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拜登选票不符合本福特定律?如何识别数据造假?

今年美国总统选举简直比电视剧还要精彩。先是特朗普团队说自己已经赢了,紧跟着拜登翻盘,昨天又爆出某选区6000张投给特朗普的选票错投给拜登。今天早上,拜登终于拿下超过270张选票,赢得选举。 美国大选得票情况(11月8日早10点) 可是,貌似特朗普并不承认自己失败。他发推特指责选举公正性,并宣布自己赢得了选举。推特官方在特朗普的发言下标注:本条关于选举欺诈的声明是有争议的。  特朗普的推特 更有趣的是:有网友对一些选取的投票情况进行分析后发现:拜登的选票数量居然不符合本福特定律。难道选举真的存在欺诈吗?本福特定律到底是什么?  拜登得票曲线(蓝色)偏离本福特定律 去年11.11之前,我做了一期节目,教大家如何用本福特定律分析数据是否造假,当时的标的是天猫销售额2684亿。今天我们不妨借着美国大选的热点,再来带着大家复习一下本福特定律。视频请见天猫“双11”2684亿销售额造假了吗?  1、首位为1的概率有多大?  我们每天都会面对成千上万的数据,其中有些数据是非人为规定、杂乱无章的。例如世界上所有国家的人口数量、GDP、国土面积,一张报纸上的经济数据,彩票在各个城市的销售额……等等。 如果我问:这些数字首位是1(比如1.25亿,16,1356万这样的数字)的概率有多大?你会如何回答呢?  也许许多人会回答:1/9。因为首位可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9,这些数字毫无规律,自然产生,所以首位是1的可能占1/9。或者你还会用一个表格印证自己的想法:在一位数、两位数、三位数…中,首位是1的数字都只有1/9。 微博图片 不过,如果你真的拿出一张报纸进行统计,你会发现自己错了,除掉电话号码、邮政编码、日期等特定规律的数字以外,首位是1的数字大约占到30%。  2、本福特定律 十九世纪,在还没有计算机的时代,科学家们经常要查找对数表进行计算。1881年,天文学家纽康在查找对数表时发现:对数表的前几页总是被人翻的比较烂,而后面的页码几乎是全新的。他隐约的感觉到:自然界中的数字好像不是均匀分布的,许多数字都以1开头,所以对数表的前几页才经常被人查阅到。 1938年,物理学家本福特也发现了这个规律,现在被我们称为本福特定律:  从自然、生活中产生的数据,在十进制中以数字n开头的概率为: 公式 按照这个公式,不同的首位数概率如下: 本福特定律预测的首位数概率分布 首位是1的数据居然比首位是9的数据多出六倍?事实真的是这样吗? 3、数据检验  我们需要使用一些数据来验证本福特定律,这些数据必须具有一些特点:  第一:数据产生于生活或者自然中的,而不能是人为规定的,例如新生儿数量、死亡人数就满足这个条件,而电话号码、邮政编码、彩票开奖号码,都不满足这个规律。  第二:数据量要足够大,并且跨越几个量级。例如不同国家国家的人口从几百到几十亿,跨越了7个量级,就符合条件。而成人的身高基本都在1米到2米之间,跨度太小,就不满足这个条件。  好了,现在我们可以进行验证了。首先,我选择我的视频播放量数据来验证本福特定律。我在某个平台上上传了266个科普视频,有些视频比较受欢迎,播放量比较大,比如视频《芯片是怎么回事》有两百多万次播放。也有一些播放情况不太好,只有一两万次播放。我把所有视频的播放次数统计了出来,统计出播放次数首数字为1的(无论是播放量1万多、十几万或者一百多万)、是2、是3…的视频个数,并且计算了它们各自所占的比例,如下所示: 某平台视频播放量首位数比例 如果我们把视频播放量的首位数比例和本福特定律预言的比例放在一起,就会发现:视频播放量基本符合本福特定律。 视频播放量首位数比例与本福特定律对比 我们再来用国家人口验证一下。 我查找了2000年世界上235个国家和地区的人口情况,人口首位数是1的国家有67个,占比28.5%。具体的首位数比例如下: 世界各国人口首位数比例 把实际的频率和本福特定律的预测放在一起,就得到了下图,是不是也非常接近? 各国人口首位数比例与本福特定律对比 我们还可以用类似的方法统计世界上所有国家的GDP数据、领土面积等等,也会获得类似的结果。 各国GDP(美元计)首位数比例   各国领土面积(平方公里计)首位数比例 如果我们认为:无论是视频播放量还是国家人口、领土面积、GDP等,都或多或少是因为人的因素造成的,我们是否能找到与人无关的数据呢?我们再举一例:斐波那契数列。 斐波那契数列的图形化表示 斐波那契数列也叫做兔子数列,前两个数字都是1,后面每个数字都等于前两个数字之和,于是这个数列就是  1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89…  我统计了前154个斐波那契数,它的大小已经从1增长到1031,其中首位数是1的数字有45个,占比29.2%。其余首位数的比例如下: 斐波那契数列首位数比例 是不是非常神奇?