Jak z dużej ilości danych wyodrębnić informacje kluczowe?
Czy to nie ciekawe?
Co to są informacje kluczowe?
Jesteśmy nieustannie bombardowani informacją. Bodźce fizyczne czy chemiczne otaczającej nas przyrody, które odbieramy zmysłami, niosą informacje. Rejestrujemy je, przynajmniej na krótki czas, niemal bez wyjątku. Podobnie jest z bodźcami cywilizacyjnymi (przekazy, nakazy, zakazy, sztuka, nauczanie, zagrożenia i wiele innych, analogicznych) – rejestrujemy je niemal wszystkie. Następnie odpowiednio je układamy, kojarzymy z wcześniej uzyskanymi i zapamiętanymi, porządkujemy. O ogromnej większości tych informacji zapominamy praktycznie po paru minutach. Ale jakąś niewielką część zapamiętujemy na czas znacznie dłuższy, niektóre niemal na zawsze. Jak sądzisz, czy to nie jest najprostsza definicja informacji kluczowych? Są to te, które dla nas są ważne.
Co to są informacje kluczowe w nauce?
Pomyśl o praludziach i ich obserwacjach nieba. Wymień, co można zauważyć na niebie dziennym (nie tylko Słońce i jego ruch, choć jego rolę można uznać za kluczową). Na niebie nocnym można zobaczyć Księżyc (nie każdej nocy i każdej nocy w nieco innym miejscu – to też mogą być kluczowe informacje). Widać także kilka tysięcy światełek. Na tym etapie kluczową ich cechą jest zróżnicowana jasność. Gdy nauczymy się rozpoznawać choćby kilka gwiazd, po ich jasnościach, to odkrywamy kolejną kluczową własność: wzajemne ułożenie gwiazd jest stałe w czasie.
1. W skali tysięcy lat stwierdzamy, że wzajemne ułożenie gwiazd zmienia się. Astronomowie obserwują tak zwane ruchy własne gwiazd w tempie nawet kilku sekund kątowych rocznie. W ciągu tysiąclecia gwiazda może się przesunąć o jeden stopień na niebie. Dzisiejszy wygląd gwiazdozbioru Oriona jest więc nieco inny, niż był za Mieszka I.
2. Czy wiesz, że w wielu różnych cywilizacjach, które nie miały najmniejszych szans na wymianę myśli naukowej, grupowanie gwiazd w gwiazdozbiory było bardzo zbliżone? Natomiast nazwy tych gwiazdozbiorów są oczywiście różne, specyficzne dla danej cywilizacji.
Zainteresuj się faktem, że w różnych cywilizacjach starożytności gwiazdozbiory zodiakalne miały bardzo zbliżone granice, zaś istotnie różne nazwy – wyszukaj informacje na ten temat.
Gdy znamy już gwiazdozbiory, to stwierdzamy, że niektóre „gwiazdy” (dziś wiemy, że to planety) wędrują pomiędzy gwiazdozbiorami. Takie odkrycie pokazuje kolejną kluczową cechę nieba; dodajmy jeszcze, że wędrówka planet wśród gwiazdozbiorów nieco przypomina analogiczną wędrówkę Słońca i Księżyca, ale jest bardziej skomplikowana.
Spróbujmy podsumować. W nauce kluczowe są te zjawiska, także ich cechy, które są przedmiotem naszych aktualnych badań.
Pojawia się tu konieczność rozróżnienia: czy są to badania (obserwacje, eksperymenty, pomiary) celowe, zaplanowane, czy są to badania, w których odkrywamy, często przypadkowo, zjawiska zupełnie nowe?
Jak to zrobił Galileusz?
Czy zaplanował on odkrycie księżyców Jowisza? Raczej nie. Można przypuszczać, że obserwował niebo za pomocą teleskopu, który zapewnia lepszą zdolność rozdzielczą niż oko. Wśród wielu światełek otaczających planetę zauważył cztery, które wędrowały wraz z nią, raz to znikając, raz to pojawiając się ponownie. To kluczowa informacja pozwalająca wyróżnić cztery gwiazdy medycejskie (tak je nazwał odkrywca) spośród innych gwiazd.
Jak to robili marynarze w bocianim gnieździe?
Tak samo, choć częściowo planowali swoje obserwacje. Przeglądali otoczenie okrętu w poszukiwaniu czegoś nietypowego (poza wodą, horyzontem i niebem). Zauważywszy coś takiego, zwiększali rozdzielczość obserwacji – brali (lepszą) lunetę, zwracali uwagę innych na to, co zauważyli.
Dzisiaj o otoczeniu okrętu informują różnorakie systemy nawigacyjne, w tym radary czy sonary. Wiele z nich ma możliwość przełączania pomiędzy trybami pracy: nazwijmy je poszukiwawczym (zauważenie obiektu) i rozpoznawczym (określenie cech tego obiektu). Ten drugi tryb cechuje większa rozdzielczość.
Dzisiaj, tak jak kiedyś, kluczową informacją dla kapitana o otoczeniu okrętu jest rozróżnienie pomiędzy stałym lądem, skałą, obcym okrętem, łodzią podwodną, chmurą burzową i wieloma innymi obiektami, mniej lub bardziej sprzyjającymi bezpiecznej żegludze.
Jak to robią (niektóre) nietoperze?
Tak samo; mało tego, bardzo przypomina to działanie celowe. Wiele nietoperzy stosuje co najmniej dwa tryby echolokacji. W jednym emitują krótkie impulsy o stosunkowo niskiej częstotliwości (nawet w zakresie słyszalnym dla człowieka) i analizują echo przed nadaniem kolejnego impulsu. To pozwala im na uzyskanie ogólnego obrazu otoczenia, w tym o stacjonarnych przeszkodach i o ewentualnej obecności obiektów poruszających się. Ta ostatnia informacja powoduje uruchomienie trybu ciągłej emisji dźwięków, o częstotliwości kilkakrotnie wyższej. Zapewnia to większą zdolność rozdzielczą – nietoperz potrafi określić rozmiar, a nawet szczegóły budowy tego, co się przemieszcza, sposób poruszania się i – w efekcie – informację kluczową: przydatność do spożycia.
Jak to robią fizycy?
Tak samo; szczególnie gdy planują i prowadzą celowe poszukiwania. Nie wierzysz? To czytaj dalej.
Dzięki lekturze tego tekstu:
Uzasadnisz, że badane efekty są często ukryte wśród wielkiej ilości informacji towarzyszących i przez to są trudne do zaobserwowania.
Opiszesz metody umożliwiające wyeliminowanie nieużytecznej informacji i wyodrębnienie interesującego efektu.
Przeanalizujesz konkretny przykład, gdzie skutecznie wyodrębniono kilka różnych interesujących efektów, stosując dla każdego inne kryteria wyodrębniania.
Ocenisz skuteczność wyodrębniania na podstawie efektów stosowanych procedur.