Ronald Fisher

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咨询统计学家进行实验后通常只是要求他进行事后解剖检查。

Sir Ronald Aylmer Fisher是一位英国统计学家、遗传学家、优生学家和教授。因其在统计学领域的工作,他被描述为"几乎单枪匹马地为现代统计科学奠定基础的天才"和"20世纪统计学中最重要的人物"。 

在遗传学领域,他的工作运用数学结合孟德尔遗传学和自然选择;这有助于在20世纪初被称为现代综合论的进化论理论修订中复兴达尔文主义。因其对生物学的贡献,Fisher被称为"达尔文最伟大的继承人"。

Fisher对种族问题持有强烈观点。特别是,他在1950年联合国教科文组织声明《种族问题》中持不同意见,坚持种族差异的存在。

从1919年起,他在Rothamsted实验站工作了14年;在那里,他分析了该站自1840年代以来庞大的作物实验数据,并开发了方差分析(ANOVA)。在随后的几年里,他在那里确立了自己作为生物统计学家的声誉。

他被誉为群体遗传学的三位主要创始人之一。他阐述了Fisher原则、Fisherian失控和性感儿子假说等性选择理论。他对统计学的贡献包括推广极大似然法、推导极大似然估计量的性质、参考推断、各种抽样分布的推导、实验设计基本原则的建立等等。

早年生活与教育

Fisher出生于英国伦敦East Finchley的一个中产阶级家庭;他的父亲George是拍卖行和美术品经销商Robinson & Fisher的成功合伙人。他是双胞胎之一,另一个双胞胎是死胎,他作为最小的孩子长大,有三个姐妹和一个哥哥。从1896年到1904年,他们住在伦敦的Inverforth House,英国遗产委员会在2002年为其安装了蓝色纪念牌,之后搬到了Streatham。他的母亲Kate在他14岁时死于急性腹膜炎,他的父亲在18个月后失去了生意。

Ronald Fisher童年时期

终身的视力不佳导致他被英国陆军拒招参加第一次世界大战,但这也培养了他以几何术语而非书面数学解法或证明来可视化问题的能力。他14岁进入Harrow School,并赢得了学校的Neeld数学奖。1909年,他获得了Gonville and Caius College Cambridge的数学学习奖学金。1912年,他获得了数学一级荣誉。1915年,他发表了一篇关于性选择和配偶选择的论文《性偏好的演化》。

职业生涯

在1913-1919年间,Fisher在伦敦金融城担任了6年的统计学家,并在一系列公立学校、Thames Nautical Training College和Bradfield College教授物理和数学。他在Bradfield College与新婚妻子Eileen Guinness定居,育有两个儿子和六个女儿。

Fisher的剑桥毕业照 - 1912年

1918年,他发表了《亲属相关性在孟德尔遗传假设下的关系》,在其中他引入了方差术语并提出了其形式化分析。他提出了一个遗传学概念模型,表明生物统计学家测量的表型性状中的连续变异可能由许多离散基因的共同作用产生,因此是孟德尔遗传的结果。这是确立群体遗传学和定量遗传学的第一步,这些学科证明了自然选择可以改变群体中的等位基因频率,从而将其不连续性与渐进演化相协调。Fisher的传记作者兼女儿Joan Box表示,Fisher已在1911年解决了这个问题。

Rothamsted实验站,1919-1933年

1919年,他开始在Rothamsted实验站工作14年,在那里分析了自1840年代以来该站积累的大量作物实验数据,并开发了方差分析(ANOVA)。1919年,他获得了由Karl Pearson领导的伦敦大学学院Galton实验室的职位邀请,但他转而接受了Rothamsted的一个临时工作,以调查分析自1842年以来从"经典田间实验"积累的大量作物数据的可能性。他分析了多年记录的数据,1921年发表了《作物变异研究》,这是他首次应用方差分析ANOVA。1928年,Joseph Oscar Irwin开始在Rothamsted进行为期三年的工作,并成为最早掌握Fisher创新的人之一。1912年至1922年间,Fisher推荐、分析(使用启发式证明)并大力推广了极大似然估计法。

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Fisher 1924年的论文《产生几个众所周知统计量误差函数的分布》在同一框架内呈现了Pearson卡方检验和William Gosset的Student's t分布以及高斯分布,并在此发展了Fisher's z分布,这是一种新的统计方法,几十年后通常被用作F分布。他开创了实验设计的原则以及小样本统计和实际数据分析。

1925年,他发表了《研究工作者的统计方法》,这是20世纪最有影响力的统计方法著作之一。Fisher方法是一种数据融合或"元分析"(分析的分析)技术。这本书还推广了p值,并在他的方法中发挥了中心作用。Fisher提出p=0.05或1/20的概率水平作为统计显著性的限制,并将其应用于正态分布(作为双尾检验),从而产生了两个标准差的规则(在正态分布上)用于统计显著性。1.96是正态分布97.5百分位数的近似值,在概率和统计学中使用,也起源于这本书。

