Отрезки лучше брать просто равными, а не равновероятными. "Равновероятность" предполагает при построении уже какую-то априорную информацию об имеющемся распределении, которое мы еще только хотим проверить, что ставит под сомнение применимость метода.
Вы выражаете сомнение в справедливости теоремы Пирсона? Клянусь честью, она верна
Её и доказать нетрудно...
Априорная информация никакая не требуется. Если есть простая основная гипотеза, то именно в соответствии с ней и можно завести равновероятные интервалы (если хочется такие). Даже если бы какая-то априорная информация использовалась - она никак не может помешать теореме Пирсона. Единственное, что ей, как изначально кажется, может повредить - если границы интервалов станут величинами случайными. Да и то не при всякой зависимости от выборки предельное распределение испортится (см. п. 30.20, 30.21 Кендалл, Стьюарт "Статистические выводы и связи", 1973). По поводу выбора оптимального числа равновероятных интервалов (о пресловутой формуле Стерджесса там нет ни слова) и смысла брать равновероятные интервалы - см. там же, 30.21, 30.28-30.31, а также по ссылкам - например, у Манна и Вальда (статья есть на JSTOR).
Впрочем, более свежий источник, где все рекомендации систематизированы, выше приводился.