lunes, 5 de septiembre de 2011

incertidumbre y error

  • La incertidumbre es una estimación cuantitativa del error que está presente en todos los datos; todas las medidas contienen alguna incertidumbre generada a través del error sistemático y o del error común.

  • Reconocer la incertidumbre de los datos es un componente importante en la presentación de los resultados de la investigación científica.

  • La incertidumbre es malentendida comúnmente como que significa que los científicos no están seguros de sus resultados, pero el término especifica el grado por el cual los científicos sí están seguros de sus datos.

  • La cuidadosa metodología puede reducir la incertidumbre al correr el error sistemático y minimizar el error aleatorio. Sin embargo, la incertidumbre nunca puede ser reducida a cero.



  • Biatletas - Figura 1: Biatletas en la zona de tiro de una competencia.
    Figura 1: Biatletas en la zona de tiro de una competencia.

    El deporte olímpico biatlón (Figural 1) es una carrera de esquí de 20 km a campo traviesa, donde los atletas paran en cuatro ocasiones para tirar al blanco balas de 0.57 cm de diámetro, con un rifle calibre .22. El deporte no sólo requiere una gran resistencia, sino de una excepcional precisión, ya que los atletas tiran en dos ocasiones desde una posición tendida, y en dos ocasiones en posición erguida. Todos los blancos apuntados están a 50 m, pero el tamaño varía para concordar la precisión que se espera de ellos; aquellos a los que se apunta desde una posición tendida son de 4.5 cm de diámetro, mientras que los apuntados desde la más difícil posición erguida son de 11.5 cm diámetro. En ambos casos, sin embargo, el diámetro del blanco es varias veces mayor que el diámetro de la bala en sí - ¿Por qué?
    Mientras que la leyenda de Robín Hood, partiendo una flecha con otra es bien conocida, también es poco realista. Los blancos del biatlón son, a propósito, más grandes que las balas que lanzan los atletas para dar cuenta del inherente error e incertidumbre presentes en el tiro al blanco a larga distancia. Hasta el tirador más diestro, no puede dar cuenta de cada una de las variables que influyen en el sendero de la bala, como las repentinas ráfagas de viento o las variaciones de la presión aérea. Desde la posición erguida, el tiro supone una incertidumbre aún mayor, como lo indica el blanco más grande, porque hasta la sencilla expansión y contracción del pecho del atleta al respirar, puede afectar el tiro del rifle.
    Las medidas científicas también incorporan variabilidad, y los científicos informan sobre ésta como una incertidumbre, tratando de compartir con otros el nivel de error que encuentran aceptable en sus medidas. Pero la incertidumbre en la ciencia no implica duda como ocurre en el uso cotidiano. La incertidumbre científica es una medida cuantitativa de la variabilidad de los datos. En otras palabras, la incertidumbre en la ciencia se refiere a la idea que todos los datos tienen una gama de valores supuestos y no un valor puntual preciso. Esta incertidumbre puede ser categorizada de dos maneras: certeza y precisión. La certeza es el término que describe cuán correctamente la medida se aproxima al valor teórico correcto de esa medida, por ejemplo, cuán cerca está la flecha de la diana (Figura 2). Comparativamente, el término precisión, describe el grado por el cual las medidas individuales varían alrededor de un valor central. Las medidas con una alta precisión son bastante reproducibles, porque las medidas repetidas dan resultados similares fidedignos. Sin embargo pueden o no ser exactos.

    La incertidumbre en la naturaleza

    Se le atribuye comúnmente a Karl Pearson, el estadístico y genetista inglés, al final de los años 1800 la primera descripción del concepto de incertidumbre como una medida de variabilidad de los datos (Salsburg, 2001). Antes de Pearson, los científicos se dieron cuenta que las medidas incorporaban variabilidad, pero asumían que esta variabilidad se debía simplemente a un error. Por ejemplo, las medidas orbitales de los planetas alrededor del sol, tomadas por diferentes científicos en diferentes momentos variaba, y se pensaba que esta variabilidad se debía a los errores causados por una instrumentación inadecuada. Ya en el año 1820 el matemático francés Pierre-Simon Laplace discutió un método para cuantificar la distribución del error de las medidas astronómicas causadas por pequeños errores asociados con las limitaciones instrumentales. A medida que la tecnología avanzaba durante los años 1800, los astrónomos se dieron cuenta que podían reducir, pero no eliminar este error en sus medidas. Pearson adelantó una idea revolucionaria: la incertidumbre, propuso, no se debía simplemente a los límites de la tecnología en la medición de ciertos eventos, sino que era de naturaleza inherente. Hasta la más cuidadosa y rigurosa investigación científica (o cualquier tipo de investigación, de hecho) no puede producir una medida exacta. Al contrario, repetir una investigación produce unas medidas dispersas que están distribuidas alrededor de algún valor central. Esta dispersión estaría causada no solamente por el error, sino también por la variabilidad natural. En otras palabras, las medidas en sí mismas, independientemente de cualquier inexactitud humana o instrumental, exhiben dispersión. Ya sea el sendero de una flecha, el corazón reposado de un adulto masculino, o la edad de un artefacto histórico, las medidas no tienen valores exactos, sino que siempre exhiben una gama de valores, y esta gama puede ser cuantificada como incertidumbre. Esta incertidumbre puede ser expresada como un campo de la probabilidad para obtener un cierto valor, y las probabilidades están distribuidas alrededor de un valor central o medio.

    tema de actualidad

    Martinelli destituye a canciller Juan Varela

    El presidente panameño Ricardo Martinelli pidió días anteriores la renuncia de su canciller Juan Carlos Varela, abriendo una crisis en la alianza gobernante, ya que el ministro lidera la otra fuerza política que ungió a la actual administración.
    “Varela descuidó su función de canciller por tener cuatro sombreros, canciller, vicepresidente, presidente de un partido (de la coalición gobernante) y candidato” a las próximas elecciones presidenciales de 2014, dijo la Presidencia en un comunicado.
    Varela, un empresario de 47 años, preside el derechista Partido Panameñista, que había apoyado en 2009 a Cambio Democrático y su candidato Martinelli, un empresario de supermercados, como parte de un acuerdo de alternancia electoral.
    El comunicado de la Presidencia, sin embargo, insistió en que sacar de su cargo al líder del principal aliado del gobierno, acusándolo de descuidar sus funciones, “no significa el rompimiento de la alianza de gobierno”. La afirmación del Gobierno fue refutada por el diputado panameñista José Blandon. “Esto es una crisis. No puede mantenerse la alianza (de gobierno) en estas circunstancias. Debemos esperar para tomar una decisión”, le dijo el legislador a la edición digital del diario Panamá América.
    Reacción
    “Soy respetuoso de las opiniones del Presidente, pero será el pueblo el que juzgará mi actuación como canciller”, había dicho más temprano Varela en Twitter.
    “Él tiene la facultad de destituirme como canciller de la República”, añadió Varela, quien dijo que nunca Martinelli le pidió personalmente la renuncia