问题

你所读的统计学方向,有哪些不错的讲义(Notes)?

回答
在我学习统计学的过程中,确实接触了不少非常有价值的讲义。这些资料各有侧重,有的偏理论推导,有的注重应用讲解,还有的则是在概念理解上特别到位。我想跟你分享一些我觉得特别不错的,并尝试细致地讲讲它们各自的闪光点。

1. 概率论与数理统计基础:理解的基石

“统计学习导论”(Introduction to Statistical Learning,ISLR)的配套讲义: 虽然ISLR本身是一本书,但它配套的讲义(通常在作者 Trevor Hastie 和 Robert Tibshirani 的网站上可以找到)绝对是“读了不亏”的存在。
为什么好: ISLR的风格就是将复杂的统计概念用相对直观的方式呈现,并且大量引入了R语言的实现。它的讲义就像是在书本之外,给你提供了一个更精炼的梳理,让你能迅速抓住核心思想。尤其对于初学者来说,它不像某些经典教材那样上来就抛出大量晦涩的公式,而是先让你“看到”模型的效果,再逐步深入。
详细点: 它会从最基础的线性回归、逻辑回归讲起,然后深入到决策树、支持向量机(SVM)、无监督学习(如主成分分析PCA、聚类)等等。每一种方法都会清晰地讲解其背后的思想、模型形式,以及在实际应用中的优势和劣势。最关键的是,它会给出大量的R代码示例,让你边学边练,能立刻感受到理论和实践的结合。比如,讲到BiasVariance Tradeoff时,它会用生动的例子和图表来解释模型复杂度和误差之间的关系,这比单纯的数学推导要容易理解得多。
我的感受: 我觉得这是我理解“监督学习”和“模型评估”这两个核心概念的起点。它的讲义就像一个非常耐心且知识渊博的向导,带你一步步走进统计学习的世界,而不是直接把你丢进知识的海洋。

“统计学习导论”(The Elements of Statistical Learning,ESL)的配套讲义: ESL是ISLR的“升级版”,数学上更加严谨,理论推导也更深入。
为什么好: 如果你对背后的数学原理非常感兴趣,想要理解得更透彻,那么ESL的讲义是不可错过的。它会给出更完整的数学推导,让你明白为什么某个模型会这样工作,为什么会有这样的性质。
详细点: ESL的覆盖范围比ISLR更广,包括了更多高级的主题,比如Boosting、图形模型、核方法等等。它的讲义会详细地讲解各种优化算法(如梯度下降)、正则化技术的理论基础,以及概率分布、统计推断等更深入的数学工具。对于一些关键的证明,它会给出详细的步骤。
我的感受: 有时候我会回头看ESL的讲义来巩固对某些概念的理解。比如,理解线性模型中的最大似然估计(MLE)和最小二乘法(OLS)之间的联系,ESL的讲义就提供了更扎实的理论支撑。它更像一本“武功秘籍”,让你领悟招式背后的内功心法。

2. 数理统计理论:严谨的逻辑链条

一些经典大学的数理统计讲义: 很多名校的统计系都会将自己的课程讲义公开,这些讲义往往凝练了教授多年的教学经验,内容扎实,逻辑严密。
为什么好: 这类讲义通常会从概率论的公理化体系出发,系统地讲解统计推断的核心概念,比如充分统计量、完备性、指数族分布、参数估计(矩估计、最大似然估计、最小风险无偏估计)以及假设检验的理论基础( NeymanPearson 引理、LMPU 检验等)。
详细点: 比如,在讲到最大似然估计(MLE)时,它们会从概率密度函数(或概率质量函数)出发,推导出对数似然函数,然后通过求导找到使对数似然函数最大的参数估计量,并讨论其渐近性质(如渐近正态性、渐近有效性)。在假设检验部分,它们会清晰地阐述原假设、备择假设、显著性水平、功效函数、第一类错误和第二类错误,以及如何构造检验统计量。
我的感受: 学习这些讲义,就像是在构建一个严密的逻辑体系。每一步推导都建立在前面知识的基础上,让你对统计推断的整个流程有一个清晰的认识。我特别喜欢它们对“模型假设”和“统计结论可靠性”之间的关系的解释,这让我明白,统计学不是万能的,它建立在一定假设之上,并且结果带有不确定性。我记得当时研究一篇关于卡方检验的讲义,它详细解释了卡方统计量是如何由一系列概率推导出来的,以及它的自由度是如何确定的,这比直接背公式要深刻得多。