除了斐波那契数列,许多物理、化学常数(例如放射性元素的半衰期)也符合本福特定律的预言。  4用本福特定律发现假账  如果我们掌握了本福特定律,就可以利用这个定律发现财务数据造假,因为造假者人为篡改了数据,就会与本福特定律产生偏差。这里最典型的例子是安然公司。  2001年,美国最大的能源交易商、年收入破千亿美元的安然公司宣布破产,同时传出公司财务造假的传闻。于是,有人用本福特定律对安然公司公布的财务报表进行了检验。下图中左侧是所有上市公司的财务数据与本福特定律的符合情况——简直可以用“精准”二字形容;而右图是安然公司在2000-2001年的财务数据与本福特定律的偏离情况,我们会发现数字1、8、9频率相比本福特定律明显偏大,而数字2、3、4、5、7又明显偏小。这说明:安然公司的确有造假嫌疑。 全体上市公司和安然公司财务数据与本福特定律对比 最终,经过深入细致的调查,美国司法部认定安然公司财务造假,安然公司CEO杰弗里·斯基林被判刑24年并罚款4500万美元;财务欺诈策划者费斯托被判6年徒刑并罚款2380万美元。有89年历史并且位列全球五大会计师事务所的安达信因帮助安然公司造假,被判处妨碍司法公正罪后宣告破产,从此全球五大会计师事务所变成“四大”。 现在,本福特定律已经成为会计师们判断销售数据、财务报表等数据是否造假的依据之一,甚至还有人使用本福特定律来检验选举中是否存在舞弊现象。例如:本次美国大选中,有网友指出:拜登在包括威斯康星州密尔沃基、伊利诺伊州芝加哥和宾夕法尼亚州阿勒格尼的曲线均不满足“本福特定律”,而与此同时,特朗普在多个地区的曲线却又正好满足或基本满足该定律。 威斯康星州密尔沃基得票曲线   伊利诺伊州芝加哥得票曲线   宾夕法尼亚州阿勒格尼得票曲线 这是否意味着拜登存在选举舞弊?本着不干涉他国内政的原则,我对此不便于评论(评论也没啥用),让子弹飞一会儿,继续看戏。  5如何证明本福特定律?  那么,自然界中为什么会有这条神奇的定律呢?我们如何才能证明它? 因为本福特定律并非是严格定律,只在特定条件下成立,所以并不存在一般意义上的证明。或许,我们应该说,我们可以研究:究竟什么样的数据更加符合本福特定律。  在生活中,有许多数据满足这样的特点:单位时间内的增长量正比于存量。  比如,我有100元,存到银行里,年利息3%,明年就会变成103元。如果我有100万,存到银行里,明年就会变成103万,这就是典型的增量正比于存量的情况。再比如,在相似的经济环境下,人口的自然增长率是比较固定的,所以一个国家的人口越多,每年新增的人口也会越多,这也符合增量正比于存量。  视频播放量又如何呢?许多视频网站都采用数据流推送的方式,一个视频有越多的人观看、点赞、评论、转发,系统就会把这个视频推送给更多的人,于是新增的观看次数也会越多。 视频推荐量和视频播放量 如果用数学语言来描述,增量ΔN与存量N和时间Δt之间满足下面的关系: 公式 这表示:在单位时间内,增量与存量之比是一个常数。如果在最初数据为N0,经过时间t,数据量就会变为 公式 这是一个指数型函数,随着时间的推移,数据会指数长大。而且,指数型函数有一个特点:数据从N1增长到N2的时间与两个数据的比有关: 公式 比如数据从1增长到10所需要花费的时间,与从10增长到100、从100增长到1000所花费的时间都是相同的。 指数增长函数的特点 如果数据满足这个增长率,那么就有很大可能满足本福特定律。比如,假设数据是2位数,从10增长到20的过程首位数都是1,这段增长所需要花的时间为:  公式 同样,数据从20增长到30的阶段首位数是2,时间为: 公式  ……  按照这个规律,数据在首位数是n的情况下增长时间为: 公式 在两位数的情况下,数据从10增长到100,首位数就会遍历1、2、3、4、5、6、7、8、9,所需要花费的总时间也可以计算,为: 公式 我们已经知道了这个增长数据保持两位数的时间,还知道在增长过程中,不同首位数的时间。我们会发现,从首位为1增长为首位为2时间最长,因此在进行统计时,这种数据出现的概率最大;而首位数为9的增长时间最短,这种数据出现的概率就小的多。  我们用首位数为n的增长时间占总增长时间的比例代表了首位数为n的概率,于是就会得到公式: 公式  这就是本福特定律。 两位数是这样,三位数、四位数、五位数也同样如此。每一个数据首位数的概率情况如此,那么当大量数据堆积到一起,首位数的频率情况满足本福特定律,就不足为奇了。  有关本福特定律的研究一直在进行中,前几年我有一个学生叫做李聪乔,他现在在北大物理系读书。前几个月,他与老师马伯强、同学丛明舒合写了一篇论文《从拉普拉斯变换看首位数定理》,这篇论文对数据进行拉普拉斯变换,通过变换后的数据特点讨论哪些数据更满足本福特定律,有兴趣的小伙伴不妨下载来看看哦。 扫描二维码获得论文 (作者为北京大学物理与经济双学士,清华大学电子工程硕士研究生;北京市中学物理教师/物理竞赛教练。从教十年,培养清华北大学生200余人,国际奥赛、亚洲奥赛、国家奥赛金牌十余名,全文转自微信公众号李永乐老师)

