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统计学的发展——统计学的历史回顾(二)

统计学的发展——统计学的历史回顾(二)

如果说到对于数据的重视,真正实践“理论结果应当与观察结果一致”这一信念,我想,应当首先提到的是德国天文学家开普勒(1571-1630)关于火星运行轨道的观察。所有的资料表明,在开普勒之前,人们都认为行星是按圆形轨道运行的,因为圆形被认为是最完美的。在这一点上,古希腊的学者思考得更为深刻:行星的运行应当是匀速的,即在相同的时间行走相同的距离,为此行星的运行轨迹必须是圆形的。甚至伟大的波兰天文学家哥白尼写道:

一想到它不是圆形就怕得毛骨悚然,因为这是对至高无上得创造去设想那种不完满的东西,这是毫无价值的。

但是开普勒给出了颠覆性的结果。开普勒的老师丹麦天文学家第谷•布拉赫(1564-1601)连续多年观察了火星和其他行星在星座间的运行状况,记录了大量的数据,对于这些数据开普勒经过长达三年的反复计算,发现实际观察数据与圆形轨道不吻合,相差8分。我们知道,1度为60分,8分是相当小的误差,特别是在那个没有望远镜的时代。但是,开普勒说:

神赐给我们勤奋的观察家第谷,神对他的观察数据与我的托勒密式的计算之间产生的8分之差作了公断,接受这样的公断,我们不能不感到非常幸运。......如果我相信者8分之差可以忽略的话,那么,只需要在我的假说上做一个补丁。但是,者8分之差是谁也不能忽略的,这8分之差给我们指出了一条完全改变天文学的道路。

为了寻求新路,开普勒设想火星的运动轨迹是一个椭圆,太阳在其中的一个焦点上,计算结果与观测数据完全吻合,这便是开普勒的第一定律。但是,应当如何解释匀速运动呢?后来他发现火星靠近太阳时运动得要快一些,通过认真计算一个意想不到的结果出现了:如果以太阳为轴心,那么,火星在相同的时间扫过的面积是相等的,这便是开普勒的第二定律。

正是开普勒的定律引发了牛顿的思考,于是牛顿创立了万有引力学说。事实正如开普勒所说,这8分之差改变了天文学,改变了人们对宇宙的认识。开普勒,伽利略,牛顿,以及后来的科学家们意识到必须尊重观察和实验的结果,意识到获取基本原理的正确方法是注意大自然说了什么而不是我们想了什么。为此,英国哲学家培根(1561-1626)给出了明确的命题:人类只有研究从自然现象中得来的资料才能获得自然界的知识,才可能有今天科学的繁荣与昌盛。

无论如何,人们已经知道数据是包含着信息的,通过对数据分析我们能够知道很多事情,正如C.R.劳所说:

统计分析的形式随着时代的推移而变化着,但是‘从数据中提取一切信息’或者‘归纳和揭示’作为统计分析的目的却一直没有改变。

也正如《大美百科全书》对于统计学的定义:

作为一个研究领域,统计学是关于收集和分析数据的科学和艺术,其目的是为了对一些不确定的事物进行较准确的推断。