נסיכת המדעים

הנושא ישן (כפי שהתברר לי). הגעתי אליו משני כיוונים שונים. במגזין כלכליסט מהשבוע שעבר הובא ראיון עם נביא זעם בשם ג'ון קמפנר, שדן ב-"עיסקה הפופולרית בעולם", לדבריו, "במסגרתה אנחנו מוכרים את כל החירויות שלנו רק כדי לשמור על החופש להרוויח". דבריו של קמפנר אכן מעוררים מחשבה, וראויים לדיון נפרד, אבל אני רוצה להטפל רק לדוגמא אחת שהובאה בכתבה (כנראה על ידי הכתב אורי פסןבסקי, ולא על ידי קמפנר עצמו). בבריטניה, נטען, יש כ-5 מליון מצלמות אבטחה, מצלמה אחת לכל 12 תושבים. האח הגדול כבר כאן.

הידיעה הזו אינה חדשה. כבר ביולי 2008 דיווח יוסי גורביץ בכלכליסט כי "4.2 מיליון מצלמות במעגל סגור מותקנות בבריטניה, מצלמה על כל 14 תושבים". עברו שנתיים, נוספו עוד 800,000 מצלמות. נשמע הגיוני.

לנושא הזה הגעתי גם מכיוון אחר לגמרי. בכנס בואנקובר בו הייתי בשבוע שעבר חילקה הוצאת וויילי חוברות ישנות של המגזין Significance , שמוציאה לאור האגודה המלכותית לסטטיסטיקה (החל מהחודש, בשיתוף עם האיגוד האמריקני לסטטיסטיקה, וכך נעשיתי למנוי על המגזין). בחוברת של דצמבר 2009 הובאה כתבתה של אליס טרלטון  מערוץ 4 של ה-BBC, שכותרתה: "כמה מצלמות אבטחה?". הכתבה זכתה בפרס למצויינות סטטיסטית בעיתונות המוענק על ידי האגודה המלכותית לסטטיסטיקה. הלינק האחרון מוביל לכתבה באתר של ערוץ 4. אני אתאר מייד את עיקר הממצאים.

ובכן, איך הגיעו למספר של 4.2 מליון מצלמות אבטחה?

הכל התחיל במאמר שפרסמו ביוני 2002 שני חוקרים (קישור לקובץ pdf), מייקל מקהייל מאוניברסיטת האל וקלייב נוריס מאוניברסיטת שפילד. כל מה שצריך זה לקרוא את המאמר, וזה בדיוק מה שעשתה טרלטון. החוקרים סקרו שני רחובות מרכזיים בלונדון: Putney High Street (פוטני) ו-Upper Richmond Road (ריצמונד). הם דגמו 211 בתי עסק בשני הרחובות, ומצאו כי ב-41% מהם מותקנות מצלמות אבטחה, ובממוצע יש בכל מערכת 4.1 מצלמות. בלונדון יש כרבע מליון בתי עסק. הכפלה של 3 מספרים נתנה תוצאה של כ-422 אלף מצלמות. למספר זה הוסיפו החוקרים את הערכתם למספר המצלמות הנמצאות באזורים ציבוריים : רחובות, תחבורה ציבורית, בתי חולים וכו'. הם העריכו את מספרן של מצלמות אלה (והשתמשו בפירוש במילה "guesstimate" – שילוב של אמדן וניחוש) בכ-80 אלף, וכך הגיעו למספר כולל של כחצי מליון מצלמות בלונדון. ומכיוון שבלונדון יש כ-7 מליון תושבים, המסקנה היא שיש בלונדון מצלמת אבטחה אחת לכל 14 תושבים. ואם זה בלונדון, זה גם בכל בריטניה, לא?

אז זהו, שלא.

קודם כל, יש לשים לב לשונות בין שני הרחובות שנסקרו. ברחוב פוטני נמצאו מצלמות ב-49% מבתי העסק, בריצמונד ב-34% בלבד. ייתכן כי רחוב ריצמונד הוא המייצג את המצב בלונדון, ואז נופלת הערכת מספר המצלמות בלונדון ב-30%, ל-350 אלף מצלמות בלבד. מצד שני, ייתכן כי דווקא רחוב פוטני הוא המייצג, ואז ההערכה של מצלמה ל-14 תושבים היא הערכת חסר. מה שיותר סביר הוא ששני הרחובות האלה גם יחד אינם מהווים מדגם מייצג מספיק. קל לברר, וטרלטון עשתה זאת, כי תמהיל העסקים בשני הרחובות האלה שונה מהותית מתמהיל העסקים הכללי בלונדון. ה"מדגם" לא ממש מייצג. מה ששני החוקרים קיבלו הוא לכל היותר הערכה של מספר המצלמות בשני הרחובות שסקרו (בהנחה שמדגם בתי העסק שלקחו ברחובות האלה היה מייצג). האקסטרפולציה שעשו משם אל לונדון, ואח"כ אל כל הממלכה המאוחדת, לא ממש ולידית.

