許林玉
卡利安普迪 · 拉奧是數(shù)據(jù)篩選和設(shè)備設(shè)計(jì)優(yōu)化的強(qiáng)大工具的先驅(qū)。
卡利安普迪 · 拉達(dá)克里希納 · 拉奧(Calyampudi Radhakrishna Rao)首次創(chuàng)立了強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)方法,這些方法為現(xiàn)代科學(xué)數(shù)據(jù)分析奠定了基礎(chǔ)。采用“信息幾何學(xué)”和其他數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化技術(shù),可以從變量眾多的數(shù)據(jù)集中提取信息,從而更輕松地將其可視化或進(jìn)行分類。拉奧在20多歲時(shí)就發(fā)表了多篇開(kāi)創(chuàng)性論文。2023年8月,拉奧與世長(zhǎng)辭,享年102歲。
拉奧認(rèn)為,統(tǒng)計(jì)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)由其應(yīng)用來(lái)推動(dòng)。他創(chuàng)立的統(tǒng)計(jì)學(xué)理論對(duì)農(nóng)業(yè)科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)研究、計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、工業(yè)工程、社會(huì)科學(xué)和信號(hào)處理等領(lǐng)域均產(chǎn)生了巨大影響。例如,科學(xué)家利用他的方法,從歐洲粒子物理實(shí)驗(yàn)室收集的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子的跡象。
拉奧出生于印度哈達(dá)加利。拉奧的父母在其年少時(shí)就發(fā)現(xiàn)了他的數(shù)學(xué)能力,并鼓勵(lì)他在安得拉大學(xué)攻讀數(shù)學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位。
1941年,拉奧進(jìn)入由著名統(tǒng)計(jì)學(xué)家馬哈拉諾比斯(Mahalanobis)創(chuàng)立和領(lǐng)導(dǎo)的加爾各答印度統(tǒng)計(jì)研究所(ISI)。同年,拉奧進(jìn)入加爾各答大學(xué)開(kāi)始攻讀統(tǒng)計(jì)學(xué)碩士課程,當(dāng)時(shí)統(tǒng)計(jì)推斷的基本原理仍在建立之中。1943年,拉奧在解答一名學(xué)生的問(wèn)題時(shí),推導(dǎo)出了一個(gè)下界(現(xiàn)在稱作克拉默--拉奧不等式),用于估算某個(gè)統(tǒng)計(jì)群體的未知參數(shù),如一種新藥可使血壓降低的平均幅度。他提出了一種算法(現(xiàn)在稱為拉奧--布萊克韋爾定理),以推導(dǎo)出進(jìn)行此類估計(jì)的規(guī)則。例如,通過(guò)測(cè)量小部分隨機(jī)群體的降壓值,可以準(zhǔn)確地估算出整個(gè)群體的血壓。拉奧還在統(tǒng)計(jì)學(xué)文獻(xiàn)中首次使用微分幾何來(lái)定義兩個(gè)概率分布之間的不相似度量。他在自己的論文中介紹了這些結(jié)果,由此催生了信息幾何這一術(shù)語(yǔ)。
1946年,拉奧應(yīng)邀到英國(guó)劍橋大學(xué)考古和人類學(xué)博物館工作。他分析了從蘇丹幾千年前的古墓中發(fā)掘的頭骨的形狀,并根據(jù)遺骸所屬部落和年齡進(jìn)行了分類。與此同時(shí),他開(kāi)始攻讀博士學(xué)位,師從現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)學(xué)奠基人羅納德 · 費(fèi)舍爾(Ronald Fisher)。拉奧的工作包括繪制小鼠染色體圖譜,以研究遺傳間的聯(lián)系。
1948年,拉奧回到印度統(tǒng)計(jì)研究所。次年,就在29歲生日前不久,他被任命為教授。他先后擔(dān)任研究和培訓(xùn)部門(mén)主管,印度統(tǒng)計(jì)研究所后來(lái)成為世界上最重要的統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)之一。
許多數(shù)據(jù)分析工具都源自拉奧的碩士和博士論文以及他在1940年代發(fā)表的論文。例如,在他的碩士論文(1943)中,通過(guò)分析生活在印度北方邦的人口數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)了用于比較兩個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)組的“周長(zhǎng)”試驗(yàn),由此催生了用于比較樣本平均值的多元方差分析(MANOVA)程序。他在自己的博士論文和隨后發(fā)表的論文中提出的統(tǒng)計(jì)方法為判別和分類理論、多元方差分析等現(xiàn)代數(shù)據(jù)分析方法奠定了基礎(chǔ)。
拉奧的技術(shù)還被應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)和設(shè)備的設(shè)計(jì),如計(jì)算機(jī)芯片,旨在篩選出設(shè)計(jì)堅(jiān)固耐用產(chǎn)品的關(guān)鍵參數(shù),同時(shí)最大限度地降低成本、減少工時(shí)并節(jié)約勞動(dòng)力。后來(lái),這些被稱為正交陣列的最優(yōu)配置被日本工程師田口玄一發(fā)揚(yáng)光大,并成為日本自1970年代以來(lái)工業(yè)質(zhì)量革命的基礎(chǔ)。
1978 年被強(qiáng)制退休后,拉奧移居美國(guó)。他對(duì)匹茲堡大學(xué)的統(tǒng)計(jì)課程產(chǎn)生了影響,并在那里共同建立了多元分析中心。1988 年,他搬到賓夕法尼亞州立大學(xué),2010 年搬到紐約布法羅大學(xué)。2007 年,拉奧數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)高級(jí)研究所在印度海得拉巴成立。
在拉奧的眾多著作中,他的《生物學(xué)研究中的高級(jí)統(tǒng)計(jì)方法》(1952 )和《線性統(tǒng)計(jì)推斷及其應(yīng)用》(1965 )具有代表性。全世界幾代統(tǒng)計(jì)學(xué)家都是通過(guò)這兩本書(shū)接受培訓(xùn)的。拉奧一生獲獎(jiǎng)無(wú)數(shù),就在他去世前幾個(gè)月,他成為第四位國(guó)際統(tǒng)計(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者。該獎(jiǎng)于 2017 年設(shè)立,旨在促進(jìn)人們了解統(tǒng)計(jì)學(xué)在當(dāng)代生活中的作用。拉奧是一位培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的優(yōu)秀教師,我們將深切懷念他。