3. 特定主题的深度挖掘:解决实际问题

贝叶斯统计的讲义: 贝叶斯方法在现代统计学中越来越重要,很多不错的讲义会从贝叶斯定理出发,深入讲解先验分布、后验分布、马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法等。
为什么好: 贝叶斯统计提供了一种不同的思考方式,它将先验知识与观测数据结合起来,通过后验分布来更新我们的信念。这在很多领域都有其独到之处。
详细点: 好的贝叶斯讲义会从贝叶斯定理开始,讲解如何选择合适的先验分布(共轭先验的好处,非共轭先验的处理),如何计算后验分布。对于计算困难的后验分布,它们会详细介绍MCMC方法,比如 MetropolisHastings 算法或 Gibbs 采样,并解释这些算法是如何收敛到正确的后验分布的。还会讲到贝叶斯模型评估和模型比较的方法,比如贝叶斯因子。
我的感受: 刚开始接触贝叶斯统计时,觉得它比频率派统计更抽象一些,但一旦理解了“信念更新”这个核心概念,以及MCMC的强大之处,就会觉得它非常灵活和强大。我记得有一份讲义,通过一个简单的抛硬币例子,清晰地展示了先验对后验分布的影响,让我对“incorporating prior knowledge”有了具象的理解。

时间序列分析的讲义: 时间序列数据在金融、经济、信号处理等领域非常普遍,专门的讲义会系统讲解这类数据的特点和分析方法。
为什么好: 时间序列数据具有自相关性,传统的独立同分布(i.i.d.)假设在这里不再适用,需要专门的模型来处理这种依赖性。
详细点: 这类讲义通常会介绍时间序列的基本概念,如平稳性(严平稳和弱平稳)、自协方差函数(ACVF)和自相关函数(ACF)。然后会讲解AR(自回归)、MA(移动平均)模型,以及它们的组合ARIMA模型,并详细介绍模型识别(如何根据ACF和PACF图选择模型阶数)、参数估计和模型诊断的方法。更进一步,还会涉及一些高级主题,如季节性ARIMA模型、GARCH模型(处理波动性)、状态空间模型等。
我的感受: 时间序列的分析过程本身就像是在“解谜”。你需要通过观察数据的自相关性来推断数据的内在结构,然后选择合适的模型来描述它。我记得学习GARCH模型时,它能很好地解释金融市场中“风险集聚”的现象,也就是大的价格波动往往会伴随着其他大的波动,这种解释力让我觉得非常震撼。

如何找到并利用这些讲义:

大学课程网站: 许多大学的统计学系或相关专业(如数据科学、计算机科学)都会将他们的课程讲义放在网上公开。你可以搜索一些顶尖大学的统计学入门或进阶课程,通常能找到高质量的讲义。
作者个人网站: 很多著名的统计学家和学者会公开他们的研究笔记、讲义或手稿。例如,前面提到的ISLR和ESL的作者就提供了配套资源。
学术会议或研讨会资料: 有时在一些重要的统计学会议上,会有专题讲座或工作坊,其讲义也会被分享出来。
在线教育平台: Coursera、edX等平台上的统计学课程,往往也有质量很高的讲义或配套材料。

在阅读这些讲义时,我通常会遵循以下几个步骤:

1. 理解核心概念: 先不要急于推导每一个公式,而是尝试理解作者想要表达的核心思想是什么,这个模型解决了什么问题。
2. 跟着例子走: 大部分好的讲义都会有丰富的例子,特别是代码示例。自己动手敲一遍代码,运行一下,看看结果是什么,这能极大地加深理解。
3. 关注数学推导: 在理解了概念和看到了例子之后,再回头仔细看数学推导。弄清楚每一步是怎么来的,为什么这么做。
4. 联系实际应用: 思考讲义中介绍的方法可以在哪些实际场景中应用,以及在应用时需要注意什么。

总而言之,这些讲义就像是你统计学学习路上的“宝藏地图”,它们帮助我构建了扎实的理论基础,更重要的是,让我体会到了统计学作为一门研究数据、洞察规律的学科的魅力。希望我的分享能对你有所启发!

网友意见

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月底我应该会把本学期的应用多元统计分析笔记发在zhuanlan.zhihu.com/p/91,到时候欢迎捧场orz【更新:已经可以点开啦~

@MartinLutherRui 邀~

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