Part 1: Why Bayesian Inference ?#
思考：
研究人类心理和行为的规律，容易吗？
相比之下，发论文容易吗？
1、如何定义人类的心理和行为规律#
1.1 心理学的定义
我们心理学一般从个体角度来去研究人类的心理与行为，因此绝大部分研究都是从一个单独的个体入手，即便他是在一定的社会文化历史条件之下，那么他的行为是什么样的？
再比如说，在发展心理学当中，重点是研究人类的心理与行为如何发展？社会心理学当中，个体的心理与行为是如何受到社会情境的影响？组织心理学当中，主要是研究如何提高组织的效率？由此看来，不同领域的定义不同，当我们在定义的时候会发现心理与行为规律的概念本身就很复杂，而选择其中一个定义去研究，又是一个很复杂的问题。
1.2 其他领域
下面这张图片是Science创刊125周年的封面，它列出了125个重要但还未被完全回答的问题。其中，最重要的两个问题分别是：1、宇宙的起源 2、意识的生物学基础
Source: https://www.science.org/toc/science/309/5731
Q1: What is the Uiverse Made of ? (physics)Q2: What is the Biological Basis of Consciouness ? (psychological/cognitive science)
2、如何研究——研究的方法和工具#
思考：重要性或复杂性相似的问题，是否意味着研究方法也趋于复杂 ？
2.1 物理学中的方法 (Methods in Physics)
Example 1: Webb telescope (韦伯望远镜) (equipment)
Example 2: Big-team science (CERN, the European Organization for Nuclear Research) —- equipment & practices
Example 3: Mathematics
2.2 其他研究人类智能的领域所采用的方法 (Methods in other fields that also study “intelligence”)
Example: Artificial Intelligence (e.g., Chat-gpt)
2.3 心理科学的研究方法 (What do psychological scientists have?)
你们能够想到的研究方法有哪些？
实证研究：
质性研究
观察法
问卷
行为实验
眼动、生理数据记录
EEG/ERP/MEG
fMRI/PET/fNIRs
TMS/tDCS
…
统计方法：
t-test
ANOVA
Correlation -Structural equation model (SEM)
?
相关方法课程：
心理测量
心理统计（包括SPSS等）
实验心理学（包括E-prime等）
？
针对更复杂的数据
数据字化的时代，大数据
神经成像/生理数据
多模态的数据融合
…
如果要研究更复杂的问题，我们可能需要：
更好的仪器
更好的统计/数据分析
更好的实践 (e.g., big-team science)
3、一种更好的统计方法#
贝叶斯统计 (Bayesian statistics)
Souce: https://www.nature.com/articles/s43586-020-00001-2
贝叶斯统计的优势
1、通用/灵活/强大
通用：贝叶斯推断在多个学科特别是AI领域得到了广泛应用。
灵活：结合先验知识与新数据，灵活调整模型以适应不同数据情境。
强大：与频率主义学派相比，贝叶斯方法适用范围更广。
2、相对易用
概率编程语言(Probabilistic Programming Languages, PPLs)的发展和普及使得研究者可以相对快速地掌握贝叶斯统计
PPLs: computational languages for statistical modeling
e.g.
Python (PyMC、NumPyro)
R (Stan、JAGS)
BUGS
Julia (Mamba、Turing.jl)
…
3、可拓展
贝叶斯概念已经应用到以深度学习为中心的新技术的发展，包括深度学习框架(TensorFlow, Pytorch)，创建能力更强、数据驱动的模型。
4、方便交流
大部分PPLs都有类似的数据结构，但是不同的学科使用的语言不同。
心理学/社会科学/神经科学：
PyMC (bambi)
Stan (brms)
BUGS
大部分情况下，开发者使用它可以轻松地定义概率模型，然后程序会自动地求解模型
Source: https://towardsdatascience.com/intro-to-probabilistic-programming-b47c4e926ec5