Demo 2:Collider 与解释竞争 — 警报模型

Chapter 2 · 贝叶斯图

核心公式:\( B \perp E \)(先验独立),但 \( B \not\perp E \mid A \)(观察 Alarm 后产生依赖)

B = 入侵 E = 地震 A = 警报

DAG: Collider 结构

观察状态切换

Alarm:
Earthquake:
1.0%
p(Burglary=1)
2.0%
p(Earthquake=1)
Collider 结构:B 和 E 先验独立。观察 Alarm 后,两者进入解释竞争。

后验联合分布 p(B, E | evidence)

解释竞争流图

观察提示:先保持所有未观察(B⊥E),然后打开"Alarm=响",观察 p(B) 和 p(E) 都上升。接着再打开"E=发生",观察 p(B) 如何下降 —— 地震"解释掉"了警报,入侵的概率反而降低。这就是 explaining away / 解释竞争。
文献与案例意图:本 demo 对应教材 §2.1 碰撞点(collider)的定义与 d-separation。经典 Alarm Network (Pearl, 1988) 展示了 collider 结构的核心性质:默认阻断路径,但观察共同结果后两个原因变得条件依赖。Sloman (2005) 和 Tenenbaum et al. (2011) 讨论了 explaining away 在认知推断中的重要性。教学点:collider 默认阻断,观察共同结果后产生解释竞争。