生物統計學

生物統計學是生物數學中最早形成的一大分支，它是在用統計學的原理和方法研究生物學的客觀現象及問題的過程中形成的，生物學中的問題又促使生物統計學中大部分基本方法進一步發展。生物統計學是應用統計學的分支，它將統計方法應用到醫學及生物學領域，在此，數理統計學和應用統計學有些重疊，例如在某些實例中，某個已有的標準統計方法不大適用就必須加以修正，在這種情形下，生物統計學就涉及如何去發展新的方法。 ^[1-2] 

在物理學的測量中，測量誤差是重要問題，與此相應在生物學的研究中必須應用統計處理，其首要原因是變異。有意識地將數理統計學引入到生物學以及人類學領域的先驅者是克韋泰來特（L.A.J.Quetelet），隨後由高爾頓（F.Galton）的工作鞏固了生物測量學和優生學的基礎。數學家皮爾遜（K.Pearson）繼承了他們的研究工作，進行了迴歸和相關特別是複相關、泊松型分佈數、頻率累加法、X2測驗等數理統計學的研究，並製成了很多統計數值表。他們把人們觀測的或能得到手的資料的全部作為對象，把平均值和離差作為問題，來考查其中的數學規律。數理統計學方法已適用於生物學和農業科學的實驗或試驗領域，但也是以整個資料或比試驗資料更大的抽象資料為依據的，因此人們開始意識到，在其現實是一種不能以其一部分作為研究對象的局面。於是就提出母集團和樣本的區別和關聯，以及從少數資料進行正確有效的推論的問題，這些問題被戈塞特[筆名（Student）]和費希爾（W.S.Gosset和R.A.Fisher）解決了。費希爾的工作指出，統計方法的目的在於得到資料的要點，為此，其分佈法則是要以較少的母集團中的數目為特徵推想到無限的母集團，而實際的資料就是從它們之中隨機抽出的樣本。基於此點，在母集團數的統計上的無偏性、一致性、有效性、充分性的概念，構成了解消假設的驗定，最優法等的理論。這就是費希爾派的數理統計學，也特稱推計學。

據教育部網站4月19日消息，教育部公佈了2022年度普通高等學校本科專業備案和審批結果，新增了生物統計學等等21種新專業，並正式納入《普通高等學校本科專業目錄》。 ^[4] 

生物統計學的內容包括試驗設計和統計分析。

試驗設計是指應用數理統計的原理與方法，制訂試驗方案，選擇試驗材料，合理分組，降低試驗誤差，使我們可以利用較少的人力、物力和時間，獲得豐富而可靠的數據資料。

統計分析是指應用數理統計的原理與方法對數據資料進行分析與推斷，認識客觀事物的本質和規律性，使我們對所研究的資料得出合理的結論二由於事物都是相互聯繫的，統計不能孤立地研究各種現象，而必須通過一定數量的觀察，從這些觀察結果中研究事物問的相互關係。揭示出事物客觀存在的規律性，統計分析與試驗設計是不可分割的兩部分。試驗設計須以統計分析的原理和方法為基礎，而正確設計的試驗又為統計分析提供了豐富、可靠的信息，兩者緊密結合推斷出合理的結論，不斷地推動應用生物科學研究的發展。 ^[2] 

現代生物統計學已在科學研究和生產實踐中得到極為廣泛的應用，其基本功能有：

1、為科學地整理、分析數據提供方法

我們做任何工作，都必須掌握基本情況，做到心中有數，才能有的放矢，從而提高工作質量。在生物學研究中也不例外，必須有計劃地收集資料並進行合理的統計分析，通過調查得到數據，經過加工整理，從中歸納出事物的內在規律性，用於指導生產。

2、判斷試驗結果的可靠性

由於存在試驗誤差，從試驗得到數據資料必須藉助統計分析方法才能獲得可靠的結論。

3、提供試驗設計的原則和方法

做任何調查或試驗工作，事先必須有周密的計劃和合理的試驗設計，它是決定科研工作成敗的一個最要環節。一個好的試驗設計，可以用較少的人力、物力和時間，最大限度獲得豐富而可靠的資料，儘量降低試驗誤差。

4、為學習其他課程奠定基礎

我們要學好遺傳學、育種學等學科，就必須學好生物統計學。比如，數量遺傳學就是應用生物統計方法研究數量性狀遺傳與變異規律的一門學科，如果不懂生物統計學，也就無法掌握遺傳學。此外，閲讀中外科技文獻也常常會碰到統計分析的問題，也必須有生物統計的基礎知識。因此，生物科學工作者必須學習和掌握統計方法，才能正確認識客觀事物存在的規律性，提高工作質量。

總之，生物統計學是一種很有用的工具，正確使用這一工具可以使科學研究更加有效，使生產效益更高。所以，它是每位生物科學工作者必須掌握的基礎知識。 ^[2]