Предсказание ( лат. præ- «до» и dictum «что - то сказано» [1] ) или прогноз — это утверждение о будущем событии или о будущих данных. Прогнозы часто, но не всегда, основаны на опыте или знаниях синоптиков. Не существует универсального соглашения о точной разнице между «прогнозированием» и « оценкой »; разные авторы и дисциплины приписывают разные коннотации .
Будущие события обязательно неопределенны , поэтому гарантированно точная информация о будущем невозможна. Прогноз может быть полезен для составления планов возможного развития событий.
В нестатистическом смысле термин «прогноз» часто используется для обозначения обоснованного предположения или мнения .
Прогноз такого рода может основываться на абдуктивных рассуждениях , индуктивных рассуждениях , дедуктивных рассуждениях и опыте предсказывающего человека ; и может быть полезным, если прогнозирующий человек является хорошо осведомленным человеком в этой области. [2]
Метод Дельфи — это метод контролируемого получения таких прогнозов на основе экспертных оценок. Этот тип прогнозирования можно воспринимать как соответствующий статистическим методам в том смысле, что, как минимум, используемые «данные» представляют собой когнитивный опыт прогнозирующего эксперта , формирующий интуитивную «кривую вероятности».
В статистике предсказание является частью статистического вывода . Один конкретный подход к такому выводу известен как прогнозирующий вывод , но прогноз может быть выполнен в рамках любого из нескольких подходов к статистическому выводу. Действительно, одним из возможных описаний статистики является то, что она обеспечивает средство передачи знаний об выборке совокупности всей совокупности и другим связанным популяциям, что не обязательно совпадает с прогнозированием с течением времени. Когда информация передается во времени, часто в определенные моменты времени, этот процесс известен как прогнозирование . [3] [ не удалось проверить ] Для прогнозирования обычно требуются методы временных рядов , тогда как прогнозирование часто выполняется на основе перекрестных данных .
Статистические методы, используемые для прогнозирования, включают регрессию и ее различные подкатегории, такие как линейная регрессия , обобщенные линейные модели ( логистическая регрессия , регрессия Пуассона , регрессия пробита ) и т. д. В случае прогнозирования можно использовать модели авторегрессии скользящего среднего и модели векторной авторегрессии. . Когда эти и/или связанные с ними обобщенные методы регрессии или машинного обучения используются в коммерческих целях, эта область называется прогнозной аналитикой . [4]
Во многих приложениях, таких как анализ временных рядов, можно оценить модели, генерирующие наблюдения. Если модели можно выразить в виде передаточных функций или в терминах параметров пространства состояний, тогда можно рассчитать сглаженные, отфильтрованные и прогнозируемые оценки данных. [ нужна цитата ] Если лежащие в основе генерирующие модели линейны, то для восстановления интересующих данных из зашумленных измерений можно использовать фильтр Калмана с минимальной дисперсией и сглаживатель с минимальной дисперсией. Эти методы основаны на предикторах на один шаг вперед (которые минимизируют дисперсию ошибки прогнозирования ). Если генерирующие модели нелинейны, то можно применять пошаговую линеаризацию в рамках расширенного фильтра Калмана и более плавных рекурсий. Однако в нелинейных случаях гарантии оптимальной минимальной дисперсии больше не применяются. [5]
Чтобы использовать регрессионный анализ для прогнозирования, данные собираются по переменной, которую необходимо спрогнозировать, называемой зависимой переменной или переменной отклика, а также по одной или нескольким переменным, значения которых, как предполагается , влияют на нее, называемым независимыми переменными или объясняющими переменными. Для постулируемой причинно-следственной связи предполагается функциональная форма, часто линейная, а параметры функции оцениваются на основе данных, то есть выбираются таким образом, чтобы каким-то образом оптимизировать соответствие функции , параметризованной таким образом, данные. Это этап оценки. На этапе прогнозирования значения объясняющих переменных, которые считаются соответствующими будущим (или текущим, но еще не наблюдаемым) значениям зависимой переменной, вводятся в параметризованную функцию для создания прогнозов для зависимой переменной. [6]
В науке предсказание — это строгое, часто количественное утверждение, предсказывающее, что будет наблюдаться в конкретных условиях; например, согласно теориям гравитации , если бы яблоко упало с дерева, можно было бы увидеть, что оно движется к центру Земли с заданным и постоянным ускорением . Научный метод построен на проверке утверждений, которые являются логическими следствиями научных теорий. Это делается посредством повторяемых экспериментов или наблюдательных исследований.
