羅納德·費雪

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R·A·費雪
R. A. Fischer.jpg
出生 1890年2月17日
倫敦東芬利奇
逝世 1962年7月29日
澳大利亞阿德雷得
居住地 Flag of the United Kingdom.svg 英國Flag of Australia.svg 澳大利亞
國籍 Flag of the United Kingdom.svg 英國
研究領域 數學統計學演化生物學遺傳學
任職於 羅森斯得實驗站
倫敦大學學院
劍橋大學
科學暨工業研究組織CSIRO
母校 劍橋大學
博士導師 傑恩斯Sir James Jeans
斯特拉頓F.J.M. Stratton
博士學生 亞木普迪‧拉達克利西納‧勞C. R. Rao
著名成就 最大似然估計
費雪資訊Fisher information
變異數分析Analysis of variance
實驗設計design of experiments
獲獎 1938年英國皇家學會獎章
1946年蓋伊金質獎章
1955年科普利獎章
1958年達爾文-華萊士獎章

羅納德·愛爾默·費雪爵士,FRSSir Ronald Aylmer Fisher,1890年2月17日-1962年7月29日,英語發音[ˈɹɒnḷd ˈeɪlmə ˈfɪʃə])為一名英國統計學家演化生物學家遺傳學家。他是現代統計學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」[1]理查·道金斯則認為他是「達爾文最偉大的繼承者」[2]

生平與研究[編輯]

早年[編輯]

費雪出生於英國倫敦東芬奇利英語East Finchley,是七位子女中的老么[3]。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[4]

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[編輯]

1909年,費雪獲得獎學金,使其能前往劍橋大學岡維爾與凱斯學院就讀,並主修農業[3]。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,卡爾·皮爾遜(Karl Pearson)與戈塞(William Gosset,筆名「Student」)所發表的論文[3]

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,視為包含遺傳學統計學在內的科學。1911年,他與當時的一些名人,如經濟學家凱恩斯、遺傳學家龐尼特(R. C. Punnett),以及工程師霍勒斯·達爾文(Horace Darwin,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(Francis Galton)在1909年建立的優生學教育學會(Eugenics Education Society)[5]

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[編輯]

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數學。例如伯克夏(Berkshire)的布萊德菲爾德學院(Bradfield College)。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(Leonard Darwin,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[6]

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·達爾文的僱用下,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(analysis of variance,簡寫為ANOVA,也稱方差分析)。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[7]。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[編輯]

劍橋大學岡維爾與凱斯學院宴會廳裡的染色玻璃窗,上方的彩繪方格用以紀念拉丁方陣(Latin square),下方的白色文字則是為了紀念羅納德·費雪。

1918年戰爭結束之後,原本皮爾森邀請他進入當時著名的高爾登實驗室(Galton Laboratory),但是由於費雪認為自己與皮爾森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(Rothamsted Experimental Station)的農業試驗所。這間農業試驗所,位在英格蘭赫特福德郡(Hertfordshire)的哈平登(Harpenden)。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(design of experiments)。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[8]。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,因而發明出最大似然估計,並發展出充分性(sufficiency)、輔助統計費雪線性判別(Fisher's linear discriminator)與費雪資訊(也譯為費雪信息,Fisher information)等統計概念。1924年

著作列表[編輯]

  • 《實驗設計》1935年
  • 《統計方法與科學推斷》1956年
  • 《科學研究的統計方法》
  • 《育種理論》1949年
  • 《統計學用表》1938年(與F. Yates合著)

參考文獻[編輯]

  1. ^ Hald, Anders. A History of Mathematical Statistics. New York: Wiley. 1998. 
  2. ^ Dawkins, Richard. River out of Eden. 1995. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 實驗計畫法的開山祖師
  4. ^ Box, R. A. Fisher, pp 8-16
  5. ^ Box, R. A. Fisher, pp 17-34
  6. ^ Box, R. A. Fisher, pp 35-50
  7. ^ Box, R. A. Fisher, pp 50-61
  8. ^ Box, R. A. Fisher, pp 93-166