Когда в математике мы говорим, что переменная х_n с возрастанием n стремится к постоянному пределу a, то это означает, что разность |x_n— a| становится меньше любого положительного числа в для всех значений п, начиная с некоторого достаточно большого числа.
Относительно частоты события и его вероятности такого категорического утверждения сделать нельзя. Действительно, нет ничего физически невозможного в том, что при большом числе опытов частота события будет значительно уклоняться от его вероятности; но такое значительное уклонение является весьма маловероятным, тем менее вероятным, чем большее число опытов произведено.
Например, при бросании монеты 10 раз физически возможно (хотя и маловероятно), что все 10 раз появится герб, и частота появления герба будет равна 1; при 1000 бросаниях такое событие все еще остается физически возможным, но приобретает настолько малую вероятность, что его смело можно считать практически неосуществимым.
Таким образом, при возрастании числа опытов частота приближается к вероятности, но не с полной достоверностью, а с большой вероятностью, которая при достаточно большом числе опытов может рассматриваться как практическая достоверность.
Сходимость по вероятности
В теории вероятностей чрезвычайно часто встречается такой характер приближения одних величин к другим, и для его описания введен специальный термин: «сходимость по вероятности».
Говорят, что величина X_n сходится по вероятности к величине а, если при сколь угодно малом e вероятность неравенства |X_n — a|< е с увеличением n неограниченно приближается к единице.
Применяя этот термин, можно сказать, что при увеличении числа опытов частота события не «стремится» к вероятности события, а «сходится к ней по вероятности».
Это свойство частоты и вероятности, изложенное здесь пока без достаточных математических оснований, просто на основании практики и здравого смысла, составляет содержание теоремы Бернулли, которая будет доказана нами в дальнейшем.
Таким образом, вводя понятие частоты события и пользуясь связью между частотой и вероятностью, мы получаем возможность приписать определенные вероятности, заключенные между нулем и единицей, не только событиям, которые сводятся к схеме случаев, но и тем событиям, которые к этой схеме не сводятся; в последнем случае вероятность события может быть приближенно определена по частоте события при большом числе опытов.
В дальнейшем мы увидим, что для определения вероятности события, не сводящегося к схеме случаев, далеко не всегда необходимо непосредственно определять из опыта его частоту. Теория вероятностей располагает многими способами, позволяющими определять вероятности событий косвенно, через вероятности других событий, с ними связанных. В сущности, такие косвенные способы и составляют основное содержание теории вероятностей. Однако и при таких косвенных методах исследования в конечном счете все же приходится обращаться к экспериментальным данным. Надежность и объективная ценность всех практических расчетов, выполненных с применением аппарата теории вероятностей, определяется качеством и количеством экспериментальных данных, на базе которых этот расчет выполняется.
Кроме того, при практическом применении вероятностных методов исследования всегда необходимо отдавать себе отчет в том, действительно ли исследуемое случайное явление принадлежит к категории массовых явлений, для которых, по крайней мере на некотором участке времени, выполняется свойство устойчивости частот. Только в этом случае имеет смысл говорить о вероятностях событий, имея в виду не математические фикции, а реальные характеристики случайных явлений.
Например, выражение «вероятность поражения самолета в воздушном бою для данных условий равна 0,7» имеет определенный конкретный смысл, потому что воздушные бои мыслятся как массовые операции, которые будут неоднократно повторяться в приблизительно аналогичных условиях.
Напротив, выражение «вероятность того, что данная научная проблема решена правильно, равна 0,7» лишено конкретного смысла, и было бы методологически неправильно оценивать правдоподобие научных положений методами теории вероятностей.
