🧑🏿‍🤝‍🧑🏾 ☀️ 🌿 Wie man wissenschaftliche Vorhersagen macht 👧🏽 🚛 🔊

Vorhersagen, kein Zufall.

Wie kann man Vorhersagen über ein Ereignis treffen, damit ernsthafte Wissenschaftler Ihnen glauben, dass Sie berühmt werden und einen Nobelpreis erhalten? Es ist sehr einfach: Sie müssen Wissenschaftler davon überzeugen, dass Ihre Vorhersagen nur Vorhersagen sind, keine Zufälle. Ein Schulkurs in Wahrscheinlichkeitstheorie reicht dafür völlig aus. Es müssen also nur drei Punkte ausgefüllt werden.

Punkt 1. Beschreiben wir das vorhergesagte Ereignis und beschränken es auf die Zeit und das räumliche Intervall. Zum Beispiel argumentieren wir, dass ein bestimmtes Ereignis am nächsten Tag (Zeitintervall) innerhalb von 100 km (räumliches Intervall) eintreten wird.

Als nächstes müssen wir die Wahrscheinlichkeit eines versehentlichen Auftretens dieses Ereignisses im angegebenen Intervall berechnen . Hierfür gibt es verschiedene Methoden, abhängig von der Art der Ereignisse, ihrer Verteilung usw. Dies muss jedoch getan werden, und dafür geben wir eine klare Zeit und ein klares räumliches Intervall des Ereignisses an. Bezeichne diese Wahrscheinlichkeit mit P _Zufall.

Versuchung:An diesem Punkt möchte ich wirklich schummeln und ein Intervall von unendlich deklarieren. Das heißt, dieses Ereignis auf der anderen Seite der Erde - wir haben uns ein wenig in den Koordinaten geirrt, aber die Tatsache, dass es ein Jahr später ist, ist ein Zeitfehler. Aber leider - genau deshalb brauchen wir eine Bewertung des zufälligen Auftretens. Im Falle eines unendlichen Intervalls liegt es zu nahe an 1.

Punkt 2. Als nächstes werden wir uns ansehen, wie viele der vorhergesagten Ereignisse aufgetreten sind. Auf dieser Grundlage berechnen wir die Wahrscheinlichkeit unserer Vorhersagen. Das heißt, wenn in dem angegebenen Intervall das Ereignis tatsächlich eingetreten ist, setzen Sie ein Plus Eins, ist nicht eingetreten - Null, und so für alle unsere Vorhersagen. Bezeichne diese Wahrscheinlichkeit P _vorher.

Versuchung:Manchmal fällt eine Veranstaltung nicht in unser Sortiment. Plus eine Stunde minus einen Kilometer. Und ich möchte es wirklich als Zufall betrachten. Viele skrupellose Forscher tun dies. Aber nein - wir müssen entweder zunächst den Bereich der Vorhersagen erweitern oder unser Ereignis als erfolglos aus der Zählung streichen.

Dilemma: Und es gibt ein so interessantes Dilemma - wenn wir die Reichweite erhöhen, fallen mehr vorhergesagte Ereignisse hinein. Aber - die Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Zufalls wird zunehmen. Reduzierung der Reichweite - Wir verringern die Genauigkeit unserer Vorhersagen.

Bewertungsanalyse Als nächstes können Sie eine Bewertungsanalyse des P- _{Falls durchführen.} und P _prev.Wenn die Wahrscheinlichkeit eines zufälligen Ereignisses viel größer ist als vorhergesagt oder ungefähr gleich ist, dann machen wir etwas falsch. Täuschung, passende Fakten - aber keine Vorhersagen. Wenn P _Fall.viel weniger als 1 und P _vor.mehr als mindestens 0,5 - dann können wir sagen, dass die Studie erfolgreich war. Als nächstes müssen wir genauere probabilistische Schätzungen erstellen, dann Artikel schreiben und für den Nobelpreis kandidieren. Die Evaluierungsanalyse wird abgeschlossen.

Es scheint Ihnen, dass dieser Artikel über nichts handelt, und all dies ist für die Forscher offensichtlich? Aber leider zeigt die Forschung, die ich unten durchgeführt habe, ein völliges Missverständnis dieser Dinge durch Leute, die offiziell in der Wissenschaft tätig sind.

Zweiter Teil: Erdbebenvorhersage

Wir wenden uns der Untersuchung der Zuverlässigkeit von Erdbebenvorhersagen zu. Ich wurde durch die Diskussion, die in den Kommentaren zu diesem Beitrag begann, ermutigt, diesen Artikel zu schreiben . Das Wesentliche ist Folgendes: Ein bestimmtes Wissenschaftlerteam glaubt, dass es Erdbeben vorhersagen kann, und einer der Autoren stellt diese Vorhersagen sogar auf die Website . Ich habe mich verpflichtet, die Zuverlässigkeit unter statistischen Gesichtspunkten zu überprüfen.

Zunächst entstand Komplexität mit den Grenzen der Vorhersagen - der Autor gibt nicht direkt an, in welchem Bereich sie gemacht werden. Das heißt, wie kann man verstehen, dass dieses Ereignis genau das ist, was wir vorhergesagt haben? In wissenschaftlichen Artikeln gibt es keine Antwort. Darüber hinaus zeigt das Diagramm der Genauigkeit von Vorhersagen, dass die Autoren Ereignisse, die über 1000 km aufgetreten sind, als erfolgreiche Vorhersagen betrachten. vom vorhergesagten Punkt.

