德国AI“算个球”：西班牙是冠军，只要别让德国进八强；并附1998-2018世界杯主题曲，每一首都让人心潮澎湃
专题
《世界杯永恒旋律》
（时长28分钟）
量子位和声乐歌唱家 出品 | ID：QbitAI
可能是由于人类（包括球王）预测不靠谱，前几届世界杯预测战况和冠军的任务，常常交给动物完成。
比如，章鱼哥保罗。
如果保罗活到现在，应该惊喜的发现，它的工作，现在有人工智能系统可以代替了。
这不，在2018俄罗斯世界杯马上开打之际，德国4位科学家联手打造了一个世界杯AI预测模型。
综合各种应有尽有的因素：国际足联排名、平均年龄、顶级联赛球员数量、国家人口比率、GDP、教练国籍等等，真真AI建模、大数据应用，云计算加持。轻轻松松，当前准确率不知比博彩公司高到哪里去。
最后他们郑重其事地推出结论：西班牙胜率最大。
只是万万没想到，比赛尚未开始，人类就给了AI意想不到的一击。正所谓人算不如云计算，云计算难料人使绊。就在世界杯开战前24小时，西班牙炒掉了带队2年的不败战绩主教练。
AI看了都傻眼。
不过这个AI模型就这样了吗？
这4位严谨德国科学家自然考虑到了可能存在的变量，在10万次比赛模拟后，他们认为：如果德国人打入四分之一决赛，那西班牙就呵呵了。
呵呵，好一个神奇的AI。
讲科学
一般而言，大数据预测为导向的AI，最常使用的方法有泊松回归、排序算法以及随机森林，都old school，都比较经典。
而这次在综合比较了几种方法后，4位德国科学家决定主采用随机森林建模，该方法诞生于2001年，比起传统的回归和排序，思路新得一比，预测效果也更胜一筹。
更重要的是，随机森林附上排序算法里的一个协变量，再经过合体进化，就能变成更加强大的算法，甚至比博彩公司预测的还要准。
具体如何实现？
数据准备
要搞出这个AI，首先要来到数据篇，往届世界杯对战数据自然是题中之义，但光有比赛维度的数据又怎么够？
所以这个AI还把经济因素、球队实力、主场优势、球队结构，教练因素等纳入其中。
经济因素参考人口和人均GDP 。前者参考各国人口数据，并与全球总人口对比 ，看球队所属国对全球人口增长的贡献。人均GDP则重在增长，用球队所属国的人均GDP，以及全球平均的人均GDP，来看2002至2014年的经济增长情况。
球队实力也从两方面考量。一是历史进程，使用国际足联排名，可管窥球队过去4年的核心表现；二是博彩赔率，把博彩公司ODDSET提供的赔率，转换为球队胜率纳入模型。
主场优势则有玄学意味。一看是否东道主（比如在韩国举办），二看是否与东道主来自同一大陆，三看属于国际足联六大足球协会 (CAF，AFC，UEFA，CONCACAF，OFC，CONMEBOL) 中的哪一个。
球队结构重点针对默契度。共4项：1）最大队友数：每支国家队，在同一个俱乐部效力的队员最多和第二多的人数；2）平均年龄：每支国家队里，所有队员的平均年龄；3）欧冠队员数：每支国家队，进入欧冠或欧洲联盟杯半决赛的人数；4）海外队员数：每支国家队，在国外俱乐部效力的人数。
最后是教练因素。比如教练的年龄，以及在本队职教时间的长短，都被计算在内。另外，教练的国籍是否与职教的国家队归属一致，也是接近玄学的考量——但肯定没想过会有临阵换帅的情况。
综上，差不多每只参赛球队都会有16个维度的变量。
然后就可以进入竞技演化篇了。
算法模型
就像开头所言，这个预测AI核心主打算法模型是随机森林。
这种方法是Breiman在2001年提出的，如今已成了统计学模型和机器学习之间的桥梁。
法如其名，随机森林需要建起许多的决策树 (Decision Trees) ，让它们来预测每场比赛双方的进球数。
当然，系统要服用上文提到的所有变量。
然后，先让每一棵树都独立生长。
再把所有树的判断集合到一起，进而随机森林再做出的预测，这样就不容易有太多偏见。
其间关键所在，是把树与树之间的相关性降到最低——
第一，树并不是种在原始样本上，而是在有放回抽样 (BootStrap Sample) 的基础上生长的。
第二，在每一个节点，所有变量中，一个随机子集被提取出来，用于分出最完美的树杈。
有了这两步，每棵树之间的相关性就变得很弱，随机森林的不变性 (invariance)就比一棵树更强了。
另外，除了进球数，随机森林也可以给出胜、平、负这样的结果。
紧接着进入算法融合阶段。
虽然一开始所说的泊松回归模型，以及排序算法，德国科学家认为没有随机森林的预测效果那么好。
但他们觉得，这些算法身上依然有随机森林可以汲取的营养。毕竟预测胜负和预测进球数，是两项不同的任务。
于是，数据篇说到的新变量，在这里登场——
