• PANORÁMICA DE LA ESTADÍSTICA Y LA PROBABILIDAD
febrero DE 2019
Antiguo proverbio chino
• “Si lo oigo, lo olvido. si lo veo, lo recuerdo. si lo hago, lo aprendo”
• “El autoaprendizaje es, estoy convencido, el único aprendizaje que existe” Isaac Asimov
Reflexiones sobre el trabajo científico
• Toda ciencia se desarrolla como respuesta a problemas o necesidades que le llegan del exterior o a problemas que ella misma va encontrando a medida que va progresando.
• Una de las primeras funciones que la ciencia atiende , desde una perspectiva histórica, es describir la realidad, lo cual es un momento necesario en el proceso del conocimiento científico que está marcado por la aplicación de los métodos y técnicas que se emplean con el objeto de recopilar datos y hechos, y para establecer generalizaciones empíricas.
• Una segunda función importante de la ciencia es explicar la realidad. Es decir, reflejar mediante generalizaciones teóricas (principios, leyes, conceptos) las propiedades y regularidades esenciales y estables de los fenómenos, así como de los factores causales que los determinan.
• La explicación de la realidad y las generalizaciones teóricas, permiten a la ciencia cumplir la función de predecir los comportamientos futuros de los fenómenos, esto es de establecer pronósticos dentro de determinado rango de probabilidad.
• Dentro de la serie de funciones que cumple la ciencia, ocupa un lugar importante la transformación de la realidad en correspondencia con las necesidades y demandas de la sociedad.
• El grado en que ella puede cumplir las funciones de explicar, predecir y transformar la realidad depende del nivel de maduración teórico-metodológico que haya alcanzado en un momento histórico determinado.
• La ciencia indaga su objeto de estudio utilizando de manera sistemática y rigurosa, métodos y medios especiales de conocimiento que permiten obtener datos confiables, así como un reflejo profundo de las regularidades esenciales de la realidad.
• En las investigaciones en ciencias experimentales desempeñan un papel fundamental los métodos empíricos, estadísticos, teóricos y lógicos los cuales cumplen funciones cognoscitivas diferentes, que se complementan entre sí.
• La utilización de los métodos y medios especiales de la investigación diferencia a la ciencia, respecto al conocimiento empírico espontáneo y al razonamiento especulativo.
• La ausencia de los métodos y medios especiales de la ic en el conocimiento empírico espontáneo determina que sus resultados permanezcan en el nivel empírico y no posean niveles de confiabilidad y de generalización.
• La ic persigue, como objetivo fundamental, ir más allá de los aspectos fenomenológicos y superficiales de la realidad y explicar sus regularidades y propiedades esenciales, reflejándolas en sistemas teóricos conceptuales que cumplan determinados requisitos lógicos y metodológicos.
¿QUE ES LA ESTADISTICA? • Ciencia cuyo objeto es la obtención y análisis de datos y la realización de inferencias a partir de dicho análisis mediante el recurso a modelos matemáticos y con el auxilio de herramientas informáticas.
Estadística descriptiva y Estadística inferencial
Más precisamente
Resumiendo ¿Para qué sirve la estadística? •
La Ciencia se ocupa en general de fenómenos observables
• •
La Ciencia se desarrolla observando hechos, formulando leyes que los explican y realizando experimentos para validar o rechazar dichas leyes De la observación de los hechos se recogen datos. Del análisis de los datos se obtiene información sobre los hechos. Y de esa información sobre los hechos se obtienen conclusiones.
•
Los modelos que crea la ciencia son de tipo determinista o aleatorio (estocástico, probabilístico)
•
La Estadística se utiliza como herramienta al servicio de las ciencias donde la variabilidad y la incertidumbre forman parte de su naturaleza
•
“La Estadística [...] enseña y ayuda a investigar en todas las áreas de las Ciencias donde la variablidad no es la excepción sino la regla”
Definición La Estadística es la Ciencia de la • Sistematización, recogida, ordenación, exploración y presentación de los datos referentes a un fenómeno que presenta variabilidad o incertidumbre para su estudio metódico, con objeto de: • deducir las leyes que rigen esos fenómenos,
• y poder de esa forma hacer previsiones sobre los mismos, tomar decisiones u obtener conclusiones.
