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拜登選票不符合本福特定律?如何識別數據造假?

今年美國總統選舉簡直比電視劇還要精彩。先是特朗普團隊說自己已經贏了,緊跟著拜登翻盤,昨天又爆出某選區6000張投給特朗普的選票錯投給拜登。今天早上,拜登終於拿下超過270張選票,贏得選舉。 美國大選得票情況(11月8日早10點) 可是,貌似特朗普並不承認自己失敗。他發推特指責選舉公正性,並宣布自己贏得了選舉。推特官方在特朗普的發言下標註:本條關於選舉欺詐的聲明是有爭議的。  特朗普的推特 更有趣的是:有網友對一些選取的投票情況進行分析後發現:拜登的選票數量居然不符合本福特定律。難道選舉真的存在欺詐嗎?本福特定律到底是什麼?  拜登得票曲線(藍色)偏離本福特定律 去年11.11之前,我做了一期節目,教大家如何用本福特定律分析數據是否造假,當時的標的是天貓銷售額2684億。今天我們不妨借著美國大選的熱點,再來帶著大家複習一下本福特定律。視頻請見天貓「雙11」2684億銷售額造假了嗎?  1、首位為1的概率有多大?  我們每天都會面對成千上萬的數據,其中有些數據是非人為規定、雜亂無章的。例如世界上所有國家的人口數量、GDP、國土面積,一張報紙上的經濟數據,彩票在各個城市的銷售額……等等。 如果我問:這些數字首位是1(比如1.25億,16,1356萬這樣的數字)的概率有多大?你會如何回答呢?  也許許多人會回答:1/9。因為首位可以是1、2、3、4、5、6、7、8、9,這些數字毫無規律,自然產生,所以首位是1的可能佔1/9。或者你還會用一個表格印證自己的想法:在一位數、兩位數、三位數…中,首位是1的數字都只有1/9。 微博圖片 不過,如果你真的拿出一張報紙進行統計,你會發現自己錯了,除掉電話號碼、郵政編碼、日期等特定規律的數字以外,首位是1的數字大約佔到30%。  2、本福特定律 十九世紀,在還沒有計算機的時代,科學家們經常要查找對數表進行計算。1881年,天文學家紐康在查找對數表時發現:對數表的前幾頁總是被人翻的比較爛,而後面的頁碼幾乎是全新的。他隱約的感覺到:自然界中的數字好像不是均勻分布的,許多數字都以1開頭,所以對數表的前幾頁才經常被人查閱到。 1938年,物理學家本福特也發現了這個規律,現在被我們稱為本福特定律:  從自然、生活中產生的數據,在十進位中以數字n開頭的概率為: 公式 按照這個公式,不同的首位數概率如下: 本福特定律預測的首位數概率分布 首位是1的數據居然比首位是9的數據多出六倍?事實真的是這樣嗎? 3、數據檢驗  我們需要使用一些數據來驗證本福特定律,這些數據必須具有一些特點:  第一:數據產生於生活或者自然中的,而不能是人為規定的,例如新生兒數量、死亡人數就滿足這個條件,而電話號碼、郵政編碼、彩票開獎號碼,都不滿足這個規律。  第二:數據量要足夠大,並且跨越幾個量級。例如不同國家國家的人口從幾百到幾十億,跨越了7個量級,就符合條件。而成人的身高基本都在1米到2米之間,跨度太小,就不滿足這個條件。  好了,現在我們可以進行驗證了。首先,我選擇我的視頻播放量數據來驗證本福特定律。我在某個平台上上傳了266個科普視頻,有些視頻比較受歡迎,播放量比較大,比如視頻《晶元是怎麼回事》有兩百多萬次播放。也有一些播放情況不太好,只有一兩萬次播放。我把所有視頻的播放次數統計了出來,統計出播放次數首數字為1的(無論是播放量1萬多、十幾萬或者一百多萬)、是2、是3…的視頻個數,並且計算了它們各自所佔的比例,如下所示: 某平台視頻播放量首位數比例 如果我們把視頻播放量的首位數比例和本福特定律預言的比例放在一起,就會發現:視頻播放量基本符合本福特定律。 視頻播放量首位數比例與本福特定律對比 我們再來用國家人口驗證一下。 我查找了2000年世界上235個國家和地區的人口情況,人口首位數是1的國家有67個,佔比28.5%。具體的首位數比例如下: 世界各國人口首位數比例 把實際的頻率和本福特定律的預測放在一起,就得到了下圖,是不是也非常接近? 各國人口首位數比例與本福特定律對比 我們還可以用類似的方法統計世界上所有國家的GDP數據、領土面積等等,也會獲得類似的結果。 各國GDP(美元計)首位數比例   各國領土面積(平方公里計)首位數比例 如果我們認為:無論是視頻播放量還是國家人口、領土面積、GDP等,都或多或少是因為人的因素造成的,我們是否能找到與人無關的數據呢?我們再舉一例:斐波那契數列。 斐波那契數列的圖形化表示 斐波那契數列也叫做兔子數列,前兩個數字都是1,後面每個數字都等於前兩個數字之和,於是這個數列就是  1、1、2、3、5、8、13、21、34、55、89…  我統計了前154個斐波那契數,它的大小已經從1增長到1031,其中首位數是1的數字有45個,佔比29.2%。其餘首位數的比例如下: 斐波那契數列首位數比例 是不是非常神奇?除了斐波那契數列,許多物理、化學常數(例如放射性元素的半衰期)也符合本福特定律的預言。  