טרלטון מצאה דרך אחרת להעריך את מספר מצלמות האבטחה בבריטניה. היא פנתה אל קבוצת משתמשי מצלמות האבטחה בבריטניה. הם הודו שהם לא יודעים את המספר המדויק, אך העריכו (שוב guesstimate) כי מספרן הוא לא יותר ממליון ורבע בכל בריטניה.

במקבץ השבוע גם כמה קישורים מהשבוע הקודם שנדחו בגלל פול התמנון.

• ב-7 ביולי צוין יום השנה ה-104 להולדתו של הסטטיסטיקאי וחוקר תורת ההסתברות ויליאם פלר. צייצתי את המאורע בתוספת הערה כי "מי שלא ציטט את ספרו של פלר בעבודת המאסטר או הדוקטורט שלו, לא באמת עשה תואר בסטטיסטיקה". טוב, אולי קצת הגזמתי, אבל הספר אכן מצוטט בעבודת המוסמך שלי.
• כאשר ערכתי את רשימת 15 הסטטיסטיקאים הגדולים כללתי בה 5 סטטיסטיקאים חיים.  אחד מהם הלך לעולמו ב-8 ביולי, בגיל 91. דויד בלקוול, בנו של פועל רכבת מדרום אילינוי, אשר לימד את עצמו לקרוא, הפך לאחד הסטטיסטיקאים המשפיעים ביותר במאה העשרים. בלקוול חקר גם את תורת המשחקים, וכתב ספר לימוד פופולרי בתחום. ויליאם בריגס כותב גם הוא בבלוג שלו על בלקוול, ומתאר שם את פתרונו של בלקוול לבעית ההימורים הידועה כ-"פרדוקס סנט-פטרסבורג".
• נניח שאתם מתכנתים קוד מחשב. ודאי שיש בו באגים. איך תדעו כמה באגים יש בו? ג'ון ד. קוק מסביר בבלוג שלו איך לעשות את זה: אפשר לבקש ממישהו לבדוק את הקוד. נניח שימצא 20 באגים. זה אומר שיש בקוד לפחות 20 באגים, אבל לא מקדם אתכם הרבה. הפתרון – לתת לעוד מישהו לבדוק את הקוד. סביר להניח שימצא חלק מהבאגים שמצא הבודק הראשון, ואולי גם יעלה על באגים אחרים. עכשיו, בעזרת קצת סטטיסטיקה, תוכלו לאמוד את מספר הבאגים שנמצאים ועדיין לא התגלו.
• מעולם לא כתבתי מכתב אהבה כזה, אבל מלים כאלה רק סטטיסטיקאי יכול לכתוב.
• בהמשך לפול התמנון: האם העובדה כי מישהי זכתה ארבע פעמים בלוטו "סותרת את כל הסטטיסטיקות"? ממש לא.
• חובבי הבייסבול יודעים כי קבוצת פיטסבורג פיראטס היא אחת הקבוצות החלשות ביותר בליגת הביססבול האמריקנית (MLB). ובכל זאת, הליגה מציעה לאוהדים לרכוש אופציה לרכישת כרטיס למשחק השביעי של הפיראטים  בסדרת הגמר (ה"וורלד סירייס"), אם יהיה משחק כזה, כמובן. האם כדאי לקנות את האופציה? ואם כן, האם המחיר המוצע "משתלם"? בלוג הבייסבול FanGraphs מציג שילוב של ניתוח סטטיסטי וכלכלי, עם הסבר נאה למושג התוחלת ומשמעות האופציה.

מקבץ השבוע מוקדש לפול התמנון.

מי שלא יודע, פול התמנון חי לו בגן חיות אי שם במזרחה של גרמניה, ובמקביל לעיסוקים השגרתיים של גן החיות פיתח לו קריירה של אוראקל החוזה את תוצאות משחקיה של נבחרת גרמניה במונדיאל. לפני שעה קלה השלים פול מונדיאל מוצלח יחסית, בו ניבא ללא טעות את תוצאות כל שבעת המשחקים של נבחרת גרמניה. מוצלח "יחסית", כתבתי, כיוון שעתידו עדיין לוט בערפל, לאור הניבוי של הפסד גרמניה לספרד בחצי הגמר.