Научная теория , предсказания которой противоречат наблюдениям и доказательствам, будет отвергнута. Новые теории, которые порождают множество новых предсказаний, легче поддержать или опровергнуть (см. предсказательную силу ). Идеи, которые не дают проверяемых предсказаний, обычно не считаются частью науки ( протонаука или незнание ) до тех пор, пока не будут сделаны проверяемые предсказания.
Математические уравнения и модели , а также компьютерные модели часто используются для описания прошлого и будущего поведения процесса в пределах этой модели. В некоторых случаях можно предсказать вероятность результата, а не конкретный результат, например, в большей части квантовой физики .
В микропроцессорах предсказание перехода позволяет избежать опустошения конвейера при выполнении инструкций перехода .
В инженерии возможные виды отказа прогнозируются и избегаются путем исправления механизма отказа, вызывающего отказ.
Точные прогнозы и прогнозы очень сложны в некоторых областях, таких как стихийные бедствия , пандемии , демография , динамика населения и метеорология . [7] Например, можно предсказать возникновение солнечных циклов , но их точное время и величину гораздо сложнее (см. рисунок справа).
В материаловедении также можно предсказать срок службы материала с помощью математической модели. [8]
В медицинской науке прогностические и прогностические биомаркеры могут использоваться для прогнозирования результатов лечения пациентов в ответ на различное лечение или вероятности клинического события. [9]
Традиционная наука делает полезные прогнозы, которые зачастую чрезвычайно надежны и точны; например, регулярно предсказываются затмения .
Новые теории делают предсказания, которые позволяют им быть опровергнутыми реальностью. Например, предсказание структуры кристаллов на атомном уровне является текущей исследовательской задачей. [10] В начале 20-го века научный консенсус заключался в том, что существует абсолютная система отсчета , которой было дано название светоносного эфира . Существование этой абсолютной системы отсчета считалось необходимым для соответствия устоявшейся идее о постоянстве скорости света. Знаменитый эксперимент Майкельсона-Морли продемонстрировал, что предсказания, выведенные из этой концепции, не подтвердились в действительности, тем самым опровергнув теорию абсолютной системы отсчета. Специальная теория относительности была предложена Эйнштейном как объяснение кажущегося несоответствия между постоянством скорости света и отсутствием особой, предпочтительной или абсолютной системы отсчета.
Теорию общей теории относительности Альберта Эйнштейна нелегко было проверить, поскольку она не вызывала никаких эффектов, наблюдаемых в земном масштабе. Однако в качестве одного из первых тестов общей теории относительности теория предсказывала, что большие массы, такие как звезды , будут преломлять свет, что противоречит принятой теории; это наблюдалось во время затмения 1919 года.
Прогностическая медицина — это область медицины , которая влечет за собой прогнозирование вероятности заболевания и принятие профилактических мер, чтобы либо полностью предотвратить заболевание, либо значительно уменьшить его воздействие на пациента (например, путем предотвращения смертности или ограничения заболеваемости ). [11]
Несмотря на то, что существуют различные методологии прогнозирования, такие как геномика , протеомика и цитомика , наиболее фундаментальный способ прогнозирования будущих заболеваний основан на генетике. Хотя протеомика и цитоматика позволяют раннее выявление заболеваний, в большинстве случаев они выявляют биологические маркеры , существующие потому, что процесс заболевания уже начался. Однако комплексное генетическое тестирование (например, с использованием массивов ДНК или полного секвенирования генома ) позволяет оценить риск заболевания за годы или десятилетия до того, как какое-либо заболевание вообще существует, или даже определить, подвергается ли здоровый плод более высокому риску развития заболевания в будущем. подростковый или взрослый возраст. Людям, которые в будущем будут более подвержены заболеваниям, можно предложить советы по образу жизни или лекарства с целью предотвращения прогнозируемого заболевания.