ORIGENES • Necesidades administrativas de los estados motivaron los censos. • Piratería en el mediterráneo motivó los seguros marítimos. • Los juegos de azar motivaron el cálculo de probabilidades: Fermat, Pascal y Laplace. • La astronomía motivó la teoría de errores: Gauss • Problemas de la herencia, la teoría de la correlación: Galton, Pearson, • Necesidades de la agricultura, el diseño de experimentos: Ronald Fischer
MEDIADOS DEL S XVII
LA ARITMETICA POLITICA • La estadística hacía referencia a informaciones o datos socioeconómicos sobre los estados. • Se institucionalizan los censos en los países de Europa. • El interés se centra en las distribuciones de frecuencias y en sintetizar sus propiedades fundamentales mediante medidas resumen. Es lo que hoy conocemos como ESTADÍSTICA DESCRIPTIVA.
…S XVII • Graunt en 1662 se planteó el problema de estimar la población inglesa de su época. • Petty en su aritmética política, 1690, analiza datos demográficos, económicos de ingreso, educación y comercio. • Halley 1693. estudia el problema de los seguros de vida y calcula las primeras tablas de mortalidad. • G. Achenwall, 1760, acuñó el término “Estadística”
Convergencia de la aritmética política y la Teoría de la probabilidad • Finales del S XIX se produce la convergencia de la estadística en tanto disciplina que estudia las regularidades y principales características de conjuntos de datos del mundo real y el cálculo de probabilidades en tanto que teoría matemática que estudia las leyes del azar.
Evolución del cálculo de probabilidades • XVI: primeras aportaciones de Cardano y Galileo. • XVII: obra de Huygens, correspondencia entre Fermat y Pascal. Nacimiento del cálculo de probabilidades. • XVIII: Bernouilli, J. (1713). “ Ars conjectandi”. Aportaciones de: De Moivre, D. Bernouilli y Thomas Bayes. • Principios SXIX: Teoría de los errores de observación(Laplace y Gauss) y Teoría de los mínimos cuadrados(Laplace, Gauss y Legendre) • XIX: Obra fundamental de Laplace “Theorie analytique des probabilités. • Aportaciones de: Lagrange, Gauss y Poisson. Escuela de San Petesburgo.
Surgimiento de la Inferencia Estadística o Estadística Matemática • Definitiva integración de la ED y el CdP. • Galton fue el primero en resaltar la necesidad de acudir a métodos estadísticos para contrastar la teoría de Darwin. Introdujo el concepto de línea de regresión. • Galton es un precursor pero fue Karl Pearson el principal protagonista al desarrollar la Teoría de las distribuciones, la Teoría de la correlación, la distribución Chi-2. Se le considera el fundador de la ciencia estadística. • Aportaciones de: Neyman, E. Pearson, R. Fischer con la Teoría de los modelos lineales y los diseños experimentales. En 1940 ya está firmemente establecida la inferencia estadística clásica. • Kolmogorov lleva el CdP al nivel de una teoría matemática sólidamente fundada sobre una base axiomática.
DIVERSIFICACIÓN DE LAS APLICACIONES • Las aplicaciones de la estadística se extienden hasta alcanzar prácticamente todas las facetas de la actividad científica en universidades y centros de investigación. • Surgen nuevas áreas de estudio: Inferencia no paramétrica, análisis multivariante, análisis de series temporales, etc.
LAS APLICACIONES SE EXTIENDEN A LA INDUSTRIA • Revista Science: “El desarrollo y difusión de los métodos estadísticos para interpretar datos en condiciones de incertidumbre es uno de los 20 desarrollos científicos más significativos entre los ocurridos en el S-XX. • Surgen nuevos enfoques de los problemas de la calidad y la productividad. Deming: “Ningún recurso en tan escaso en las empresas como el conocimiento estadístico. No hay conocimiento que pueda contribuir tanto a mejorar la calidad, productividad y competitividad como el de los métodos estadísticos.
EJEMPLO: JAPÓN • En 10 años formaron 8.5 millones de trabajadores en técnicas estadísticas básicas • Anualmente forman 100,000 ingenieros en técnicas estadísticas avanzadas. • Los principales periódicos tienen una sección semanal dedicada al control estadístico de la calidad. • La industria realiza anualmente más de un millón de diseños experimentales. • Entre 1970 y 1985 los USA perdieron más del 50% de sus mercados internacionales ante la competencia japonesa. Y eso gracias al control estadístico de la calidad aplicado en la industria japonesa.