עוד לפני המשחק הגורלי (לעתידו של פול) מול ספרד ביקש ממני במייל  גדי איידלהייט להתייחס לנושא בבלוג. הסתפקתי בטוויט, בו כתבתי כי יש סיכוי די גבוה שמתישהו איפהשהו תמנון או חיה אחרת תצליח לנחש סדרה של תוצאות משחקים. על הגירפה שלא הצליחה לנחש אף תוצאה, לעומת זאת,  אף אחד לא מדווח. וזה בסך הכל תמצות של 140 תווים לרשימה שכתבתי בעקבות האירוע "יוצא הדופן" שאירע בלוטו הבולגרי.

הנה עוד כמה התייחסויות של פול השבוע ברשת:

דויד שפיגלהלטר מהבלוג understanding uncertainty נטען טיעון דומה לשלי, לפיו יש כאן הטיית פרסום, ומשום מה כל היצורים הימיים החוזים כי צפון קוריאה תזכה בגביע סובלים מהתעלמות התקשורת.

וילאים בריגס מדווח על מני, התוכי מסינגפור, שחזה נכונה את כל ארבע הנבחרות שהגיעו לחצי הגמר. אבל גם בריגס קובל על התעלמות התקשורת מבני הבולדוג וסמי הסנאי שהתחזיות שלהם היו קצת פחות מוצלחות. בריגס גם חישב ומצא כי אם יש 200 חיות המנסות לנחש תוצאות של שבעה משחקים, וכל אחת מהן מנחשת את התוצאה הנכונה של כל משחק בהסתברות של 50%, הרי יש הסתברות של 93% כי אחת מהן תצליח לנחש שבע תוצאות נכונות.

ולסיום, הנה עוד מתחרים לפול התמנון: שני מתמטיקאים מאוניברסיטת לונדון פיתחו מודל המשתמש בתורת הגרפים כדי לחזות את נצחונה של ספרד על הולנד בגמר, מחר. כיוון שלפני שבוע דיווחתי כאן על מתמטיקאי סקוטי שחוזה את נצחונה של הולנד, אני מעז להעלות כאן תחזית שבודאי תתגשם: מישהו מהחוזים האלה יטעה.

מי שעוקב אחרי הבלוג הזה בטח כבר שם לב שלאחרונה אין לי כח לכתוב פוסטים מושקעים, עקב עייפות החומר והרוח. זה לא אומר שהבלוג הולך למות, ואני בהחלט מקווה לחזור ולכתוב בהרחבה על נושאים שברומו של הבלוג.

זה לא אומר שנעלמתי לחלוטין. מי שעוקב אחרי בטוויטר רואה את הגיגיי ולינקים שונים שאני מפרסם. מאחר ואני יודע כי כאן בבלוג יש יותר קוראים מאשר עוקבים בטוויטר, הנה מקבץ לינקים שפרסמתי בזמן האחרון, שעוסקים בעיקר בשלושה נושאים: סטטיסטיקה, כדורגל (לכבוד המונדיאל), וסטטיסטיקה וכדורגל.

נתחיל בסטטיסטיקה.

• בעיר סן-דייגו בקליפורניה ניתן לאסוף חתימות של 15% מבעלי זכות הבחירה ובכך לכפות העלאת נושא להצבעה במעין "משאל עם"  עירוני. הצעה שעוסקת בהפרטת שירותים עירוניים זכתה לתמיכה של כ-135000 חתימות, כ-40000 יותר מהדרוש. האם הנושא יועלה להצבעה? לא. בדיקה מדגמית ל כ-4000 מהחתימות גילתה כ-30 חתימות כפולות. המסקנה המפתיעה את מי שלא מבין סטטיסטיקה: נאספו למעשה רק כ-74000 חתימות כשרות ההצעה נפלה.
• ג'ף סלואן, עורך במגזין compositesworld כותב "המלצה נדירה על ספר שיצא לאחרונה אודות אירועים נדירים שבקושי עונים על ציפיותינו" (באנגלית זה הרבה יותר טוב). הספר המדובר הוא "הברבור השחור" מאת נסים טאלב. אני קורא כרגע את הספר, ומתלהב פחות. מקוווה לכתוב על התרשמותי.
• מי רוצה להיות ביוסטטיסטיקאי? מאמר במגזין של האיגוד האמריקני לסטטיסטיקה.
• אנדרו גלמן מאוניברסיטת קולומביה סוקר כמה מהמאמרים הקלאסיים של הסטטיסטיקה.
• עוד מאמר על אשליית זיכויי הזכיה בלוטו, הפעם בוואנקובר סאן.
• מאמר על חייו ופועלו של ואלודי וייבול, האיש שהתפלגות וויבול קרויה על שמו, במלאות 123 להולדתו, וזאת באתר המוקדש להתפלגות וייבול ויישומיה.
• והנה מאמר על חייו ופועלו של סיר פרנסיס גאלטון, שהיה, בין היתר, אחד מחלוצי הסטטיסטיקה המודרנית.
• מאמר בדיילי מייל של זמביה מסביר מדוע נתונים סטטיסטיים חיוניים לפיתוח המדינה.
• בנמל התעופה של וושינגטון הדלתות האוטומטיות נסגרות ומכות שוב ושוב במזוודות של הנוסעים. הנזק המצטבר על הדלתות הוא בצורת הפעמון המפורסם של ההתפלגות הנורמלית.