Действующие руководящие принципы генетического тестирования, поддерживаемые медицинскими работниками, не поощряют чисто прогностическое генетическое тестирование несовершеннолетних до тех пор, пока они не научатся понимать актуальность генетического скрининга, чтобы позволить им участвовать в принятии решения о том, подходит ли он им. [12] Генетический скрининг новорожденных и детей в области прогностической медицины считается целесообразным, если для этого есть веская клиническая причина, например, наличие у ребенка профилактики или лечения, которое могло бы предотвратить заболевание в будущем.Прогноз ( греч . πρόγνωσις «предвидение, предвидение»; мн.: прогнозы) — медицинский термин, обозначающий прогнозирование вероятности или ожидаемого развития заболевания, включая то, улучшатся или ухудшятся (и насколько быстро) признаки и симптомы или останутся стабильный во времени; ожидания качества жизни, такие как способность выполнять повседневную деятельность; вероятность осложнений и связанных с ними проблем со здоровьем; и вероятность выживания (включая ожидаемую продолжительность жизни). [13] [14] Прогноз делается на основании нормального течения диагностированного заболевания, физического и психического состояния человека, доступных методов лечения и дополнительных факторов. [14] Полный прогноз включает ожидаемую продолжительность, функцию и описание течения заболевания, например, прогрессирующее ухудшение, периодический кризис или внезапный, непредсказуемый кризис.
Применительно к большим статистическим группам населения прогностические оценки могут быть очень точными: например, утверждение «45% пациентов с тяжелым септическим шоком умрут в течение 28 дней» можно сделать с некоторой уверенностью, поскольку предыдущие исследования показали, что эта доля пациентов умерла. . Эта статистическая информация не применима к прогнозу для каждого отдельного пациента, поскольку индивидуальные факторы могут существенно изменить ожидаемое течение заболевания: необходима дополнительная информация, чтобы определить, принадлежит ли пациент к 45%, которые умрут, или к тем, кто умрет. 55% выживают. [15]Правило клинического прогнозирования или оценка клинической вероятности определяет, как использовать медицинские признаки , симптомы и другие данные для оценки вероятности конкретного заболевания или клинического результата. [16]
Врачи испытывают трудности с оценкой рисков заболеваний; часто ошибается в сторону переоценки [17] , возможно, из-за когнитивных искажений, таких как ошибка базовой ставки, при которой риск неблагоприятного исхода преувеличивается.
Математические модели поведения фондового рынка (и экономического поведения в целом) также ненадежны для прогнозирования будущего поведения. Помимо прочего, это связано с тем, что экономические события могут длиться несколько лет, а мир меняется в течение одного и того же периода времени, что делает недействительными актуальность прошлых наблюдений для настоящего. Таким образом, существует чрезвычайно малое количество (порядка 1) соответствующих точек данных прошлого, на основе которых можно прогнозировать будущее. Кроме того, обычно считается, что цены на фондовом рынке уже учитывают всю доступную информацию для прогнозирования будущего, и поэтому последующие движения должны быть результатом непредвиденных событий. Следовательно, инвестору в акции чрезвычайно трудно предвидеть или предсказать бум фондового рынка или крах фондового рынка . В отличие от прогнозирования фактической доходности акций, прогнозирование общих экономических тенденций, как правило, имеет большую точность. Такой анализ проводится как некоммерческими группами, так и коммерческими частными учреждениями. [ нужна цитата ]
Некоторая корреляция была замечена между фактическими движениями фондового рынка и данными прогнозов больших групп в опросах и играх-прогнозах.
Актуарий использует актуарную науку для оценки и прогнозирования будущих бизнес- рисков , чтобы их можно было снизить . Например, в страховании актуарий будет использовать таблицу смертности (которая включает в себя исторический опыт показателей смертности, а иногда и оценку будущих тенденций) для прогнозирования ожидаемой продолжительности жизни .
Предсказание исхода спортивных событий – это бизнес, популярность которого в последние годы возросла. Гандикаперы прогнозируют исход игр, используя различные математические формулы, имитационные модели или качественный анализ . Считалось, что ранние известные игроки, делающие ставки на спорт, такие как Джимми Грек , имели доступ к информации, которая давала им преимущество. Информация варьировалась от личных проблем, таких как азартные игры или употребление алкоголя, до нераскрытых травм; все, что может повлиять на игру игрока на поле.
