Неопределенность

редактировать
Ситуация, которая включает несовершенную и / или неизвестную информацию, касающуюся существующего состояния, окружающей среды, будущего результата или нескольких возможных результатов Часто возникают ситуации, когда решение должно быть принято, когда результаты каждого возможного выбора являются неопределенными.

Неопределенность относится к эпистемическим ситуациям, включающим несовершенную или неизвестную информацию. Это применимо к предсказаниям будущих событий, к физическим измерениям, которые уже сделаны, или к неизвестному. Неопределенность возникает в частично наблюдаемых и / или стохастических средах, а также из-за незнания, праздности или того и другого. Он возникает в любом количестве областей, включая страхование, философия, физика, статистика, экономика, финансы, психология, социология, инженерия, метрология, метеорология, экология и информатика.

Содержание
  • 1 Концепции
  • 2 Измерения
  • 3 В СМИ
  • 4 Приложения
  • 5 Философия
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Дополнительная литература
  • 9 Внешние ссылки
Концепции

Хотя эти термины используются по-разному среди широкой публики, многие специалисты в теории принятия решений, статистика и другие количественные области определяют неопределенность, риск и их измерение как:

Неопределенность
Отсутствие уверенности, состояние ограниченного знания, когда оно есть. невозможно точно описать существующее состояние, будущий результат или более одного возможного результата.
Измерение неопределенности
Набор возможных состояний или результаты, где вероятности присваиваются каждому возможному состоянию или исходу - это также включает применение функции плотности вероятности к непрерывным переменным.
Неопределенность второго порядка
В статистике и экономике неопределенность второго порядка представлена ​​функциями плотности вероятностей по вероятностям (первого порядка).
Мнения в субъективной логике несут этот тип неопределенности.
Риск
Состояние неопределенности, при котором некоторые возможные результаты приводят к нежелательному эффекту или значительным потерям.
Измерение риска
Набор измеренных неопределенностей, в которых некоторые возможные результаты представляют собой убытки, и величины этих потерь - сюда также входят функции потерь по непрерывным переменным.
Неопределенность Найта
В экономике в 1921 году Фрэнк Найт отличил неопределенность от риска, где неопределенность - это недостаток знаний что неизмеримо и невозможно подсчитать; теперь это называется Найтовская неопределенность :

Неопределенность следует понимать в смысле, радикально отличном от привычного понятия риска, от которого она никогда не отделялась должным образом... Существенным фактом является то, что "риск" в некоторых случаях означает величину, поддающуюся измерению, в то время как в других случаях это нечто явно не такого характера; и существуют далеко идущие и решающие различия в подходах к явлениям в зависимости от того, какое из двух действительно присутствует и действует... Будет казаться, что измеримая неопределенность или собственно «риск», как мы будем использовать термин, настолько отличается от неизмеримого, что на самом деле не является неопределенностью.

Фрэнк Найт (1885–1972), Риск, Неопределенность и прибыль (1921), Чикагский университет.

Вы не можете быть уверены в неопределенности.

— Фрэнк Найт

Другие таксономии неопределенностей и решений включают более широкое понимание неопределенности и то, как к ней следует подходить с этической точки зрения:

Таксономия неопределенности Есть некоторые вещи, которые, как вы знаете, являются правдой, а другие - ложными; тем не менее, несмотря на эти обширные знания, которые у вас есть, остается еще много вещей, истина или ложь которых вам не известны. Мы говорим, что вы не уверены в них. Вы не уверены, в той или иной степени, обо всем в будущем; многое из прошлого скрыто от вас; и есть много настоящего, о котором вы не имеете полной информации. Неопределенность повсюду, и вы не можете от нее избавиться.

Деннис Линдли, Понимание неопределенности (2006)

Например, если неизвестно, пойдет ли завтра дождь или нет, то существует состояние неопределенности. Если вероятности применяются к возможным результатам с использованием прогнозов погоды или даже просто калиброванной оценки вероятности, неопределенность была определена количественно. Предположим, что вероятность солнечного света составляет 90%. Если на завтра запланировано крупное, дорогостоящее мероприятие на открытом воздухе, существует риск, поскольку вероятность дождя составляет 10%, а дождь будет нежелательным. Кроме того, если это деловое мероприятие и 100 000 долларов будут потеряны в случае дождя, тогда риск был оценен количественно (10% шанс потерять 100 000 долларов). Эти ситуации можно сделать еще более реалистичными путем количественной оценки слабого дождя по сравнению с сильным дождем, стоимости задержек по сравнению с полной отменой и т. Д.