4用本福特定律發現假賬  如果我們掌握了本福特定律,就可以利用這個定律發現財務數據造假,因為造假者人為篡改了數據,就會與本福特定律產生偏差。這裡最典型的例子是安然公司。  2001年,美國最大的能源交易商、年收入破千億美元的安然公司宣布破產,同時傳出公司財務造假的傳聞。於是,有人用本福特定律對安然公司公布的財務報表進行了檢驗。下圖中左側是所有上市公司的財務數據與本福特定律的符合情況——簡直可以用「精準」二字形容;而右圖是安然公司在2000-2001年的財務數據與本福特定律的偏離情況,我們會發現數字1、8、9頻率相比本福特定律明顯偏大,而數字2、3、4、5、7又明顯偏小。這說明:安然公司的確有造假嫌疑。 全體上市公司和安然公司財務數據與本福特定律對比 最終,經過深入細緻的調查,美國司法部認定安然公司財務造假,安然公司CEO傑弗里·斯基林被判刑24年並罰款4500萬美元;財務欺詐策劃者費斯托被判6年徒刑並罰款2380萬美元。有89年歷史並且位列全球五大會計師事務所的安達信因幫助安然公司造假,被判處妨礙司法公正罪後宣告破產,從此全球五大會計師事務所變成「四大」。 現在,本福特定律已經成為會計師們判斷銷售數據、財務報表等數據是否造假的依據之一,甚至還有人使用本福特定律來檢驗選舉中是否存在舞弊現象。例如:本次美國大選中,有網友指出:拜登在包括威斯康星州密爾沃基、伊利諾伊州芝加哥和賓夕法尼亞州阿勒格尼的曲線均不滿足「本福特定律」,而與此同時,特朗普在多個地區的曲線卻又正好滿足或基本滿足該定律。 威斯康星州密爾沃基得票曲線   伊利諾伊州芝加哥得票曲線   賓夕法尼亞州阿勒格尼得票曲線 這是否意味著拜登存在選舉舞弊?本著不干涉他國內政的原則,我對此不便於評論(評論也沒啥用),讓子彈飛一會兒,繼續看戲。  5如何證明本福特定律?  那麼,自然界中為什麼會有這條神奇的定律呢?我們如何才能證明它? 因為本福特定律並非是嚴格定律,只在特定條件下成立,所以並不存在一般意義上的證明。或許,我們應該說,我們可以研究:究竟什麼樣的數據更加符合本福特定律。  在生活中,有許多數據滿足這樣的特點:單位時間內的增長量正比於存量。  比如,我有100元,存到銀行里,年利息3%,明年就會變成103元。如果我有100萬,存到銀行里,明年就會變成103萬,這就是典型的增量正比於存量的情況。再比如,在相似的經濟環境下,人口的自然增長率是比較固定的,所以一個國家的人口越多,每年新增的人口也會越多,這也符合增量正比於存量。  視頻播放量又如何呢?許多視頻網站都採用數據流推送的方式,一個視頻有越多的人觀看、點贊、評論、轉發,系統就會把這個視頻推送給更多的人,於是新增的觀看次數也會越多。 視頻推薦量和視頻播放量 如果用數學語言來描述,增量ΔN與存量N和時間Δt之間滿足下面的關係: 公式 這表示:在單位時間內,增量與存量之比是一個常數。如果在最初數據為N0,經過時間t,數據量就會變為 公式 這是一個指數型函數,隨著時間的推移,數據會指數長大。而且,指數型函數有一個特點:數據從N1增長到N2的時間與兩個數據的比有關: 公式 比如數據從1增長到10所需要花費的時間,與從10增長到100、從100增長到1000所花費的時間都是相同的。 指數增長函數的特點 如果數據滿足這個增長率,那麼就有很大可能滿足本福特定律。比如,假設數據是2位數,從10增長到20的過程首位數都是1,這段增長所需要花的時間為:  公式 同樣,數據從20增長到30的階段首位數是2,時間為: 公式  ……  按照這個規律,數據在首位數是n的情況下增長時間為: 公式 在兩位數的情況下,數據從10增長到100,首位數就會遍歷1、2、3、4、5、6、7、8、9,所需要花費的總時間也可以計算,為: 公式 我們已經知道了這個增長數據保持兩位數的時間,還知道在增長過程中,不同首位數的時間。我們會發現,從首位為1增長為首位為2時間最長,因此在進行統計時,這種數據出現的概率最大;而首位數為9的增長時間最短,這種數據出現的概率就小的多。  我們用首位數為n的增長時間佔總增長時間的比例代表了首位數為n的概率,於是就會得到公式: 公式  這就是本福特定律。 兩位數是這樣,三位數、四位數、五位數也同樣如此。每一個數據首位數的概率情況如此,那麼當大量數據堆積到一起,首位數的頻率情況滿足本福特定律,就不足為奇了。  有關本福特定律的研究一直在進行中,前幾年我有一個學生叫做李聰喬,他現在在北大物理系讀書。前幾個月,他與老師馬伯強、同學叢明舒合寫了一篇論文《從拉普拉斯變換看首位數定理》,這篇論文對數據進行拉普拉斯變換,通過變換後的數據特點討論哪些數據更滿足本福特定律,有興趣的小夥伴不妨下載來看看哦。 掃描二維碼獲得論文 (作者為北京大學物理與經濟雙學士,清華大學電子工程碩士研究生;北京市中學物理教師/物理競賽教練。從教十年,培養清華北大學生200餘人,國際奧賽、亞洲奧賽、國家奧賽金牌十餘名,全文轉自微信公眾號李永樂老師)