В последнее время изменились способы прогнозирования спортивных событий. В настоящее время прогнозы обычно состоят из двух различных подходов: ситуационных игр и моделей, основанных на статистических данных. Ситуационные игры гораздо труднее измерить, поскольку они обычно связаны с мотивацией команды. Дэн Гордон, известный гандикапер, написал: «Без эмоционального преимущества в игре и ценности линии я не буду вкладывать в нее свои деньги». [18] Эти типы игр включают в себя: ставки на аутсайдера хозяев, ставки на победителей вечера понедельника, если они станут фаворитами на следующей неделе, ставки на аутсайдера в играх с прогнозом и т. д. По мере того, как ситуационные игры становятся более широко известными, они становятся все менее известными. полезно, потому что они повлияют на способ установки линии.
Широкое использование технологий привело к появлению более современных систем ставок на спорт . Эти системы обычно представляют собой алгоритмы и имитационные модели, основанные на регрессионном анализе . Джефф Сагарин , спортивный статистик, привлек внимание к спорту, опубликовав результаты своих моделей в USA Today. В настоящее время «Даллас Маверикс» платит ему как консультанту за советы по составам и за использование системы Winval, которая оценивает свободных агентов. Брайан Берк , бывший летчик-истребитель ВМФ , ставший спортивным статистиком, опубликовал результаты использования регрессионного анализа для прогнозирования результатов игр НФЛ. [19] Кен Помрой широко известен как ведущий специалист по статистике студенческого баскетбола. На его веб-сайте размещены рейтинги студенческого баскетбола, система статистики, основанная на темпе. Некоторые статистики прославились благодаря успешным системам прогнозирования. Дэйр писал, что «эффективные коэффициенты для ставок на спорт и скачек являются прямым результатом человеческих решений и поэтому потенциально могут демонстрировать постоянные ошибки». [20] В отличие от других игр, предлагаемых в казино, прогнозы на спортивные события могут быть одновременно логичными и последовательными.
Другие более продвинутые модели включают модели, основанные на байесовских сетях, которые представляют собой причинно-вероятностные модели, обычно используемые для анализа рисков и поддержки принятия решений. На основе такого рода математического моделирования Константину и др. [21] [22] разработали модели для прогнозирования результатов футбольных матчей ассоциации. [23] Что делает эти модели интересными, так это то, что, помимо принятия во внимание соответствующих исторических данных, они также включают в себя все эти расплывчатые субъективные факторы, такие как наличие ключевых игроков, усталость команды, командная мотивация и так далее. Они предоставляют пользователю возможность высказывать свои предположения о вещах, о которых нет точных фактов. Эта дополнительная информация затем объединяется с историческими фактами, чтобы предоставить пересмотренный прогноз будущих результатов матча. Первоначальные результаты, основанные на этих методах моделирования, обнадеживают, поскольку они продемонстрировали стабильную прибыльность по сравнению с опубликованными рыночными коэффициентами.
Сегодня ставки на спорт — это огромный бизнес; Помимо сайтов ставок, существует множество веб-сайтов (систем), которые дают советы или прогнозы на будущие игры. [24] Некоторые из этих веб-сайтов с прогнозами («типстеры») основаны на предсказаниях людей, а другие — на компьютерном программном обеспечении, которое иногда называют роботами-прогнозистами или ботами. Боты-прогнозы могут использовать разное количество данных и алгоритмов, поэтому их точность может различаться.
Такие сайты, как Tzefi.com, утверждают, что утверждения других сайтов о том, что они моделируют игру 50 000 раз, прежде чем в нее действительно играют на поле, вводят в заблуждение и неверны. Это связано с тем, что эти сайты не учитывают человеческий фактор в игре, и что отбивающий с ЭРА 0,330 может нанести удар , когда базы загружены, или квотербек с рейтингом пасовых 100+ может бросить мяч. перехват в решающий момент. Tzefi.com может похвастаться точностью прогнозирования игр НФЛ на уровне 64,5%.
Прогнозирование в неэкономических социальных науках отличается от естественных наук и включает в себя множество альтернативных методов, таких как прогнозирование тенденций, прогнозирование, построение сценариев и опросы Дельфи. Нефтяная компания Shell особенно известна своей деятельностью по разработке сценариев. [ нужна цитата ]
Одна из причин особенности социальных прогнозов заключается в том, что в социальных науках «предсказатели являются частью социального контекста, относительно которого они пытаются сделать прогноз, и могут влиять на этот контекст в процессе». [25] Как следствие, социальные прогнозы могут стать саморазрушающимися. Например, прогноз о том, что большой процент населения станет ВИЧ-инфицированным, основанный на существующих тенденциях, может привести к тому, что больше людей будут избегать рискованного поведения и, таким образом, снизить уровень ВИЧ-инфекции, делая прогноз недействительным (который мог бы оставаться верным, если бы он не был общеизвестный). Или прогноз о том, что кибербезопасность станет серьезной проблемой, может заставить организации принять дополнительные меры безопасности, тем самым ограничивая проблему. [25]
В политике принято пытаться предсказать исход выборов с помощью методов политического прогнозирования (или оценить популярность политиков ) с помощью опросов общественного мнения . Игры с предсказаниями использовались многими корпорациями и правительствами, чтобы узнать о наиболее вероятном исходе будущих событий.