Некоторые могут представлять риск в этом примере как «ожидаемую потерю возможности» ( EOL) или шанс убытка, умноженный на сумму убытка (10% × 100000 долларов = 10000 долларов). Это полезно, если организатор мероприятия «нейтрален к риску», чего не придерживается большинство людей. Большинство из них будет готово заплатить премию, чтобы избежать потерь. Страховая компания, например, вычислила бы EOL как минимум для любого страхового покрытия, а затем добавила бы к этим другим операционным расходам и прибыли. Поскольку многие люди готовы покупать страховку по многим причинам, очевидно, что только EOL не является предполагаемой ценностью избежания риска.

Количественное использование терминов «неопределенность» и «риск» достаточно согласуется с такими областями, как теория вероятностей, актуарная наука и теория информации. Некоторые также создают новые термины без существенного изменения определений неопределенности или риска. Например, неожиданность - это вариант неопределенности, который иногда используется в теории информации. Но помимо математического использования этого термина, его использование может широко варьироваться. В когнитивной психологии неопределенность может быть реальной или просто вопросом восприятия, например ожидания, угрозы и т. Д.

Неопределенность - это форма неопределенности, в которой аналитик не может четко различать два разных класса, например, «человек среднего роста». и «высокий человек». Эту форму нечеткости можно смоделировать с помощью некоторой вариации нечеткой логики Заде или субъективной логики.

Неопределенность - это форма неопределенности, в которой даже возможная результаты имеют неясное значение и интерпретацию. Утверждение «Он возвращается из банка» неоднозначно, потому что его интерпретация зависит от того, означает ли слово «банк» как «берег реки» или «финансовое учреждение». Неопределенность обычно возникает в ситуациях, когда несколько аналитиков или наблюдателей по-разному интерпретируют одни и те же утверждения.

Неопределенность может быть следствием незнания доступных фактов. То есть может существовать неуверенность в том, будет ли работать новая конструкция ракеты, но эту неопределенность можно устранить с помощью дальнейшего анализа и экспериментов.

На субатомном уровне неопределенность может быть фундаментальным и неизбежным свойством Вселенной. В квантовой механике, принцип неопределенности Гейзенберга ограничивает то, сколько наблюдатель может когда-либо знать о положении и скорости частицы. Это может быть не просто незнание потенциально доступных фактов, но и отсутствие фактов. В физике есть некоторые разногласия относительно того, является ли такая неопределенность непреодолимым свойством природы или существуют «скрытые переменные», которые могут описывать состояние частицы даже более точно, чем позволяет принцип неопределенности Гейзенберга.

Измерения

Наиболее часто используемая процедура для расчета неопределенности измерения описана в «Руководстве по выражению неопределенности измерения» (GUM), опубликованном ISO. Производная работа - это, например, Техническая записка 1297 Национального института стандартов и технологий (NIST) (NIST) «Рекомендации по оценке и выражению неопределенности результатов измерений NIST» и публикация Eurachem / Citac «Количественная оценка неопределенности в Аналитические измерения ». Неопределенность результата измерения обычно складывается из нескольких компонентов. Компоненты рассматриваются как случайные величины и могут быть сгруппированы в две категории в соответствии с методом, используемым для оценки их числовых значений:

путем распространения дисперсий компонентов через функцию, связывающую компоненты с результатом измерения, комбинированная неопределенность измерения дается как квадратный корень из полученной дисперсии. Самая простая форма - это стандартное отклонение повторного наблюдения.

В метерологии, физике и технике неопределенность или предел погрешности измерения, если явно заявлено, задается диапазоном значений, которые могут содержать истинное значение. Это может быть обозначено планками погрешностей на графике или следующими обозначениями:

  • измеренное значение ± неопределенность
  • измеренное значение. - неопределенность
  • измеренное значение (неопределенность)

В последних обозначениях круглые скобки являются краткими обозначениями для обозначения ±. Например, применяя 10 ⁄ 2 метров в научном или инженерном приложении, это может быть записано как 10,5 м или 10,50 м, что по соглашению означает точность с точностью до одной десятой метра или одной сотой. Точность симметрична относительно последней цифры. В данном случае это половина десятой вверх и половина десятой вниз, поэтому 10,5 означает от 10,45 до 10,55. Таким образом, понятно, что 10,5 означает 10,5 ± 0,05, а 10,50 означает 10,50 ± 0,005, также записывается 10,50 (5) и 10,500 (5) соответственно. Но если точность находится в пределах двух десятых, погрешность составляет ± одну десятую, и она должна быть явной: 10,5 ± 0,1 и 10,50 ± 0,01 или 10,5 (1) и 10,50 (1). Цифры в круглых скобках относятся к цифре слева от себя и не являются частью этого числа, а являются частью обозначения неопределенности. Они применяются к младшим разрядам. Например, 1,00794 (7) означает 1,00794 ± 0,00007, а 1,00794 (72) означает 1,00794 ± 0,00072. Это краткое обозначение используется, например, IUPAC для определения атомной массы элементов .