約翰遜賀拜登「勝選」聲明中竟「 暗藏」川普連任字樣

本月7日,不少媒體自行宣布拜登「勝選」後,多國的領導人紛紛跟風祝賀拜登「勝選」,當中還包括川普的好友英國首相約翰遜。但是有眼尖的網民發現,約翰遜的祝賀聲明圖片中暗藏「玄機」,裡面有不明顯的「川普」一詞在拜登後面,還有「第二任期」等字眼。雖然英國政府解釋稱,是技術故障,但是這件事已經引來網民熱烈討論。 據博客Guido Fawkes揭示爆料,約翰遜在推特上發表對拜登和副手賀錦麗的祝賀表示,「美國是我們最重要的盟友,期待就各種共同重視的議題合作,包括氣候變化、貿易和安全等。」 這項聲明內容以灰底白字的模樣在圖片上展示,乍看平平無奇就是祝賀之詞。不過,被眼尖有網民發現當中有特別之處,網民把圖片的光暗度調整之後,竟然顯現出「神秘密碼」。在「拜登在他的競選」(Joe Biden on his election)後隱藏了淺灰色的「Trump on」「川普在」(Trump on),另一處則暗含「第二任期」(second term)和「在未來」(on the future of this)的字樣。 約翰遜祝賀拜登得帖文圖底有川普連任字樣(圖片來源:網路) 事情在推特上引起熱烈討論,後來英國政府回應時聲稱:「如大家的預期一樣,我們就這場緊湊的大選準備了兩份聲明,技術故障導致另一段聲明的部分字句,嵌入了這份聲明的背景。」 不過,有人質疑這項聲明的人竟然在同一張圖片上修改,甚至沒有徹底刪除原本聲明,卻不另行使用全新圖片來刊登聲明,做法讓人覺得不解。 目前,川普競選團隊指控此次美國大選廣泛存在舞弊現象,在目前有爭議的6個州提起訴訟,或要求重新計票。 美國司法部長威廉‧巴爾(William Barr)9日發出的一份備忘錄中稱,2020年總統大選結果被正式確認前,已經授權聯邦檢察官調查被指控存在大量的投票違規和舞弊行為。

愛馬仕假包案:一主嫌否認假包網路

涉案人員Romain C. R於2005年被愛馬仕的解僱,後在香港居住並製造假包。Daniel稱自己是在2010年知道Romain的,並於2012年從Romain手裡購買假包,賣給了一位俄羅斯客人。

秘魯總統易人 國會議長宣誓就職

秘魯副總統阿菈歐絲(Mercedes Araoz)1年前因另一場政治危機而辭職,因此59歲梅禮諾依照憲法規定繼任總統。梅禮諾將接掌畢斯卡拉剩下的任期,任職到2021年7月。

瓜地馬拉:被熱帶風暴摧毀的村莊將成公墓

熱帶風暴伊塔(Eta)上周帶來的傾盆大雨造成樹木倒落、使湍急的河流泛濫成災,瓜地馬拉中部阿塔維拉帕茲省(Alta Verapaz)克雅村上方的部分山坡也崩落。

緬甸大選:昂山素季政黨宣布勝出

這是緬甸自從2011年脫離直接軍事統治以來的第二次大選。投票在當地時間6時開始,至下午4時結束,但當時已在排隊的人群被允許繼續投票。選舉委員會從周一(9日)開始宣布各地投票結果,但是等到所有結果全部出爐可能需要一周的時間。到目前為止,選舉委員會宣布的獲勝者均來自NLD。