ונעבור לכדורגל.

• מתי שתי הקבוצות המשחקות רוצות להבקיע שער עצמי? הסיפור מתואר בבלוג הכלכלי "marginal revolution", ולמאותגרי אנגלית הוא מתורגם לעברית בבלוג של שמוליק.
• 10 השערים המוזרים ביותר. מעניין לראות את הבדלי התרבויות בין הולנד (איפופה, לצורך העניין) וברזיל (או דרום אמריקה). בשער השני ברשימה, שחקן הולנדי מבקיע שער בטעות (הוא התכוון לבעוט את הכדור החוצה כדי לאפשר טיפול בשחקן פצוע של הקבוצה היריבה, אך הכדור נחת ברשת). כשהמשחק מתחדש, הקבוצה שהבקיעה נותנת ליריבה להבקיע שער משלה כדי להחזיר את המצב לקדמותו. בשער מספר שלוש, לעומת זאת, במשחק שנערך בברזיל, כדור שנבעט לשער יוצא החוצה, אך מישהו שעומד ליד השער לוקח את הכדור ומשליך אותו לתוך הרשת. השופט פספס את כל המהלך וראה רק כדור ברשת, וממהר לשרוק שער. שחקני הקבוצה שזכתה בשער מן ההפקר מרימים ידיים בשמחה. אף אחד לא מעלה בדעתו לגשת לשופט ולהגיד לו "שמע, זה לא באמת גול". אז מי שחשב שההצגה של ריוואלדו ב-2002 שגרמה להרחקת שחקן יריב על לא עוול בכפו, או השער שהבקיעה ברזיל במונדיאל הזה תוך שימוש ביד של אחד משחקניה הם סתם מקרים, שיחשוב שוב. זו תרבות. זה בא מלמטה.

ואסיים, כמובטח, בסטטיסטיקה וכדורגל: מאמר שהופיע בעיתון סקוטי מתאר מודל סטטיסטי המנבא כי הולנד תזכה במונדיאל הקרוב. המאמר הופיע לפני הנצחון של הולנד על ברזיל. טוב, לנסים טאלב בטח יש מה להגיד על הניבוי הזה (וגם לי), אבל כרגע הסיכויים של הולנד הרבה יותר גדולים מאלה של ברזיל, וגם זה משהו.

לפני כשנה העליתי כאן את החידה על הילדה ששמה יוספה:

במשפחת תפוחי שני ילדים. נתון לנו שאחד מהילדים האלו הוא (היא) בת, ושמה של אותה בת למשפחת תפוחי הוא יוספה. מהי ההסתברות כי גם הצאצא הנוסף של משפחת תפוחי היא בת?

הפתרון, למעוניינים, נמצא כאן.

מה שמעניין בכל הסיפור הזה הוא שהאינפורמציה בדבר שמה של הילדה הנחמדה הזו משנה את התשובה לשאלה שנשאלה, גם אם לכאורה הנתון לא נראה רלוונטי. אותה החידה, ללא הנתון על שמה של הילדה, הועלתה בבלוג של דוברמן (שאינו פעיל, למרבה הצער, תקופה ארוכה למדי), והפתרון שונה (בערכו המספרי, לא ממש בדרך הפתרון).

ומדוע אני נזכר בכל זה? היום ראיתי בבלוג של ויליאם בריגס גירסה אחרת לחידה הזו:

במשפחה יש שני ילדים, אחד מהם הוא בן, והוא נולד ביום שלישי. מה ההסתברות כי גם הילד השני במשפחה הוא בן?

התשובה, באופן לא מפתיע, שונה משתי התשובות לחידות שצוטטו כאן.