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171
14
章
階層的モデル
14.1
ガイガーカウンター問題
http://maximum-entropy-blog.blogspot.com
で
Maximum Entropy
というブログを書
いている
Tom Campbell-Ricketts
から、私は次の問題のアイデアを得た。彼自身は、古
典的な教科書「
Probability Theory: The Logic of Science
」[
Jaynes 03
]の著者
E.T. Jaynes
から着想を得たのだ。
放射線源からガイガーカウンターに向けて素粒子が秒ごとにr
個放射されるが、カ
ウンターには、当たる粒子のある割合
f
しか記録されないものと仮定しよう。
f
が
10%
で、
1
秒間にカウンターのレジスターに
15
個素粒子があったなら、実際にカウ
ンターに当たった粒子の個数
n
、放射される平均粒子数
r
の事後確率分布はどうな
るだろうか。
このような問題を手がけるため、システムのパラメータから始め、観察されたデータ
で終わる因果連鎖
(
chain of causation
)について、まず考えてみよう。
1.
放射線源は、平均
r
の割合で素粒子を放射する。
2.
任意の時間の
1
秒間で、放射線源はガイガーカウンターに向かって
n
個の素粒子
を放射する。
3.
この
n
個の粒子の中で、ある個数
k
だけがカウントされる。
放射性原子が崩壊する確率は、いつの時点でも同じなので、放射線崩壊は、ポワソ
ン過程できちんとモデル化される。
r
が与えられれば、
n
の分布は、パラメータが
r
の
ポワソン分布