. Среднее обозначение используется, когда ошибка не симметрична относительно значения - для пример 3,4 + 0,3. -0,2. Это может произойти, например, при использовании логарифмической шкалы.

Неопределенность измерения может быть определена путем повторения измерения, чтобы получить оценку стандартного отклонения значений. Тогда любое отдельное значение имеет неопределенность, равную стандартному отклонению. Однако, если значения усреднены, то среднее значение измерения имеет гораздо меньшую погрешность, равную стандартной ошибке среднего, которая представляет собой стандартное отклонение, деленное на квадратный корень из числа измерений. Однако эта процедура не учитывает систематические ошибки.

Когда неопределенность представляет собой стандартную ошибку измерения, то примерно в 68,3% случаев истинное значение измеренной величины попадает в указанные диапазон неопределенности. Например, вполне вероятно, что для 31,7% значений атомной массы, указанных в списке элементов по атомной массе, истинное значение лежит за пределами указанного диапазона. Если ширина интервала увеличена вдвое, то, вероятно, только 4,6% истинных значений лежат вне удвоенного интервала, а если ширина увеличена втрое, вероятно, только 0,3% лежат за пределами удвоенного интервала. Эти значения вытекают из свойств нормального распределения и применяются только в том случае, если в процессе измерения возникают нормально распределенные ошибки. В этом случае указанные в кавычках стандартные ошибки легко конвертируются в 68,3% («одна сигма »), 95,4% («две сигма») или 99,7% («три сигма») доверительные интервалы.

В этом контексте неопределенность зависит как от точности, так и от прецизионности измерительного прибора. Чем ниже точность и прецизионность прибора, тем больше неопределенность измерения. Прецизионность часто определяется как стандартное отклонение повторных измерений данного значения, а именно с использованием того же метода, описанного выше, для оценки неопределенности измерения. Однако этот метод верен только тогда, когда прибор точен. Когда он неточен, неопределенность больше, чем стандартное отклонение повторных измерений, и кажется очевидным, что неопределенность не зависит только от инструментальной точности.

В СМИ

Неопределенность в науке и науке в целом может интерпретироваться иначе в публичной сфере, чем в научном сообществе. Отчасти это связано с разнообразием публики и склонностью ученых неправильно понимать непрофессиональную аудиторию и, следовательно, не передавать идеи ясно и эффективно. Один из примеров объясняется моделью дефицита информации. Кроме того, в общественной сфере часто слышно множество научных голосов, высказывающих мнение по одной теме. Например, в зависимости от того, как проблема освещается в публичной сфере, расхождения между результатами нескольких научных исследований из-за методологических различий могут быть интерпретированы общественностью как отсутствие консенсуса в ситуации, когда консенсус действительно существует. Эта интерпретация могла быть даже продвинута намеренно, поскольку научная неопределенность может быть использована для достижения определенных целей. Например, отрицатели изменения климата последовали совету Фрэнка Лунца рассматривать глобальное потепление как проблему научной неопределенности, которая была предвестником используемой концепции конфликта. журналистами при сообщении о проблеме.

«Неопределенность можно в общих чертах сказать, что она применяется к ситуациям, в которых не все параметры системы и их взаимодействия полностью известны, тогда как незнание относится к ситуациям, в которых она неизвестна то, что не известно ". Эти неизвестные, неопределенность и незнание, которые существуют в науке, часто «трансформируются» в неопределенность, когда сообщаются общественности, чтобы сделать проблемы более управляемыми, поскольку научная неопределенность и невежество - это трудные концепции для ученых, которые трудно передать, не теряя доверия. И наоборот, неопределенность часто интерпретируется общественностью как невежество. Превращение неопределенности и незнания в неопределенность может быть связано с неправильным толкованием неопределенности общественностью как невежества.

Журналисты могут раздувать неопределенность (делая науку более неопределенной, чем она есть на самом деле) или преуменьшать неопределенность (делая науку более достоверной, чем она есть на самом деле). Один из способов, с помощью которого журналисты раздувают неопределенность, - это описание нового исследования, которое противоречит прошлым исследованиям, без предоставления контекста для изменений. Журналисты могут придавать ученым, придерживающимся взглядов меньшинства, такой же вес, что и ученым, придерживающимся взглядов большинства, без адекватного описания или объяснения состояния научного консенсуса по этому вопросу. В том же ключе журналисты могут уделять не-ученым такое же внимание и важность, как и ученые.