约翰逊贺拜登“胜选”声明中竟“ 暗藏”川普连任字样

本月7日,不少媒体自行宣布拜登“胜选”后,多国的领导人纷纷跟风祝贺拜登“胜选”,当中还包括川普的好友英国首相约翰逊。但是有眼尖的网民发现,约翰逊的祝贺声明图片中暗藏“玄机”,里面有不明显的“川普”一词在拜登后面,还有“第二任期”等字眼。虽然英国政府解释称,是技术故障,但是这件事已经引来网民热烈讨论。 据博客Guido Fawkes揭示爆料,约翰逊在推特上发表对拜登和副手贺锦丽的祝贺表示,“美国是我们最重要的盟友,期待就各种共同重视的议题合作,包括气候变化、贸易和安全等。” 这项声明内容以灰底白字的模样在图片上展示,乍看平平无奇就是祝贺之词。不过,被眼尖有网民发现当中有特别之处,网民把图片的光暗度调整之后,竟然显现出“神秘密码”。在“拜登在他的竞选”(Joe Biden on his election)后隐藏了浅灰色的“Trump on”“川普在”(Trump on),另一处则暗含“第二任期”(second term)和“在未来”(on the future of this)的字样。 约翰逊祝贺拜登得帖文图底有川普连任字样(图片来源:网络) 事情在推特上引起热烈讨论,后来英国政府回应时声称:“如大家的预期一样,我们就这场紧凑的大选准备了两份声明,技术故障导致另一段声明的部分字句,嵌入了这份声明的背景。” 不过,有人质疑这项声明的人竟然在同一张图片上修改,甚至没有彻底删除原本声明,却不另行使用全新图片来刊登声明,做法让人觉得不解。 目前,川普竞选团队指控此次美国大选广泛存在舞弊现象,在目前有争议的6个州提起诉讼,或要求重新计票。 美国司法部长威廉‧巴尔(William Barr)9日发出的一份备忘录中称,2020年总统大选结果被正式确认前,已经授权联邦检察官调查被指控存在大量的投票违规和舞弊行为。

爱马仕假包案:一主嫌否认假包网络

涉案人员Romain C. R于2005年被爱马仕的解雇,后在香港居住并制造假包。Daniel称自己是在2010年知道Romain的,并于2012年从Romain手里购买假包,卖给了一位俄罗斯客人。

秘鲁总统易人 国会议长宣誓就职

秘鲁副总统阿菈欧丝(Mercedes Araoz)1年前因另一场政治危机而辞职,因此59岁梅礼诺依照宪法规定继任总统。梅礼诺将接掌毕斯卡拉剩下的任期,任职到2021年7月。

危地马拉:被热带风暴摧毁的村庄将成公墓

热带风暴伊塔(Eta)上周带来的倾盆大雨造成树木倒落、使湍急的河流泛滥成灾,危地马拉中部阿塔维拉帕兹省(Alta Verapaz)克雅村上方的部分山坡也崩落。

缅甸大选:昂山素季政党宣布胜出

这是缅甸自从2011年脱离直接军事统治以来的第二次大选。投票在当地时间6时开始,至下午4时结束,但当时已在排队的人群被允许继续投票。选举委员会从周一(9日)开始宣布各地投票结果,但是等到所有结果全部出炉可能需要一周的时间。到目前为止,选举委员会宣布的获胜者均来自NLD。