△ri，rj，来自排序算法
之前排序算法里用到的、谜一般的球队实力参数，就在合体过程中以新变量的身份出现了。
如此融合进化完成后，再拿几种方法出来测一下，新算法显得更优秀——预测的准确度，已超过了博彩公司。
如果更早一点推出，这个AI估计能赚不少钱。
不过现在也为时未晚，2018世界杯已开盘等你。
实战预测
拿2018世界杯演练，这个AI结果如何？
这是AI给出的结果，前三名的球队 (抛开顺序) 和许多其他算法的预测也是一致的。
它觉得，西班牙和德国的夺冠概率相差不大，不过还是更偏爱西班牙一点点。
此外，这里不光有每支球队的夺冠概率，还有每一轮的晋级可能性。
有趣的是，西班牙和德意志，小组赛晋级概率非常接近，但八分之一决赛的胜率就有点拉开了。
德国科学家们说，这是因为从分组来看，德国队更有可能在八分之一决赛遭遇劲旅，比如巴西，但西班牙更轻松一些。
另外，论文还给出了小组出线可能性最大的组合——
还需要指出的是，如果用每场比赛的胜负概率排列出结果，最后赢得金杯的将是德国人。
在这个维度里，之前夺冠概率最大的西班牙，不幸止步于半决赛。
也就是说，这个AI给出的终极结果是：西班牙胜率最大，但只要德国进8强，呵呵。
所以你听懂德国科学家们的潜台词了吗？
无独有偶，足球世界也一直流传着这样一句话：足球是22个人90分钟的比赛，但最后赢得胜利的always是德国人。
其他预测
当然，也有其他同样使用机器学习方案预测世界杯的例子。
数据科学家Gerald Muriuki就利用2个来自Kaggle的数据集，使用1930年第一届世界杯以来的所有参赛队的历史赛事结果，打造了一个AI模型，同样预测了所有小组赛结果，还模拟了四分之一决赛、半决赛和决赛。
整个过程和完整代码，Muriuki已经在GitHub公开，我们不再详细介绍，希望上手的同学可直接前往：
直接说这个AI模型的最后预测结果：巴西将夺冠。
另外，高盛今年也继续打造了一个机器模型预测大力神杯归属，在进行了100万次比赛模拟后，最终结果也是巴西夺冠。
高盛的AI模型显示：法国、巴西、葡萄牙和德国将打入半决赛，巴西最终将在决赛中击败德国。
但擅长分析和报告的高盛，在世界杯预测方面有历史包袱，上一届世界杯——2014年，他们也是高调预测巴西本土夺冠，然而谁料等到了一个半决赛1:7惨败德国的结果。
需要说明的是，巴西夺冠的结果与知名博彩公司（也是一个b站）目前赔率指向一致，他们夺冠预测是：巴西＞德国＞西班牙＞法国＞阿根廷。
该前5名结果也得到另一家知名欧洲博彩组织支持，但他们的夺冠预测是：德国＞巴西＞法国＞西班牙＞阿根廷。
最后，2014年准确预测德国夺冠的EA公司，今年选择押注法兰西。
不过，足球场上的事儿，玄学一件，可能也会人定胜AI。
懂球帝小陈就支持巴西夺冠，他的原因很明确：一方面，巴西是唯一一支在世界杯击败过中国队的冠军球队；另一方面，巴西和中国队都在队徽上绣了五颗星。
嗯，好有道理（围笑）。
One More Thing
最后作为一个严谨的报道，附上论文传送门：
2018年
俄罗斯世界杯
已经开赛！
急着为自己喜爱的球队打气？
准备深宵好友一起看球？
其实我对世界杯毫无感觉？
……
无论你是哪一种，
在资讯发达的今天，
一定感受到世界杯，
热烈欢快的气氛。
既然这么开心，第一波，我们首先精选过去20年，也就是1998 －2018年期间，历届世界杯主题曲，一起重温回忆那些年，曾经热血过的歌曲。
1998
法国世界杯
《the cup of life》生命之杯
瑞奇·马汀是世界级偶像歌手，并引领着拉丁音乐浪潮。《生命之杯》选自他1998年专辑《让爱继续》(Vuelve)，并获得全球30个国家单曲排行的冠军。“生命之杯”在世界杯之后也传播甚广，成为很多足球节目用来烘托气氛的第一选用曲目。歌曲中的鼓乐节奏和号角奏鸣都颇为煽情。
《Do you mind if I play》我踢球你介意吗
“我踢球你介意吗”是首轻快的歌曲，带着浓烈的热带情调和欢快的吟唱风格。演唱者都不是法国人，歌曲没有明显的法国特点，可能也正应和了世界杯融合交流的主题，并符合法国人喜好出人意料的性格。
2002
韩日世界杯
《Boom》曝光
阿纳斯塔西娅的歌声和形象的差距令人难以置信，靓丽的偶像外型和深沉浑厚的“爵士乐”嗓音给人的视听觉冲击强烈。“风暴”曲调简洁、节奏强劲，流行的曲风给人异域感觉，和1998年世界杯主题曲“生命之杯” 相比它少了些火般热情，多了份紧迫感强劲的冲击。
《Anthem 》足球圣歌
