Ekstrapolacja – czym jest, do czego służy?

Dzisiaj napiszę o ekstrapolacjach. Choć słowo to dla wielu brzmi zapewne obco i liczne osoby mogą go nie kojarzyć, to w rzeczywistości na co dzień posługujemy się ekstrapolacjami, stosujemy je, powtarzamy po innych lub wymyślamy własne. Niektóre z nich są uzasadnione, inne są bezzasadne, a istnieją na pewno i takie, co do których można mieć wątpliwości i będą dyskusyjne. Czym więc jest ekstrapolacja? Kiedy używamy jej właściwie a kiedy nieprawidłowo?

Ekstrapolacja

Ekstrapolacja – co to takiego?

Ekstrapolacja to przekładanie wniosków wynikających z obserwacji jakiegoś zjawiska czy sytuacji, zwykle takimi, które poznaliśmy, czy z którymi mieliśmy styczność, na coś, co nie jest nam bliskie i dobrze uwidocznione, ale zakładamy, że jest podobne i uznajemy, że możemy na tej podstawie przyrównywać to analogicznie. Ekstrapolacja może mieć inne trochę znaczenie w życiu codziennym i w nauce, co wyjaśnię dalej. Najprościej zatem mówiąc, ekstrapolowanie to twierdzenie, że coś jest takie, a nie inne, dlatego że inne podobne coś takie jest. Pies, którego znam, lubi biegać za rzuconym mu kijem i spotykając innego czworonoga zakładam, że jego także to kręci, bo również jest psem.


Przejdę do konkretniejszych przykładów. Bardzo często spotkać się można z zakładaniem, że skoro ktoś danej płci zachował się tak czy inaczej – na przykład nie dochował wierności, zostawił, oszukał, okłamał – to większość przedstawicieli tejże płci jest właśnie taka: fałszywa, nielojalna, nie dotrzymująca słowa. A co z blondynkami? Czy gdy poznamy pięć pod rząd i każda okaże się niezbyt błyskotliwa, to możemy założyć, że wszystkie blondynki takie są, ekstrapolując nasze obserwacje na ogół jasnowłosych kobiet? Jak się ma sprawa ze zjawiskami? Jeśli pobrudzimy się płynnym czerwonym barwnikiem i okaże się być łatwym do zmycia, to czy poprawnie jest sądzić, że wszystko co czerwone i w płynie da się bez problemu wywabić z materiału?

Idźmy dalej, do przykładów bardziej naukowych. Wyobraźmy sobie, że przeprowadziłem eksperyment, w którym poprosiłem grupę młodych mężczyzn o wykonanie jakiegoś zadania. Rozwiązanie go miało kilka ścieżek i większość wybrała jedną, tę samą. Czy mogę założyć zatem, że ogólnie mężczyźni w tej sytuacji będą postępowali w taki sposób? I czy poprawnie jest ekstrapolować ten wynik i wniosek na kobiety albo mężczyzn w wyraźnie innym wieku od tych badanych, lub wychowanych w innej kulturze? Co decyduje o tym, czy możemy uznać, że skoro testowana przez nas gromadka wybrała tak, to inni przedstawiciele tego samego gatunku, ale innej płci czy wieku zdecydują podobnie?


Myślę, że widać już różnicę pomiędzy ekstrapolacją życia codziennego (przykład z doświadczeniem z osobami danej płci lub z blondynkami) a ekstrapolacją w nauce (ścisłe pojęcie ma jeszcze ekstrapolacja w matematyce, której wyliczenie pozwala prognozować określoną wartość). Ta pierwsza niejednokrotnie, ale nie zawsze, ma wątpliwe czy ludowe podstawy, naukowa zaś musi mieć konkretne przesłanki. Przez ekstrapolacje społeczne powstają stereotypy: fałszywe, półprawdziwe czy prawdziwe (jeśli odjąć z definicji stereotypu słowo „nadmierne” od „uogólnienie”).

Myślenie stereotypowe w skali ewolucyjnej niejednokrotnie ratowało zdrowie i życie, a tym samym było premiowane i się utrwaliło. Osoba, która nie była nad wyraz ostrożna, nawet jeśli czasem niepotrzebnie, prawdopodobnie miała większą szansę paść ofiarą zatrucia się jakąś rośliną albo zostać upolowaną przez drapieżne zwierzę. Dzisiaj też stereotypy są nam potrzebne, bez nich nie bylibyśmy w stanie społecznie funkcjonować (zauważcie, że osoby które chcą walczyć z wszelkimi stereotypami, w rzeczywistości krytykują te, które im się nie podobają, ale same promują inne, bliskie im stereotypy – jest to zachowanie typowe i w pewnym sensie naturalne). Niestety rozpowszechnionych jest wiele szkodliwych stereotypów, naciąganych półprawd albo oderwanych od rzeczywistości mitów (jeden z często ostatnio wywlekanych w mediach to bzdurny pogląd, wg którego geje z natury swej mają coś wspólnego z pedofilią).


Ponieważ konkretne stereotypy są przekazywane kulturowo-społecznie, to znamy wiele takich, które powstały setki a nawet tysiące lat temu, w zupełnie innym systemie społecznym i dawno są już nieaktualne. Ich pielęgnowanie jest moim zdaniem jednym z powodów, przez które kiedyś wielkie, powszechnie uznawane religie czy ideologie lub idee, dzisiaj zaliczają poważne dołki – promują coś, co od dawna nie ma sensu. Na przykład tysiące lat temu, kiedy ludzi było znacznie mniej, nieograniczone korzystanie z zasobów przyrody – z perspektywy ówczesnych – nie było niczym groźnym, bo mieli „nieskończenie wiele” niemal wszystkiego. Dzisiaj tak nie jest, czemu naprzeciw chce wyjść np. Kościół, rozważając „grzech ekologiczny”, co kontrastuje z tradycyjnym podejściem, by czynić sobie wszystko poddanym i na ludzki użytek.

Uzasadniona i nieuzasadniona ekstrapolacja

Ekstrapolacje stosuje się przy ocenianiu sondaży badających na jakiś temat opinię ludzi mieszkających w danym mieście czy kraju. Najczęstsze przykłady to oceny tego, na kogo chcieliby zagłosować w wyborach, czy popierają wejście do strefy euro, czy są za jakimś referendum czy przeciwko, czy są zadowoleni z bycia w UE, czy chcą zwalczania problemu smogu, czy popierają jakiegoś polityka na stanowisku premiera lub prezydenta, jak oceniają jakąś głośną aferę itd. Instytuty zajmujące się przeprowadzaniem takich badań starają się zebrać wyniki od grupy reprezentatywnej dla ogółu narodu polskiego pod względem płci, wieku, miejsca zamieszkania (wielkości miejscowości i położenia geograficznego), wykształcenia, zarobków. Wybierają więc zwykle około tysiąca osób, które proporcjonalnie odzwierciedlać będą Polaków pod kątem powyższych czy innych cech. Następnie otrzymany wynik ekstrapoluje się na ogół społeczeństwa. Stąd szacujemy, że Polacy w wyborach zagłosowaliby tak czy inaczej, na podstawie poznania zdania około tysiąca osób. Zależnie od metody badania i wyboru badanych taka ekstrapolacja może być mniej lub bardziej uzasadniona. Niektóre sondażownie bardzo dobrze predyktują wyniki wyborów, inne dużo słabiej.


Typowy przykład nieuzasadnionej ekstrapolacji prowadzi do poznawczego błędu atrybucji, polegającego na zakładaniu, że gdy ktoś jest w kiepskiej sytuacji życiowej z pewnością sam sobie na to zasłużył i doprowadził do tego przez własną głupotę. Ekstrapolujemy wtedy szczątkowe informacje, jakie mamy, czasem pochodzące od pojedynczych i wcale niereprezentatywnych przypadków, na ogół ludzi biedniejszych czy potrzebujących lub którym dobrze się wiodło, ale się stoczyli. W efekcie nie trudno natknąć się na kogoś, kto nie znając czyjejś historii, ocenia tę osobę jako leniwą i samą sobie winną swojej aktualnej sytuacji. Zapomina się wtedy, że na nasze życie wpływ ma cały zestaw czynników, na które nie mieliśmy żadnego wpływu (np. miejsce i czas urodzenia, zamożność rodziny, w której się urodziliśmy, predyspozycje genetyczne), a które bywają decydujące, oraz takie, gdzie nasze działanie ma ograniczone możliwości.

Jednym z bardzo częstych błędów w interpretowaniu badań naukowych i ekstrapolowaniu ich wyników jest przekładanie tego, co wyszło naukowcom w testach in vitro – czyli w hodowlach komórkowych – na cały organizm, a więc in vivo. Ile razy, gdy słyszę, że coś „leczy raka” i w pierwszej kolejności pytam „Skąd to wiesz?”, okazuje się, że (pomijając anegdotki, zasłyszane historie itp.) źródłowe badanie przeprowadzono w następujący sposób. Do pożywki kultur komórek nowotworowych dodano jakiegoś specyfiku i wyszło, że komórki umierały albo przestawały proliferować, czyli się namnażać. Problem w tym, że gdy w odpowiednim stężeniu zadziałamy czymś na komórki bezpośrednio, to rzadko kiedy nie zareagują w sposób drastyczny. Całe mnóstwo związków chemicznych, które w warunkach in vitro działały „antynowotworowo”, w badaniach na zwierzętach czy na ludziach nie miały już takich właściwości. Dlatego tego rodzaju eksperymenty mają małą moc dowodową, a w szukaniu nowych leków są jednym z wstępnych etapów: nie można wyników z in vitro ekstrapolować bezpośrednio na warunki in vivo.

Przeczytaj także: Jak powstają nowe leki?

Kolejnym, bardzo często powtarzanym przykładem nieuzasadnionej ekstrapolacji jest katastrofa w Czarnobylu (a potem w Fukushimie) i wróżenie, że skoro raz lub dwa, albo i trzy razy się coś takiego zdarzyło, to wszelkie elektrownie jądrowe są niebezpieczne, a więc ekstrapolacja dwóch sytuacji na setki innych obiektów istniejących i mających powstać, do tego na podstawie medialnych, nieraz nieprawdziwych przesłanek. Liczba ofiar katastrofy czarnobylskiej jest często wyolbrzymiana, ale jeszcze lepszym przykładem – bo bliższym i rzetelniej sprawdzonym – jest katastrofa w Fukushimie, w której przez elektrownię i jej promieniowanie nie zginął nikt, ale przez panikę i ucieczkę spowodowaną strachem przed powyższymi zmarło ponad tysiąc osób. Do oceny potrzebne jest porównanie wykorzystywanych w poszczególnych przypadkach technologii, zabezpieczeń itp.

Jeszcze jedna wątpliwa ekstrapolacja – ale nie w pełni bezzasadna – dotyczy sztucznej inteligencji, automatyzacji i algorytmizacji pracy oraz utraty miejsc pracy. Niewątpliwie jest, że sztuczna inteligencja zacznie wypierać pracowników biurowych i umysłowych. Optymiści twierdzą, że znajdą się dla nich inne zawody, tak jak przy poprzednich rewolucjach świata pracy, pesymiści przewidują rewolucję sfrustrowanych i zdesperowanych bezrobotnych, a realiści widzą, że problem jest i trzeba znaleźć konkretne sposoby, które mu nie tyle zapobiegną – bo hamowanie rozwoju w tym kierunku byłoby raczej walką z wiatrakami, przynajmniej w wielu dziedzinach – co zaadoptują do nich społeczeństwo, system edukacji, prawo pracy, politykę socjalną i po prostu go unikną. Kto w tym przypadku popełnia nieprawidłową, nieuzasadnioną lub co najmniej dyskusyjną ekstrapolację? Niestety, optymiści. Zakładają, że skoro w XIX wieku automatyzacja i rozpowszechnienie stosowania paliw kopalnych nie spowodowały masowego bezrobocia, a wręcz przyczyniły się do powstawania nowych miejsc pracy, to przy rewolucji sztucznej inteligencji będzie tak samo, choć brak jest wystarczających przesłanek dla przekładania efektów tych dwóch wcześniejszych procesów na ten, który właśnie się zaczyna.


Jeszcze jeden zastanawiający przykład pochodzi z polityki polskiej ostatnich lat. Na pewno wiecie, że pierwszy rząd Prawa i Sprawiedliwości szybko się rozpadł, a w wyniku przyspieszonych wyborów partia ta przegrała. Kiedy PiSowi udało się stworzyć drugi rząd w roku 2015, nieustannie spotykałem się ze stwierdzeniami, że na pewno znowu się pokłócą, nie uchwalą budżetu, rozpadną się i znów historia się powtórzy. Wielu liberalnych komentatorów i publicystów było tego niemal pewnych, bo skoro tak się stało w roku 2007, to tak stać się musi również niedługo. Nic takiego nie nastąpiło, a Prawo i Sprawiedliwość wygrało kolejne wybory. Taka ekstrapolacja była nieuzasadniona i miała wątpliwe podstawy, a jednak powtarzały ją znane, wypowiadające się w mediach persony.

Ekstrapolować każdy może?

Podsumowując, ekstrapolacja jest przekładaniem wniosków z obserwacji jakichś sytuacji na inne, faktycznie lub pozornie podobne zdarzenia. By ryzyko pomyłki było jak najmniejsze, ekstrapolacja musi być dobrze przemyślana, opierać się na prawdziwych przesłankach, wynikających z oceny odpowiedniej sytuacji czy próby (np. liczby badanych, okoliczności i sposobu obserwacji itd.) W codziennym życiu ciągle coś ekstrapolujemy i jest nam to potrzebne do właściwego funkcjonowania, choć niejednokrotnie jakość naszych ekstrapolacji można poprawić. Trzeba jednak odróżniać codzienne „życiowe” ekstrapolacje od naukowych, mogących mieć nie raz bardzo daleko idące konsekwencje, na przykład w ocenach toksyczności poszczególnych związków chemicznych na podstawie badań na zwierzętach. Każdy może zatem ekstrapolować, a nawet każdy powinien, ale niestety nie każdy wyciąga wnioski z ekstrapolacji, które okazały się nietrafione, by mieć coś z tego na przyszłość.


Prowadzenie bloga naukowego wymaga ponoszenia kosztów. Merytoryczne przygotowanie do napisania artykułu to często godziny czytania podręczników i publikacji. Zdecydowałem się więc stworzyć profil na Patronite, gdzie w prosty sposób można ustawić comiesięczne wpłaty na rozwój bloga. Dzięki temu może on funkcjonować i będzie lepiej się rozwijać. Pięć lub dziesięć złotych miesięcznie nie jest dla jednej osoby dużą kwotą, ale przy wsparciu wielu staje się realnym, finansowym patronatem bloga, dzięki któremu mogę poświęcać więcej czasu na pisanie artykułów.

Łukasz Sakowski. Czytaj więcej
    Skomentuj na blogu
    Skomentuj na facebooku

4 komentarze :

  1. Przykład dobrej ekstrapolacji: zwolennicy ziębiarskich metod "leczenia".

    Pseudolekarze i zwolennicy pseudonauki często obierają jajka od tej grubszej strony, więc można wywnioskować, że ogólnie osoby obierające jajka od tej grubszej strony mają tendencję do wrogości wobec nauki.

    OdpowiedzUsuń
  2. Mój ulubiony przykład ekstrapolacji w temacie "cudownego leku" z in vitro na in vivo:

    https://xkcd.com/1217/

    OdpowiedzUsuń
  3. Interesujące, co piszesz o Kościele i "grzechu ekologicznym".

    Pamiętam jak kiedyś, dawno temu w bodajże "Wiedzy i Życiu" przeczytałem o przypadku ekologów, którzy chcąc w pewnym regionie chronić zagrożony gatunek jakiejś żaby dogadali się z miejscowymi księżmi, aby ci z ambony potępiali tępienie przez okolicznych mieszkańców żab. Księża mieli argumentować ludziom, że są one pokarmem dla bocianów, które były postrzegane jako ważny symbol szczęścia (no i płodności) ;-)

    Osobiście wolę, aby wszelkie akcje wynikały ze zrozumienia danych problemów, ale gdyby ten "ekologiczny grzech" miał w czymkolwiek pomóc, to ja popieram ;-)

    OdpowiedzUsuń
  4. jaki to przykład ekstrapolacji - sprzałymen się od ogniska, zatem każde ognisko też parzy ?

    OdpowiedzUsuń