東協峰會登場 15國可望簽RCEP

「區域全面經濟夥伴協定」(Regional Comprehensive Economic Partnership,RCEP)由東協10國發起,雖然強調是由東協主導,但一般認為中國才是幕後主導者。RCEP於2012年由16個國家開始協商,但是印度憂心大量廉價中國貨入侵,去年11月退出談判。

歐洲成第二波疫情「震中」 疫苗或可年底面世

英國累計死亡人數已超過5萬人,居歐洲之冠;義大利累計確診病例於11日突破100萬大關,染疫病故人數將近4.3萬人,醫療機構已開始承受不住壓力。俄羅斯11日通報又有432人染疫不治,創單日死亡病例的歷史新高。法國疫情爆發以來死亡總人數已經突破4萬人的關口。

加國《星島日報》前總編聽證會發言 談北京如何滲透媒體

最近加拿大國會下議院招開一場有關於加拿大與中國關係聽證會。加拿大《星島日報》卑詩版前總編輯何良懋(Victor Ho)發言表示,有一些中國政府的說客利用加拿大的媒體發表一些言論,從而對加拿大華人進行「洗腦」。何良懋表示,這些例子反映中共正不斷滲透加拿大華語傳媒,加國應該嚴加防範。 據蘋果日報援引渥太華新聞網站《Blacklock』s Reporter》報導,最近加拿大國會下議院加中特別關係委員會召開聽證會。加拿大《星島日報》卑詩版前總編輯何良懋(Victor Ho)發言表示,今年7月23日,中國駐溫哥華總領事佟曉玲曾透過溫哥華華僑之聲(CHMB-AM)的電台公開批評香港人,宣稱香港人蓄意誹謗及破壞「港區國安法」,更指有加拿大「維權分子」,「恐嚇真正關心香港的人們」。 何良懋又指出,加拿大時事評論員梁燕城(Thomas Leung)去年在溫哥華加拿大中文電台(CJVB-AM)節目內,公開支持香港採用暴力去鎮壓示威者。因此,他要求加拿大廣播電視及通訊委員會(Canadian Radio-Television and Telecommunications Commission)調查這些相關的事件,避免加拿大華人社區被中共滲透,捍衛加拿大利益。 報導指,聽證會上還有其他發言人士促請加拿大政府,立法要求所有為外國政府工作的政治說客,作公開申報,以阻止中共政治宣傳機構和人員流入在加拿大的華人社區。 何良懋認為,加拿大應該考慮引入一個類似澳大利亞外國干預法那樣的法案,來限制外國政府鼓動當地社團為外國利益效勞。

【美總統大選】川普阿拉斯加獲勝 參議院共和黨獲半數席次

美國時間11月11日,共和黨在參議院席次增至50席,對民主黨來說,構成了相當大的壓力。 美國國會參議院共有100席,隨著阿拉斯加州及北卡羅萊納州席次爭奪戰結果相繼出爐,目前參議院98席已經確定。  共和党參議員已經到達半數,目前佔據參議院50席。  民主党參議員不到半數,目前佔據參議院48席。  剩下2席的選舉全部在喬治亞州。分別是喬治亞州現任共和党參議員大衛.珀杜(David Perdue)與民主黨人喬恩.奧索夫(Jon Ossoff);現任共和党參議員凱利.洛夫勒(Kelly Loeffler)與民主黨人拉斐爾.沃諾克(Raphael Warnock)的席次爭奪戰。  由於喬治亞州法律要求參加競選的參議員,其支持率達到多數(50%)才能在勝出時即刻當選。如果競選的獲勝者其支持率沒有達到所需的多數票門檻,就需要進行二次選舉。二次選舉時勝出者最終當選,不需達到多數票要求。因此兩場競選比賽的二次選舉將於2021年1月5日舉行。  按首次選舉的得票率來看,珀杜得票49.75%,而奧索夫為47.93%,兩人得票率均不到50%,所以需要二次選舉。 另一組參議員是3人競爭,沃諾克得32%,洛夫勒得26%,另一共和黨人柯林斯得20%。目前柯林斯已退出選舉,如果他能夠支持同黨的洛夫勒,兩人的支持者極有可能擊敗沃諾克。  喬治亞州共和黨人再贏一席就能保持參議院的多數。而民主黨已經沒有機會拿到多數,如果喬治亞州2席民主黨都獲得也只是平手。在重大議案表決雙方意見各佔50%時,這時美國副總統可做關鍵性決定。

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