东协峰会登场 15国可望签RCEP

“区域全面经济伙伴协定”(Regional Comprehensive Economic Partnership,RCEP)由东协10国发起,虽然强调是由东协主导,但一般认为中国才是幕后主导者。RCEP于2012年由16个国家开始协商,但是印度忧心大量廉价中国货入侵,去年11月退出谈判。

欧洲成第二波疫情“震中” 疫苗或可年底面世

英国累计死亡人数已超过5万人,居欧洲之冠;意大利累计确诊病例于11日突破100万大关,染疫病故人数将近4.3万人,医疗机构已开始承受不住压力。俄罗斯11日通报又有432人染疫不治,创单日死亡病例的历史新高。法国疫情爆发以来死亡总人数已经突破4万人的关口。

加国《星岛日报》前总编听证会发言 谈北京如何渗透媒体

最近加拿大国会下议院招开一场有关于加拿大与中国关系听证会。加拿大《星岛日报》卑诗版前总编辑何良懋(Victor Ho)发言表示,有一些中国政府的说客利用加拿大的媒体发表一些言论,从而对加拿大华人进行“洗脑”。何良懋表示,这些例子反映中共正不断渗透加拿大华语传媒,加国应该严加防范。 据苹果日报援引渥太华新闻网站《Blacklock’s Reporter》报导,最近加拿大国会下议院加中特别关系委员会召开听证会。加拿大《星岛日报》卑诗版前总编辑何良懋(Victor Ho)发言表示,今年7月23日,中国驻温哥华总领事佟晓玲曾透过温哥华华侨之声(CHMB-AM)的电台公开批评香港人,宣称香港人蓄意诽谤及破坏“港区国安法”,更指有加拿大“维权分子”,“恐吓真正关心香港的人们”。 何良懋又指出,加拿大时事评论员梁燕城(Thomas Leung)去年在温哥华加拿大中文电台(CJVB-AM)节目内,公开支持香港采用暴力去镇压示威者。因此,他要求加拿大广播电视及通讯委员会(Canadian Radio-Television and Telecommunications Commission)调查这些相关的事件,避免加拿大华人社区被中共渗透,捍卫加拿大利益。 报导指,听证会上还有其他发言人士促请加拿大政府,立法要求所有为外国政府工作的政治说客,作公开申报,以阻止中共政治宣传机构和人员流入在加拿大的华人社区。 何良懋认为,加拿大应该考虑引入一个类似澳大利亚外国干预法那样的法案,来限制外国政府鼓动当地社团为外国利益效劳。

【美总统大选】川普阿拉斯加获胜 参议院共和党获半数席次

美国时间11月11日,共和党在参议院席次增至50席,对民主党来说,构成了相当大的压力。 美国国会参议院共有100席,随着阿拉斯加州及北卡罗莱纳州席次争夺战结果相继出炉,目前参议院98席已经确定。  共和党参议员已经到达半数,目前占据参议院50席。  民主党参议员不到半数,目前占据参议院48席。  剩下2席的选举全部在乔治亚州。分别是乔治亚州现任共和党参议员大卫.珀杜(David Perdue)与民主党人乔恩.奥索夫(Jon Ossoff);现任共和党参议员凯利.洛夫勒(Kelly Loeffler)与民主党人拉斐尔.沃诺克(Raphael Warnock)的席次争夺战。  由于乔治亚州法律要求参加竞选的参议员,其支持率达到多数(50%)才能在胜出时即刻当选。如果竞选的获胜者其支持率没有达到所需的多数票门槛,就需要进行二次选举。二次选举时胜出者最终当选,不需达到多数票要求。因此两场竞选比赛的二次选举将于2021年1月5日举行。  按首次选举的得票率来看,珀杜得票49.75%,而奥索夫为47.93%,两人得票率均不到50%,所以需要二次选举。 另一组参议员是3人竞争,沃诺克得32%,洛夫勒得26%,另一共和党人柯林斯得20%。目前柯林斯已退出选举,如果他能够支持同党的洛夫勒,两人的支持者极有可能击败沃诺克。  乔治亚州共和党人再赢一席就能保持参议院的多数。而民主党已经没有机会拿到多数,如果乔治亚州2席民主党都获得也只是平手。在重大议案表决双方意见各占50%时,这时美国副总统可做关键性决定。

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