专业,此外郑祖康等众多从海外归来的学者,也构成了我国统计学领域的中流砥柱。如今,许多中国大学建立了统计学院、数学与统计学院,也有部分在数学学院或管理学院等院系中设立了统计学科。此外,在医疗类院校的公共卫生学院,还包含了流行病学与卫生统计学科。

二十余年持续奋斗,整体统计学逐渐建立起来。1998年更新的大学本科专业清单里,数学范畴的“数理统计”和经济范畴的“统计学”两个学科合并为“统计学群”,被划入理工学科门,地位提升到和数学、物理、经济等学科同等水平。2011年,国家学位委员会将“统计学”设为独立的一级学科。这门领域涵盖数理统计学,社会经济统计学,生物与卫生统计学,金融统计,风险管理与精算学,以及应用统计学,目前有56个博士培养点,101个硕士培养点。表面上看,我国的统计学已经符合国际普遍做法,但实质上的融合还需要时间,所以未来既要保持自身的传统优势,也要增强沟通协作。教育学生时,要注重提升他们的这些能力和素质:数学基础,计算机编程与数据库管理,经济学、生物学等学科知识,以及与人交流协作的技巧。

当前国内市场经济迅猛发展,社会公众对于品质和成果都会设定更严标准,统计学施展才华的领域必将持续拓宽,这从美国劳动力市场现状就能得到印证。二零零九年,《纽约时报》刊载了一篇题为《对学子而言唯此一词:统计》的深度报道,文中列举了该学科在各个领域发挥的关键作用。当年八月二十五日,《华尔街日报》发表了题为《五大热门就业专业》的报道,指出统计学位列美国就业市场最受欢迎的五个学科之中。如此庞大的就业领域必然促进统计学教育事业的进步。二零一零年,教育主管部门增设了“应用统计”这一硕士专业学位,学习周期为两到三年。目前已有七十八所高等院校获得了授予该专业学位的资格。接下来开yun体育官网入口登录app,自改革开放以来前往欧美求学的青年统计研究者已在国际领域初显身手,其中六位荣获统计学界的顶级荣誉(COPSS奖),不少人在美国知名大学的统计系担任领导职务、学术团体的负责人以及学术期刊的主编,郁彬更被选入美国人文与科学院成为院士成员。或许没有任何学科能让内地学子拥有如此突出的职业竞争力。团结海外华人力量,我们一定能率先把我国建设成为统计学强国。

(作者系北京大学数学科学学院教授,统计科学中心副主任)

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