羅納德·愛爾默·費雪
羅納德·愛爾默·費雪爵士，FRS（英語：Sir Ronald Aylmer Fisher，1890年2月17日－1962年7月29日，英語發音[ˈɹɒnḷd ˈeɪlmə ˈfɪʃə]），英國統計學家、演化生物學家與遺傳學家。他是現代統計學與現代演化論的奠基者之一。安德斯·哈爾德稱他是「一位幾乎獨自建立現代統計科學的天才」[5]，理查·道金斯則認為他是「達爾文最偉大的繼承者」[6]。
| 爵士 羅納德·費雪 Ronald Fisher FRS | |
|---|---|
1913年的費雪 | |
| 出生 | 1890年2月17日 大不列颠及爱尔兰联合王国英格蘭倫敦 |
| 逝世 | 1962年7月29日（72歲） 澳大利亚南澳大利亞州阿德萊德 |
| 国籍 | 英國 |
| 教育程度 | 哈羅公學 |
| 母校 | 劍橋大學 |
| 知名于 | 費雪正確概率檢定 費雪不等式 費雪原理 費雪幾何模型 費雪鳶尾花卉資料集 費雪線性判別分析 費希爾方程 費希爾信息 費雪方法 費雪失控 費雪自然選擇定理 費雪非中心超幾何分布 費雪z分佈 費雪變換 費雪一致性 F-分布 F檢定 費雪-蒂皮特分布 費雪-蒂皮特-格涅堅科定理 費雪-耶茨洗牌演算法 費雪-萊斯血型系統 貝倫斯-費雪問題 柯尼希-費雪展開 馮·米澤斯-費雪分布 家庭補助 賴特-費雪模型 輔助統計量 基準推論 組內相關 無限小模型 逆機率 女士品茶 虛無假說 最大概似估計 中性演化理論 基因繼承理論 隨機效應模型 相對物種豐度 繁殖價值 性感兒子假說 充分統計量 變異數分析 變異數 |
| 奖项 | 韋爾登紀念獎（1930） 皇家獎章（1938） 蓋伊獎章（1946） 科普利獎章（1955） |
| 科学生涯 | |
| 研究领域 | 統計學、遺傳學、演化生物學 |
| 机构 | 羅森斯得實驗站 倫敦大學學院 康橋大學 阿德萊德大學 聯邦科學與工業研究組織 |
| 学术指导者 | 詹姆士·金斯 F·J·M·斯特拉頓[1] |
| 博士生 | 沃爾特·博德默爾[2] 大衛·約翰·芬尼[2] 埃比尼澤·萊因[3] 瑪莉·里昂[4] 卡利安普迪·拉達克里希納·拉奧[2] |
生平與研究
早年
費雪出生於英國倫敦的東芬奇利，是七位子女中的老幺[7]。父親喬治·費雪，是一位事業有成的藝術品商人，這使得他的童年生活相當順遂，受到其母親、三位姊姊與一位哥哥的溺愛。不過在他14歲時，母親卡蒂·費雪過世，18個月後，費雪的父親因幾次不明智的交易，而失去了事業[8]。
費雪是一位早成的學生，16歲正在哈羅公學就讀的時候，就已經在一場稱為「尼爾德獎章」（Neeld Medal）的論文競賽中勝出。由於費雪的視力很差，當他學習數學的時候，並不使用紙筆等需要動用視覺的方法。例如面對幾何學問題的時候，並不將其視覺化，而是以代數操作方式處理。除了數學以外，他也對生物學很感興趣，尤其是演化論。
劍橋大學求學時期
1909年，費雪獲得獎學金，使其能前往剑桥大学冈维尔与凯斯学院就讀，並主修農業[7]。在劍橋的期間，費雪學習到了孟德爾遺傳學。這個在1860年代發表的理論，原本早已被人們忽略了數十年，直到20世紀初，才重新被科學家們發現。
費雪感受到生物統計與發展中的各種統計方法，具有一種潛力，能夠結合「不連續」的孟德爾定律（例如ABO血型）、「連續」的多基因遺傳（例如人類的膚色），以及「漸進式」的達爾文演化論。此外由於對統計學的興趣，費雪研讀了當時兩位著名的統計學家，卡尔·皮尔逊與威廉·戈塞所發表的論文[7]。
當時流行的優生學思想，也是費雪所關注的議題。他更將社會上的人口問題，視為包含遺傳學與統計學在內的科學。1911年，他與當時的一些名人，如經濟學家凯恩斯、遺傳學家雷吉納德·普內特，以及工程師霍瑞斯·達爾文（查爾斯·達爾文之子），一起建立了劍橋大學優生學學會（Eugenics Society）。這是一個活躍的團體，他們每個月開一次會，並在其他主流優生學組織發表演說。例如法蘭西斯·高爾登在1909年建立的優生學教育學會[9]。
1912年，費雪通過了數學學位考試，並且在隔年從劍橋大學畢業。
第一次世界大戰時期
1914年，第一次世界大戰爆發。費雪和許多英國青年一樣，也希望能夠加入軍隊、投入沙場。不過因為他嚴重的視力問題，即使一試再試，依然無法通過健康檢查。由於從軍不成，接下來6年他便在倫敦市擔任統計員，同時也在幾所公立學校裡教授物理和數學。例如伯克夏的布萊德菲爾德學院。此外，他也曾經搭上英國海軍的教學艦艇「渥徹斯特號」（HMS Worcester）。
在英軍裡擔任少校的里奧納德·達爾文（查爾斯·達爾文另一子）與另一位被費雪稱做古德魯那（Gudruna）的朋友，是他在這個時期的重要支柱，他們的支持使他得以度過困境。古德魯那的姊妹艾琳·蓋尼斯（Eileen Guinness），經由古德魯那的介紹與費雪相識。1917年，艾琳與費雪結婚，當時她只有17歲。此外費雪也受到自家姊妹們的幫助，建立並經營了一所稱為布萊德菲爾德莊園的農場，在那裡他們種植花圃與飼養動物。由於這座莊園的生計，他們在戰爭時期能夠不需要領取政府的食物配給[10]。
第一次世界大戰期間，費雪開始為一本期刊《優生學評論》（Eugenic Review）撰寫一些複審文章，並在寫作期間逐加強對遺傳學與統計學研究的興趣。之後他自願為此期刊進行所有的複審工作。除此之外，費雪也在里奧納德·達爾文的雇用下，從事暫時性的工作。