"P = 0.05或1/20的值是1.96或接近2;以这一点作为判断偏差是否应被认为显著的限制是方便的。"在该著作的表1中,他给出了更精确的值1.959964。

1928年,Fisher是第一个使用扩散方程尝试计算等位基因频率分布和通过群体间极大似然法估计遗传连锁的人。

1930年,《自然选择的遗传论》首次由Clarendon Press出版,并献给了Leonard Darwin。这是新达尔文主义现代进化综合论的核心著作,它有助于界定群体遗传学,Fisher与Sewall Wright和J. B. S. Haldane一起创立了这一学科,并复兴了达尔文被忽视的性选择思想。

Fisher最喜欢的一句格言之一是"自然选择是一种生成极高不可能性的机制。"

Fisher的名气增长,他开始广泛旅行和讲学。1931年,他在Iowa State College的统计实验室花了六周时间,每周讲三次课,并认识了许多美国统计学家,包括George W. Snedecor。他在1936年再次回到那里。

2020年,Rothamsted机构(现称为Rothamsted Research)发表声明谴责Fisher对优生学的参与,声明"Rothamsted Research和Lawes农业信托基金绝对反对使用伪科学论证来支持种族主义或歧视性观点"。一座2018年建成时以他的名字命名的宿舍楼随后被改名。

伦敦大学学院,1933-39年

1933年,Fisher成为伦敦大学学院优生学系主任。1934年,他成为《优生学年鉴》(现称《人类遗传学年鉴》)的编辑。

1935年,他发表了《实验设计》,这"也是基础性的,[并推广了]统计技术和应用...这些方法的数学证明没有得到强调,证明通常很少勾勒或完全省略....[这]促使H.B. Mann用严格的数学处理填补空白"。在这本书中,Fisher还概述了品茶女士(Lady tasting tea),这现在是一个著名的统计随机化实验设计示例,使用Fisher精确检验,是Fisher零假设概念的原始阐述。

同年,他还发表了关于参考推断的论文,并将其应用于Behrens-Fisher问题,该问题的解决方案由Walter Behrens首先提出,几年后由Fisher提出,是Behrens-Fisher分布。

1936年,他引入了鸢尾花数据集作为判别分析的示例。

在他1937年的论文《有利基因推进的波》中,他在群体动力学背景下提出了Fisher方程,以描述有利等位基因的空间传播,并探索了其行波解。这也产生了Fisher-Kolmogorov方程。1937年,他访问了位于加尔各答的印度统计研究所及其唯一的兼职员工P. C. Mahalanobis,经常回访以鼓励其发展。他是该研究所1957年第25周年庆典的荣誉嘉宾,当时该研究所已有2000名员工。

1938年,Fisher和Frank Yates在他们的著作《生物学、农业和医学研究的统计表》中描述了Fisher-Yates洗牌法。他们对该算法的描述使用了铅笔和纸;一张随机数表提供了随机性。

剑桥大学,1940-1956年

1943年,他与A.S. Corbet和C.B. Williams一起发表了一篇关于相对物种丰度的论文,其中他开发了对数级数来拟合两个不同的丰度数据集。同年他获得了Balfour遗传学讲座,意大利研究员Luigi Luca Cavalli-Sforza于1948年被招募,建立了细菌遗传学的单人部门。

1936年,Fisher使用Pearson卡方检验分析了Mendel的数据,并得出结论认为Mendel与预测比率的结果过于完美,表明对数据进行了调整(有意或无意)以使观察结果符合假设。后来的作者声称Fisher的分析存在缺陷,提出了各种统计和植物学解释来说明Mendel的数据。1947年,Fisher与Cyril Darlington共同创办了期刊《遗传学》,1949年发表了《近亲繁殖论》。

1950年,他发表了"由选择和扩散确定的渐变中的基因频率"。他为来自平衡实验设计的数据分析开发了计算算法,通过各种版本和翻译,成为许多学科科学家的标准参考著作。在生态遗传学中,他和E. B. Ford展示了自然选择的力量远强于之前的假设,许多生态遗传学情况(如多态性)是由选择力维持的。

在这段时间里,他还从事小鼠染色体制图的工作;在他自己家中的实验室里饲养小鼠。

Fisher公开反对1950年关于吸烟烟草导致肺癌的研究,论证相关性不意味着因果关系。引用他的传记作者Yates和Mather的话:"有人提议Fisher是烟草公司的顾问,这一事实对他的论证价值提出了质疑。这是对这个人的误解。他不是不愿接受劳动报酬,但他的兴趣原因无疑是他对各种清教主义倾向的厌恶和不信任;也许还有他一直在烟草中发现的个人安慰。"然而,其他人认为他的分析因专业冲突和他自己对吸烟的热爱而有偏见。

他在1953年给出了关于群体遗传学的Croonian讲座。

在1954-1955年冬季,Fisher遇见了印度统计学家Debabrata Basu,他在1988年写道,"通过他的参考集论证,Sir Ronald试图在统计学的两极之间找到中道——Berkeley和Bayes。我为理解这个Fisher妥协所做的努力使我走向了似然原则"。

阿德莱德,1957-1962年

1957年,退休的Fisher移居澳大利亚,他在那里担任澳大利亚联邦科学和工业研究组织(CSIRO)在阿德莱德的高级研究员。在结肠癌手术后,他因手术后并发症在阿德莱德医院去世,1962年去世。他的遗体安葬在阿德莱德St Peter's Cathedral。

个人生活与信念

他与Eileen Guinness结婚,育有两个儿子和

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