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開工大吉
王蒙說過,寫作是對時光的一種挽留。
王蒙的原話是 :文學是對時光的一種挽留。但文學是一個學科名詞,挽留是一個動作名詞或動名詞,兩者不能等同。因此我們理解他的原意應該是“寫作是對時光的一種挽留”。
我們寫作這本《概率論教程》(任佳剛,劉繼成著. 北京:科學出版社, 2026. 1)時,常常會回到我們自己初學概率論的時光。當時我們這門課是和實變函數同時開設的,記得老師為了等待實變函數的一些內容先講,還特意停了兩周的課。但即便是這樣,概率論里頭仍然有一些無法講清的東西。比如說,在證明Kolmogorov 不等式的時候,設
1,2,· · · 是獨立隨機變量列,令![]()
那么需要用到S
k1
k和(ξ
k+1,ξ
k+2,· · · ) 的獨立性。關于這點,流行的教材中都是以“S
k1
k只與ξ1,· · · ,ξ
k有關 ” 而一言以蔽之的。但基本上這屬于混過去的,不能算數學證明。類似的這些問題常常——曾經常常——使作為學生的我們非常困惑
而當我們自己做了教師之后,長期的教學實踐又使我們深刻地認識到,如果沒有測度論的基礎,很多概率論的東西實際上是無法完全講清的。那么,有些地方只能先混著嗎? 一代代地混下去嗎? 不是已經混了很多代了嗎,再混一混又何嘗不可呢?
我們的理想是做到完全嚴格,但這門課程的性質又決定了它不可能完全嚴格。怎樣在理想和現實之間找到平衡? 這是我們作為教師的一種困惑。
無須諱言,作為學生,概率論中最先吸引我們的,是組合概率。諸如一堆人的帽子混在一起,每人隨意拿一頂,都拿到自己帽子的概率是多少?
n個男生和
n個女生隨意坐在一張有2
n個座位的圓桌旁,一個男生隔著一個女生的概率是多少? · · · · · · 這些問題是如此迷人又如此困難,具有強烈的吸引力。但同樣無須諱言的是,作為教師,我們的理解是,這些純技巧性的問題相對于整個概率論的現代理論來說,其實是不那么重要的。那么,如何處理這一部分,即如何在有趣與重要性之間找到平衡? 這是我們的另一種困惑
以下是我們的一些思考和實踐:
1. 能嚴格講述的部分,盡量嚴格講述;不能嚴格講述的部分,就明確地承認現在這種做法不嚴格,但是是可以嚴格化的。總之不能給學生的腦海里添一個大問號:竟然可以這樣干,這還是數學嗎?
2.概率論自身難以完全嚴格講述的部分,實際上就是測度的擴張,包括以此為基礎的乘積概率空間,因為它一方面比較冗長,另一方面是其他課程如實變函數和測度論的主要內容,如果在此花費較長時間,無疑是有點喧賓奪主了。除此之外,其他的似乎要嚴格也不是想象的那么難。比如單調類定理,我們覺得還是可以從容地講清楚的,同時它基本上也不是實變函數課程的內容。而有了單調類定理,很多曾經令我們困惑的東西,比如說上面講的獨立性,都可以比較容易地、嚴格地講清楚。因此,測度的擴張和一切依賴于此的東西,我們都直接承認,但詳細講述并大量使用了單調類定理。
3. 我們大量減少了古典概型的具體計算的問題,尤其是高度技巧性的問題,但保留了一些理論上、原則上或歷史上重要的問題。
4. 雖然這是一門本科生的基礎教材,但也有一個它從哪里來,又往哪里去的問題。我們在這方面花了一些筆墨。例如我們談了概率和條件概率相輔相成的關系,而不是僅僅局限于說條件概率是通過概率而定義的。也就是說,實際上在建立實際問題的數學模型時,往往是先有條件概率,再通過全概率公式確定概率的,而確定概率之后,就可以計算更多的條件概率;從這個意義上講,所謂Bayes 公式無非就是給出了充分的數據來建立概率空間,哪里有什么主義? 談了在面臨實際問題時怎么判斷和利用獨立性的問題,而不是僅僅從概念出發(fā)得到理論上的結論;我們甚至還稍微談了談從特征函數出發(fā)引導出隨機變分學(Malliavin Calculus) 的問題,等等。
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概率論教程
任佳剛,劉繼成著
北京:科學出版社, 2026. 1
(大學數學科學叢書)
ISBN 978-7-03-083210-8
《概率論教程》系統闡述現代概率論的基礎理論與核心內容。從隨機試驗與隨機事件的基本概念出發(fā),深入講述概率的定義與公理化體系,進而介紹隨機變量及其分布、期望等重要概念;同時闡明隨機變量的獨立性、條件概率、條件期望等性質,并揭示其內在聯系;講述大數定律和中心極限定理這兩個極限定理,以及特征函數這一強大的理論工具及其應用。特別地,本書強調嚴格性與直觀性的統一,充分運用單調類定理等現代概率論工具,使諸多困難之處獲得嚴格論證。
寫作是對時光的一種挽留,同時也是對未來的一種留言。我們學過、想過、教過概率論多年,我們依然還在學、在想、在教,我們希望把我們在這些過程中的心得體會記錄下來,留給未來,留給未來的年輕人,希望能提高一點你們對概率論的興趣,希望能對你們學習、掌握、研究、應用概率論提供哪怕一丁點幫助。我們希望這不是奢望。
本書的寫作與出版得到了國家自然科學基金項目12371152 及中山大學2025年教材建設項目的支持,在此深表謝意!
本文摘編自《概率論教程》(任佳剛,劉繼成著. 北京:科學出版社, 2026. 1)一書“前言”,有刪減修改,標題為編者所加。
(大學數學科學叢書)
ISBN 978-7-03-083210-8
責任編輯:李 欣 李月婷 范培培
本書可作為數學、統計學等專業(yè)本科生的教材,不論學生是否具備實變函數基礎,均可選用。
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(本文編輯:劉四旦)
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