‏הצגת רשומות עם תוויות הסתברות. הצג את כל הרשומות
‏הצגת רשומות עם תוויות הסתברות. הצג את כל הרשומות

יום שישי, 26 באוגוסט 2011

צירופי מקרים

לא מזמן סיפרתי לילדים שלי על חבר ילדות ועל כמה הרפתקאות שהיו לי איתו יחד. כמה ימים אחר כך קיבלתי מייל מאותו חבר אחרי שלא ראיתי אותו בערך 25 שנה. אני עוד לא יודע איך הוא מצא אותי, אבל אני חייב להודות שהתרגשתי, גם מהמייל וגם מצירוף המקרים.

באותו שבוע התעוררתי בוקר אחד לאחר שחלמתי חלום מוזר שבו הופיע עמית מעבודה קודמת שלי. בערב של אותו יום התקשר אלי האיש, אחרי שלא דיברנו כמה שנים, ובפיו בקשה מוזרה. מרוב תדהמה בקושי יכולתי לדבר. צריך להוסיף שהאיש מעולם לא התקשר אלי קודם לכן, ולמען האמת אנחנו בכלל לא היינו מיודדים.

אלו הם שני צירופי מקרים שנראו לי מדהימים אז ועדיין מדהימים אותי היום. אבל אם אני חושב לעומק אז אולי אין צורך להתלהב כל כך. אני הרי מספר לילדים שלי סיפורים בכל יום כמעט - בחלקם מופיעות דמויות היסטוריות, חלקם סיפורים דמיוניים וחלקם עוסקים במכרים שלי. לא מן הנמנע שמדי פעם ייווצר קשר מחודש עם אחד מאותם חברים ותיקים שלי, ולא מן הנמנע שלפחות פעם אחת זה יקרה זמן קצר אחרי שאני נזכר בו ומספר עליו. בואו נגיד שאם המלכה אליזבת הייתה מתקשרת אלי בדיוק כשסיפרתי לילדים על בית המלוכה האנגלי הייתי אמור להיות קצת יותר מופתע.

ומה לגבי החלום? בכל לילה אנו חולמים כמה חלומות. אני בדרך כלל זוכר באופן קלוש חלום אחד או שניים במשך אותו יום ואז שוכח. החלום ההוא נחרט בזכרוני רק מפני שבערב מושא החלום התקשר אלי. הגיוני שאירוע כזה יקרה פעם בכמה זמן, גם כשמדובר באדם שאני לא נמצא איתו בקשר.

אני אוהב לשמוע על צירופי מקרים וכשקורה לי צירוף מקרים מעניין אני זוכר אותו לזמן רב. אני חושב שרבים מאתנו נוטים לזכור את צירופי המקרים בגלל החן שבהם, ולא זוכרים את המקרים הרבים מאוד מאוד שבהם צירופי מקרים לא התרחשו.

קשה למצוא דרך הסתברותית מדויקת שבעזרתה ניתן יהיה לקבוע מהו צירוף מקרים אמיתי שהסיכוי להתרחשותו הוא אכן אפסי. כבר היה מי שקבע, ספק בהומור, כי כל אדם צפוי לחוות נס פעם בחודש. הקביעה הזו קרויה חוק ליטלווד והיא מבוססת על החישוב הבא: נניח שההסתברות להתרחשותו של נס היא אחד למיליון; אם אדם ערני לסובב אותו במשך 10 שעות ביממה, אז בחודש יש לו כמיליון שניות של ערנות; לכן הגיוני שהוא יחווה נס בערך פעם בחודש. אני לא נכנס פה לחישובי הסתברות מדויקים משום שהחוק הזה לא נועד להיות מדויק, אבל הרעיון מובן: הגיוני שיקרו לנו כמה צירופי מקרים מדי שנה.

ולמרות כל זאת, אני נהנה להיזכר בשני צירופי המקרים שקרו לי באופן אישי לא מזמן, ולמי שמעוניין לקרוא על כמה צירופי מקרים היסטוריים מדהימים במיוחד אני ממליץ על הרשימה צירוף מקרים: תעלומה או עניין של הסתברות מתוך הבלוג רשימות מן התיבה הלבנה של יהודה בלו.

יום שבת, 20 ביוני 2009

האם ניתן לקבוע מראש את מין העובר?

סיפרתי לחבר שלפני שלושה חודשים נולדה לי בת אחרי שלושה בנים. "בהיריונות הראשונים לא הייתה לנו העדפה", אמרתי לו, "אבל בהיריון הזה קיווינו בסתר לבנו שזו תהיה בת". "למה לא השתמשתם בשיטות מדעיות", הוא ענה, "הרי יכולתם לקבוע את מין העובר כבר בתחילת הדרך!". התפלאתי, והוא הסביר לי בפרוטרוט על ההבדל בין תאי זרע מסוג X לתאי זרע מסוג Y. ידעתי שמין העובר נקבע לפי תא הזרע, וליתר דיוק לפי זהות כרומוזום המין של התא - כרומוזום X יוביל להתפתחות נקבה וכרומוזום Y להתפתחות זכר - אבל לא ידעתי שקיימים הבדלים בין תאי זרע משני הסוגים.