Журналисты могут преуменьшить неопределенность, исключив «тщательно подобранные предварительные формулировки ученых», и, потеряв эти оговорки, информация искажается. и представлен как более определенный и убедительный, чем он есть на самом деле ". Кроме того, истории с одним источником или без какого-либо контекста предыдущих исследований означают, что рассматриваемая тема представлена ​​как более определенная и определенная, чем на самом деле. В научной журналистике часто используется подход «продукт важнее процесса», который также помогает преуменьшить значение неопределенности. Наконец, что особенно заметно в этом расследовании, когда журналисты представляют науку как триумфальный поиск, неопределенность ошибочно оформляется как «сокращаемая и разрешимая».

Некоторые рутины СМИ и организационные факторы влияют на завышение неопределенности; другие средства массовой информации и организационные факторы помогают повысить определенность проблемы. Поскольку широкая общественность (в Соединенных Штатах) обычно доверяет ученым, когда научные статьи освещаются без тревожных сигналов со стороны организаций с особыми интересами (религиозных групп, экологических организаций, политических фракций и т. Д.), Они часто освещаются с точки зрения бизнеса., в рамках экономического развития или социального прогресса. Природа этих рамок состоит в том, чтобы преуменьшить или устранить неопределенность, поэтому, когда экономические и научные перспективы сосредоточены на ранних этапах цикла проблем, как это произошло с освещением биотехнологии растений и нанотехнологий в Соединенных Штатах, рассматриваемый вопрос кажется более определенным и определенным.

Иногда акционеры, владельцы или рекламодатели оказывают давление на СМИ, чтобы они продвигали деловые аспекты научного вопроса, и поэтому любые заявления о неопределенности, которые могут поставить под угрозу бизнес-интересы, преуменьшаются или исключаются.

Приложения
  • Неопределенность разработана в играх, особенно в азартных играх, где шанс играет центральную роль.
  • В научное моделирование, при котором прогноз будущих событий следует понимать как имеющий диапазон ожидаемых значений
  • В оптимизации неопределенность позволяет описывать ситуации, в которых пользователь не имеет полного контроля над конечным результатом оптимизации Процедуру настройки см. в разделе оптимизация сценария и стохастическая оптимизация.
    • В прогноз погоды теперь обычным делом включать данные о степени неопределенности в прогноз погоды .
  • Неопределенность или ошибка используется в обозначениях науки и техники. Числовые значения должны быть выражены только теми цифрами, которые имеют физический смысл, которые называются значащими цифрами. Неопределенность присутствует в каждом измерении, таком как измерение расстояния, температуры и т. Д., Степень зависит от инструмента или техники, использованной для выполнения измерения. Точно так же неопределенность распространяется через вычисления, так что вычисленное значение имеет некоторую степень неопределенности, зависящую от неопределенностей измеренных значений и уравнения, используемого в расчетах.
  • В физике метод Гейзенберга принцип неопределенности лежит в основе современной квантовой механики.
  • В метрологии неопределенность измерения является центральным понятием, определяющим количественную оценку дисперсии, которую можно обоснованно приписать результат измерения. Такую неопределенность также можно называть ошибкой измерения. В повседневной жизни неопределенность измерения часто подразумевается («Его рост 6 футов» плюс-минус несколько дюймов), в то время как для любого серьезного использования необходимо явное определение неопределенности измерения. Ожидаемая погрешность измерения многих измерительных приборов (весов, осциллографов, датчиков силы, линейок, термометров и т. Д.) Часто указывается в спецификациях производителей.
  • В инженерии, неопределенность может использоваться в контексте валидации и верификации моделирования материалов.
  • Неопределенность была общей темой в искусстве, как в качестве тематического устройства (см., Например, нерешительность Гамлет ), и как затруднение для художника (например, Мартин Крид затрудняется решить, какие работы создать).
  • Неопределенность - важный фактор в экономика. По словам экономиста Фрэнка Найта, он отличается от риска, где каждому исходу присваивается конкретная вероятность (как при подбрасывании справедливой монеты). Неопределенность Найта включает в себя ситуацию с неизвестной вероятностью.
  • Инвестирование в финансовые рынки, такие как фондовый рынок, связано с неуверенностью Найта, когда вероятность редкого, но катастрофического события неизвестна.
Философия

В западной философии первым философом, принявшим неопределенность, был Пиррон, что привело к эллинистической философии из пирронизма и Академический скептицизм, первые школы философского скептицизма. Апория и акаталепсия представляют собой ключевые концепции древнегреческой философии относительно неопределенности.

См. Также
Ссылки
Дополнительная литература
Внешние ссылки
Найдите неуверенность в Wiktionary, бесплатном словаре.
В Викицитатнике есть цитаты, связанные с: Неопределенностью
Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Неопределенностью.
Последняя правка сделана 2021-06-20 10:33:39
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте