«Статистичний оракул»: аналіз даних в зоології та екології

Основа природничих наук, і біології у тому числі, — емпіричні (від давньогрецьк. ἐμπειρία — досвід) первинні дані, отримані у спостереженнях та експериментах. Емпіричне дослідження — це спосіб задавати природі питання, отримувати відповіді, а потім робити їх зрозумілими. Отримання даних слід спланувати, а потім представити їх у зручній у для аналізу та інтерпретації формі. На підставі аналізу емпіричних даних роблять обґрунтовані висновки, і на їх підставі перед дослідником відкриваються можливості теоретичних (від грецьк. θεωρία — розгляд) досліджень, вдосконалення наявних моделей дійсності.

Порівняймо сучасне емпіричне дослідження з одним з найдавніших способів отримання відповідей на складні питання. На старій гравюрі угорі — дельфійський оракул. Піфія (жриця) входила в екстатичний стан (можливо, з використанням токсичних газів). У зміненому стані свідомості вона щось бурмотіла чи вигукувала: генерувала «первинні дані». Ці дані записували у щось на кшталт лабораторного журналу, а далі ці записи інтерпретували (перш за все, з натхнення) профети, жерці. Це відбувалося в храмі, який Аполлон заснував там, де вбив Піфона — хтонічного змія, що був втіленням животворних та водночас жахливих сил Землі й природи в цілому.

Ніби-то, зараз все не так! Ми використовуємо процедури, що захищають нас від впливу нашої упередженості, обґрунтовуємо вибір наших методів. Ми оцінюємо статистичну значущість отриманих нами результатів дослідження — ймовірність того, що вони випадково виникли при формуванні вивченої вибірки, а не відбивають причинно-наслідкові зв'язки у природі. Але... І в давнину, і зараз наш аналіз не дозволяє вичерпно встановити всі причини того, що ми спостерігаємо. І тоді, і зараз первинні дані вимагають дбайливого, трепетного ставлення того, хто шукає відповіді на свої питання. Ті, хто з пієтетом зберігає первинні дані, з часом може зрозуміти за їх допомогою щось нове, адже такі дані — загадки, смисл яких відкривається для нас лише частково. Звичайно, статистичний оракул дозволяє отримувати набагато переконливіші відповіді, ніж дельфійський, але, як і раніше, повне розуміння загадкової природи лишається для нас недосяжним...

Цей підручник призначено для студентів IV курсу кафедри зоології та екології тварин Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Втім, він може бути корисним і для виконання навчально-дослідних робіт студентів II курсу на польовій практиці, при підготовці курсових і дипломних робіт, а також в інших ситуаціях. Поки що цей підручник є неповним і перебуває у стані розробки; його обсяг поступово збільшується, а корисність, як хочеться сподіватися, зростає. З 2020 року автори зупиняють розробку російськомовної версії та починають розвивати українську, де акцент зроблено на мові R. Автори (shabanov(at)karazin.ua, marinakravchenko2106(at)gmail.com) будуть вдячні за конструктивну критику даного тексту або виправлення помилок в ньому.

Д. Шабанов, М. Кравченко; кафедра зоології та екології тварин Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна

«Статистичний оракул»: аналіз даних в зоології та екології

1 Головні поняття біостатистики

2 Фундамент: канон збору первинних даних та приклад PelophylaxExamples

3 Інструмент: мова (середовище) R

4 Перше знайомство з використанням R

5. Робота з даними в R

6 Візуалізація даних штатними засобами R

7. Візуалізація даних з пакетом ggplot2

8. Описові статистики та розподіли (сторінка створюється)

9. Порівняння вибірок в R

10. Зв'язок між ознаками: кореляція, регресія, таблиці спряженості (сторінка створюється)

11. Дісперсійний аналіз (сторінка створюється)

13. Кластерний аналіз (сторінка створюється)

13. Головні компоненти (сторінка створюється)

14. Дискримінантний аналіз (сторінка створюється)