这是由当代最成功的电子乐作曲家、新世纪音乐大师范吉利斯所创作的，他从小就显露非同一般的音乐才华，然而他拒绝接受钢琴课，并坚持自学成才。1981年荣获奥斯卡电影最佳配乐奖以《火的战车》，从此蜚声国际。1992年，范吉利斯获颁法国最富盛誉的艺术文学骑士勋章，而他创作的这首足球圣歌也被天下球迷广为传颂。
《Let's get together now》让我走到一起
“让我们走到一起”是首格外清新悠扬的歌曲，它以日本流行歌曲独有的轻松和流畅，在众多世界杯歌曲中卓尔不群，它更象一首沉浸于幸福的爱情歌曲或是励志歌曲。6人的超大组合主要因为两国合办的原因，在音乐演绎上除了俊男配靓女，实力派对唱将的缘故外，也未见有更多的亮点。
2006
德国世界杯
《The time of our lives》我们生命中的时光
迄今为止感觉最抒情的一首世界杯主题曲，似乎不属于激情狂欢的绿茵草地。曲子最初透彻清凉的钢琴前奏飘逸而唯美，配上一代灵魂歌后低沉浑厚的嗓音以及“美声男伶”浪漫温情的演绎，让作品在幽深宁静的基调下更显大气、温柔和悲壮。听这支曲子，心灵深处触摸到的是一代代球员和亿万球迷温柔无限、痴迷无限、梦想无限的。
《Celebrate the day》庆祝这一天
Herbert Gronemeyer（赫伯特 格朗内每尔）是德国首屈一指的畅销流行歌手，他的歌坛生涯是从1970年开始的。那时的他虽然年纪轻轻却已经是一个音乐指导和舞台演员了。他在1984年的专辑“Bochum”是他事业上的第一个突破，不仅多首歌曲在德国家喻户晓，而且唱片在畅销榜上也停留1年半之久，而且20年后的今天仍被奉为经典。
《Hips Don't Lie》难以抗拒
和开幕式一样，德国世界杯组委会继续保持简洁的立场，决赛之前，柏林奥林匹克体育场举行闭幕式音乐会，决定只持续11分钟。熟悉世界杯之歌《Celebrate the day》的人，都会钟情《Hips don't lie》这首拉美风格的快曲，主唱是当红的哥伦比亚人、拉丁女歌手夏奇拉。
2010
南非世界杯
《Waka Waka》
演唱者：夏奇拉，《Waka Waka》被选为2010年南非世界杯官方指定全球唯一主题曲。著名拉丁歌手夏奇拉将与南非本土组合 Freshlyground（鲜磨乐团）一同在世界杯闭幕式上表演这首歌曲。非洲音乐具有鼓舞人心的力量，并在全球流行文化舞台上占有不可忽视的地位。此曲运用了充满非洲特色的节奏，来呈现这项重大的赛事。
《飘扬的旗帜》Wavin’Flag
演唱者为出生在索马里的歌手克南，他创作的很多歌曲都和索马里局势相关。这首主题曲带有浓郁的非洲气息，表达了对这片充满战火、贫穷和落后的土地不离不弃的热爱。全世界的球迷在哼唱这首歌曲的同时也会感受到和平的可贵，珍爱生命、远离战争，体育运动始终是和平友好的本质。
《旗开得胜》
海豚音小天后张靓颖携手歌神张学友共同献歌2010南非世界杯主题歌国语版《旗开得胜》，鼓励人们用非洲的方式表达各自的世界杯激情。歌曲旋律动感而激昂，仿佛将人带到了火热的赛场，希望通过这首歌将世界杯足球的激情带给中国的球迷。
2014
巴西世界杯
《Todo Mundo》全世界
2014年巴西世界杯首支官方主题曲。2014年的首支官方主题曲发布!巴西MTV年度最佳艺人Gaby Amarantos联手桑巴乐团Monobloco，欢快呈现《Todo Mundo》。足球和桑巴，都是巴西的象征。巴西人民也用热情奔放的桑巴，欢迎全世界足球迷的到来。
《We Are One》我们是一家
北京时间2014年1月24日，国际足联官方公布了2014年巴西世界杯的官方主题曲及演唱者。美国著名女歌手珍妮弗-佩兹、欧美乐坛著名嘻哈、饶舌歌手皮普保罗，以及巴西女歌手克劳迪娅-莱蒂演唱的单曲《我们是一家》(We Are One (Ole Ola))将成为巴西世界杯官方主题曲。
2018
俄罗斯世界杯
《Live It Up》放飞自我
同时，2018年5月23日，国际足联在官网发布消息，2018年俄罗斯世界杯官方主题曲确定为《放飞自我（Live It Up）》，由美国DJ迪波洛（Diplo）制作、著名演员和嘻哈歌手威尔·史密斯（Will Smith）、美国西语说唱天王尼基·詹姆（Nicky Jam）、阿尔巴尼亚歌手埃拉·伊斯特莱菲（Era Istrefi）等三位国际明星将加盟并献唱。
2018世界杯完整赛程表
赶紧收好
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2018俄罗斯世界杯分组
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