同時在這段期間，他也發表了許多與生物統計相關的論文，包括《孟德爾遺傳假定下的親戚之間的相關性》（The Correlation Between Relatives on the Supposition of Mendelian Inheritance）。這篇論文在1916年完成，並在1918年發表，它同時建立了以生物統計為基礎的遺傳學，以及著名的統計學分法變異數分析。除了建立統計方法，這篇論文也顯示，一些具有連續性變異的遺傳特徵，可以符合孟德爾遺傳定律[11]。在此以前，兩者被科學家認為是互相違抗。
羅森斯得實驗站時期
1918年戰爭結束之後，原本卡尔·皮尔逊邀請他進入當時著名的高爾登實驗室，但是由於費雪認為自己與皮尔逊之間的競爭關係是一種職業障礙，因此放棄了這個機會。直到1919年，費雪才選擇進入一所名為羅森斯得實驗站的農業試驗所。這間農業試驗所，位在英格蘭赫特福德郡的哈彭登。費雪除了在其中擔任一名統計員之外，所長約翰·羅素（John Russell）也讓他設立了一個統計實驗室。
之後費雪便開始對多年來所收集的大量資料進行深入研究，並且將成果寫成一系列題為《收成變異之研究》（Studies in Crop Variation）的論文。他的全盛時期也在這時候開始。
接下來的幾年中，費雪開始構想新的統計方法，如實驗設計法。1925年，他的第一本書出版，書名為《研究者的統計方法》（Statistical Methods for Research Workers）[12]，日後成為二十世紀最具影響力的統計學著作[13]。書中提出的費雪法[14][15]提供了可用於元分析中合併多研究的整體統計檢驗方法，亦提出p值的概念成為日後該統計流派的核心。費雪在書中提出以0.05（即20次實驗中有1次發生）為統計顯著性的臨界值，並應用於基於常態分布的雙尾檢驗而形成日後所謂「兩個標準差法則」[16]。
「（標準常態的）1.96或接近2，即對應P值為0.05或是20分之1；這對評估一個偏差是否具有顯著性是滿方便的。」[17]
自此，標準常態分布上的1.96成為別具意義的數字，因為它大約對應了常態分布上的97.5%百分位數。 到了1935年，延續本書的《實驗設計》（The Design of Experiments）出版。兩本書建立了實驗設計法的基礎，並受到多次翻譯與再版。
除了新的統計方法，費雪也將先前的變異數分析研究進行補強與修飾，因而發明出最大概似估計，並發展出充分統計量、輔助統計量、費雪線性判別與費雪資訊等統計概念。
著作列表
- 《实验设计》1935年
- 《统计方法与科学推断》1956年
- 《科学研究的统计方法》
- 《育种理论》1949年
- 《统计学用表》1938年（与弗蘭克·耶茨合著）
參考文獻
- ^ Owen, A. R. G. An appreciation for the Life and Work of Sir Ronald Aylmer Fisher. The Statistician. 1962, 12 (4): 313. JSTOR 2986951. doi:10.2307/2986951.
- ^ 2.0 2.1 2.2 羅納德·愛爾默·費雪在數學譜系計畫的資料。
- ^ Newport, Melanie. (PDF). The Galton Institute Newsletter. 2013, (80): 7–8 [2022-04-05]. （原始内容 (PDF)存档于2022-01-20）.
- ^ Zimmer, Carl. . 29 May 2018: 419 [2022-04-05]. ISBN 978-1101984604. （原始内容存档于2022-05-07）.
- ^ Hald, Anders. A History of Mathematical Statistics. New York: Wiley. 1998.
- ^ Dawkins, Richard. River out of Eden. 1995.
- ^ 7.0 7.1 7.2 實驗計畫法的開山祖師[永久失效連結]
- ^ Box, R. A. Fisher, pp 8-16
- ^ Box, R. A. Fisher, pp 17-34
- ^ Box, R. A. Fisher, pp 35-50
- ^ Box, R. A. Fisher, pp 50-61
- ^ Box, R. A. Fisher, pp 93-166
- ^ Conniffe, Denis. R.A. Fisher and the development of statistics – a view in his centenary year. Journal of the Statistical and Social Inquiry Society of Ireland. 1991, 26 (3): 55–108.
- ^ Fisher, R.A. Statistical Methods for Research Workers. Oliver and Boyd (Edinburgh). 1925. ISBN 978-0-05-002170-5.
- ^ Fisher, R.A.; Fisher, R. A. Questions and answers #14. The American Statistician. 1948, 2 (5): 30–31. JSTOR 2681650. doi:10.2307/2681650.
- ^ Dallal, Gerard E. The Little Handbook of Statistical Practice. 2012.
- ^ Fisher, Ronald. Statistical Methods for Research Workers. Edinburgh: Oliver and Boyd. 1925: 46. ISBN 978-0-05-002170-5.