Aber wir können die Grenzen selbst bestimmen. Nehmen Sie dazu die folgenden Zitate aus ihren wissenschaftlichen Arbeiten :

Das Epizentrum des Erdbebens umfasst bislang ein Gebiet mit einem Radius von etwa 50 km.

Wir sehen, dass der Fehler in Grad (dies sind ungefähr 100 km) eine akzeptable Genauigkeit in Koordinaten ist. Dies wird durch die obige Tabelle bestätigt. Nehmen Sie für das Zeitintervall den Tag anhand des folgenden Zitats:

Der Zeitpunkt des Ausbruchs des mutmaßlichen Erdbebens kann innerhalb von ± 13 Stunden von der geschätzten Zeit abweichen. Von den 1.118 Prognosen wurden 978 Fälle an dem Tag wahr, an dem sie vorhergesagt wurden.

Laut den Autoren ist die behauptete Genauigkeit einer solchen Prognose:

Der Erfolg dieser Prognosen liegt bei 70 - 80%.

Unabhängige Bewertung der Prognose.

Die Bewertung wurde am 15. September 2016 vorgenommen (ich konnte überprüfen, ob die Prognose tatsächlich einen Tag vor dem Ereignis angezeigt wurde und sich seitdem nicht geändert hat). Um die Website des Autors nicht zu belasten, füge ich ein Bild mit einer Prognose hinzu.

Die tatsächlichen Daten stammen von der EMSC- Website .
Die Website bietet die Möglichkeit, alle Erdbeben für einen bestimmten Zeitraum mit bestimmten Größenordnungen zu sehen. Daten können in Form einer CSV heruntergeladen oder einer Google-Karte überlagert werden:

Wir sehen eine vollständige Dateninkongruenz.Die Daten wurden für den 15. September aufgenommen, alle Ereignisse mit einer Größe größer als 3 wurden ausgewählt. Wenn wir diese Bilder vergleichen, werden wir sehen, dass die Brennpunkte nicht um zehn Grad zusammenfallen. Dort müssen Sie nicht einmal tiefer in die Berechnungen aus den Zeichnungen einsteigen, sodass alles klar ist. Sie können jedoch eine zusätzliche Analyse durchführen. In der Tabelle in der linken Spalte befinden sich die vorhergesagten Daten, in der rechten Spalte die Koordinaten des nächsten Epizentrums, wenn das Epizentrum näher als etwa ein Dutzend Grad vom vorhergesagten Punkt entfernt ist.

Vorausgesagt	Tatsächlich
24N 121E (groß)
39N 123W
31N 115W
47N 67W
0,5 S 78,5 W.	3,34 S 80,8 W.
39N 28W
42N 13E	42,8N 13,2E
36N 4E
36,5 N 22E	40,1 N 24,8 E.
36N 70E
54N 164E
6N 126E	3,8N 129,1E
42S 172E

Von den 13 Ereignissen (eines davon ist stark) ereigneten sich nur 4 innerhalb von 1000 km. vom angegebenen Punkt, und nur eine passt in das beanspruchte Quadrat von 50 km.

Ist etwas zusammengefallen?

Aber einer von ihnen stimmte bis zu dem Grad überein! Ist etwas passiert? Nein, alles ist einfacher, es passt nicht zufällig. Wie aus der Nie-Tabelle der tatsächlichen Erdbeben hervorgeht, zitterte es ab dem 10. September jeden Tag. Daher lag die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses zum angegebenen Zeitpunkt für den 15. September zu nahe bei 1.

Datum	Breitengrad	Längengrad	Größe
15.09.2016	42,82	13.19	4.3
14.09.2016	42,73	13.18	3.2
13.09.2016	42,58	13.2	3.4
09/12/2016	42.8	13.22	3.2
09/11/2016	42,68	13.28	3.3
09/10/2016	42,79	13.24	3.1
09/10/2016	42,96	13.16	3.3
09/10/2016	42,84	13.26	3

Aufgrund der offensichtlichen Diskrepanz zwischen den beiden Bildern - vorhergesagten und tatsächlichen Erdbeben - gibt es keinen Grund, weitere Analysen durchzuführen. Wir können zu Schlussfolgerungen gelangen.

Schlussfolgerung

Nach den Statistiken haben die Vorhersagen dieser Wissenschaftler keine Aussagekraft. Wer genau die Autoren täuschen - Menschen oder sich selbst, bleibt unbekannt. Ihre Grafiken, in denen sie die Genauigkeit der Vorhersagen zeigen, sind jedoch nicht wahr.

Dies korreliert in der Tat gut mit der Arbeit von USGS-Wissenschaftlern, die in jüngsten Arbeiten gezeigt haben, dass kurzfristige Vorhersagen unmöglich sind, da das System chaotisch ist - aufgrund der komplexen Struktur der Erdkruste wächst die Störung exponentiell. Es ist wie bei einem Sandhaufen - wenn wir auf ein Sandkorn streuen, wissen wir, dass der Hügel früher oder später zusammenbrechen wird (langfristige Prognosen (Jahre, Jahrzehnte) werden erstellt) - aber wir wissen nicht, wann genau dies geschehen wird (kurzfristig (Tag und Stunden) sind nicht möglich). Immer interessanter hier geschrieben , im Abschnitt "Lehren aus der Vergangenheit, Zweifel und Hoffnungen für die Zukunft".

Wie man wissenschaftliche Vorhersagen macht

Zweiter Teil: Erdbebenvorhersage

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