С древности до наших дней предсказания часто делались с использованием паранормальных или сверхъестественных средств, таких как пророчества или наблюдения за предзнаменованиями . Такие методы , как гадание на воде , астрология , нумерология , гадание , толкование снов и многие другие формы гадания , использовались на протяжении тысячелетий для попыток предсказать будущее. Эти средства предсказания не были доказаны научными экспериментами.
В литературе видение и пророчество — это литературные средства, используемые для представления возможного графика будущих событий. Их можно отличить по видению, относящемуся к тому, что человек видит. Таким образом, книга Откровения в Новом Завете использует видение как литературный прием в этом отношении. Это также пророчество или пророческая литература, когда о ней рассказывает человек в проповеди или на другом публичном форуме.
Гадание — это попытка получить представление о вопросе или ситуации посредством оккультного стандартизированного процесса или ритуала. [26] Это неотъемлемая часть колдовства, которая использовалась в различных формах на протяжении тысячелетий. Прорицатели выясняют свои интерпретации того, как кверент должен действовать, читая знаки, события или предзнаменования или посредством предполагаемого контакта со сверхъестественным фактором, чаще всего описываемым как ангел или бог, хотя христиане и евреи считают его падшим ангелом или демоном. [27]
Художественная литература (особенно фэнтези, прогнозирование и научная фантастика) часто содержит примеры предсказаний, достигаемых нетрадиционными способами.
В фэнтезийной литературе предсказания часто получаются с помощью магии или пророчеств , иногда отсылая к старым традициям. Например, во « Властелине колец » Дж.Р.Р. Толкина многие персонажи осознают события, простирающиеся в будущее, иногда как пророчества, иногда как более или менее смутные «чувства». Кроме того, персонаж Галадриэль использует водное «зеркало», чтобы показывать изображения, иногда возможных будущих событий.
В некоторых рассказах Филипа К. Дика люди-мутанты, называемые предсказателями , могут предвидеть будущее (от дней до лет). В истории под названием «Золотой человек» исключительный мутант может предсказывать будущее в неопределенном диапазоне (предположительно вплоть до своей смерти) и, таким образом, становится совершенно нечеловеческим, животным, которое автоматически следует предсказанным путям. Предсказатели также играют важную роль в другом рассказе Дика, «Отчет меньшинства» , по которому Стивен Спилберг в 2002 году экранизировал .
В серии «Основание » Айзека Азимова математик обнаруживает, что исторические события (с точностью до некоторых деталей) можно теоретически смоделировать с помощью уравнений, а затем тратит годы, пытаясь применить теорию на практике. Новая наука психоистория , основанная на его успехах, может моделировать историю и экстраполировать настоящее в будущее.
В сиквелах «Дюны » 1965 года, снятых Фрэнком Гербертом , его персонажи сталкиваются с последствиями возможности видеть возможные варианты будущего и выбирать среди них. Герберт видит в этом ловушку застоя, и его персонажи выбирают из ловушки так называемым « Золотым путем ».
В книге Урсулы К. Ле Гуин « Левая рука тьмы» гуманоидные жители планеты Гетен овладели искусством пророчества и регулярно по запросу предоставляют данные о прошлых, настоящих или будущих событиях. В этой истории это был второстепенный сюжетный ход.
Для древних предсказание, пророчество и поэзия часто переплетались. [28] Пророчества давались в стихах, а поэт на латыни звучит как «Vates» или пророк. [28] И поэты, и пророки утверждали, что их вдохновляют внешние силы. В современных культурах богословское откровение и поэзия обычно рассматриваются как разные, а часто даже противоположные друг другу. Тем не менее, эти два понятия до сих пор часто понимаются вместе как симбиотические по своему происхождению, целям и задачам. [29]