כשחזרתי הביתה בדקתי בספר ההיריון שלנו, "היריון מושלם" שמו. להפתעתי מצאתי בעמוד 29 חזרה מדויקת על דברי החבר. בכל זאת זה נראה לי מוזר. סיפרתי על כך לג'ודי - היא בדרך כלל לא טועה, בוודאי שלא בעניינים כאלו. אשתי צחקה במשך דקה שלמה, והלכה לענייניה. היא אפילו לא הייתה צריכה לומר לי מה היא חושבת על כך. מובן שהאמנתי לה, אבל ליתר ביטחון החלטתי לבדוק את הנושא לעומק, כלומר באינטרנט.

מצאתי מהר מאוד את התשובה. התאוריה הזו, שיטת שטלס (Shettles method), התפרסמה בתחילת שנות ה-70 בזכות ספר שכתבו שטלס ורורוויק (Rorvik): "כיצד לבחור את מין התינוק שלך" (How to Choose the Sex of Your Baby). אגב, אותו רורוויק טען בספר מאוחר יותר שהוא היה שותף לניסיון המוצלח הראשון לשבט אדם. טענה זו התבררה כמובן כשקר, אבל הספר זכה להצלחה. בחזרה לשיטת שטלס: שטלס ורורוויק טוענים שתאי זרע מסוג Y מהירים יותר מתאי זרע מסוג X, ובנוסף הם רגישים יותר לסביבה חומצית. לכן ,זוג שמעוניין בבן צריך לקיים יחסי מין בסמוך למועד הביוץ, בעוד שזוג המעוניין בבת צריך לקיים יחסי מין מספר ימים לפני מועד הביוץ. בספר של שטלס ורורוויק קיימות המלצות אינטימיות נוספות, אך זו ההמלצה העיקרית.

שיטת שטלס נבדקה בצורה מדוקדקת בשנת 1995 והממצא היה חד-משמעי: אין בה אמת. לא נמצא שום קשר בין מועד יחסי המין יחסית לביוץ ובין מין העובר. אני סבור שלא במקרה המיתוס מחזיק מעמד זמן כה רב. אומנם מדובר בנקודה חשובה בכל הנוגע לבניית משפחה, אבל בעצם די קשה לבדוק את השיטה בצורה מדויקת. הסיבה המרכזית היא שבמשפחה אחת אין מספיק ילדים על מנת לקבל מדגם סטטיסטי מייצג ולכן אנשים עלולים להסיק ממקרים בודדים שהשיטה נכונה (חוק המספרים הקטנים). מה עוד שקשה לדעת את המועד המדויק של הביוץ ללא בדיקת שתן יומית במעבדה. בדיקה מדוקדקת יכולה להיעשות רק על ידי חוקרים בקיאים בשיטות סטטיסטיות שנמצאים בקשר עם מספר גדול של מתנדבות אשר מוכנות למסור בדיקת שתן יומית במשך כמה חודשים.

הערת סיום: בהפריה חוץ-גופית הסיפור שונה לגמרי. שם ניתן לדעת את מין העובר בטרם הכנסתו לרחם. עוד על כך במאמר המעניין של שלומית עוזיאל-רז, "בן או בת בסופרמרקט הגנטי", שהתפרסם בגליליאו 112 (דצמבר 2007). בנוסף לכך, קיימת שיטה של מיון זרע שיכולה להגדיל את הסיכוי לקבוע את מין העובר בהפריה חוץ-גופית. היא מבוססת על צביעה של תאי הזרע בצבע פלואורסנטי שנצמד לדנ"א. כרומוזום X גדול מכרומוזום Y ולכן הוא יקלוט כמות גדולה יותר של צבע. הנוזל עובר דרך ציטומטר זרימה (flow cytometer) בצורת טיפות זעירות שכל אחת מהן מכילה תא זרע בודד. שם הוא מואר באור על-סגול והטיפות נטענות במטען חשמלי בהתאם לצבע. אחר כך הן ממוינות בעזרת שדה חשמלי. השיטה מיושמת כיום בגידול חיות משק, ועבור פרות ההצלחה בקביעת המין מגיעה ל-90%.

הגרסה המלאה של המאמר מ-1995:

יום ראשון, 15 בפברואר 2009

התנגשות הלוויינים ואסון הצ'לנג'ר

משפט אחד הקשור להתנגשות הלוויינים שאירעה בשבוע שעבר מעצבן אותי במיוחד: "הסיכוי שהתנגשות כזו תתרחש היה אחד למיליון או אפילו אחד למיליארד" (למשל ב-Times online). אז קודם כל המשפט עצמו לא מובן: האם זה הסיכוי שהתנגשות כזו תתרחש אי פעם, או שזה הסיכוי להתנגשות אחת בשנה, או שמא אחד ממיליון לוויינים צפוי לעבור התנגשות.
שנית, האם המשפט נאמר לפני ההתנגשות? ועל סמך מה? חישוב של הסתברות תמיד צריך להתבצע מראש ולהסתמך על מודל מסוים. אין שום משמעות לזריקת מספרים לאוויר, במיוחד אם הם נעשים לאחר האסון. לא ניתן לחשב הסתברות שמשהו יקרה אחרי שהוא כבר קרה. אפשר לומר שבהסתמך על מודל X אירוע מסוים יקרה פעם ב-Y שנים, אבל הרי המקרה כבר קרה וניתן לחקור אותו ולבנות מודל חדש שבוודאי מדויק יותר מהמודל הישן. לכן, להסתברות הישנה אין כיום שום משמעות. אבל חשוב מכך, אם מישהו אמר את המשפט לפני ההתנגשות, אז או שהוא מהנדס/מנהל גרוע שההערכות שלו שוות כקליפת השום, או שחמור יותר - הוא מטעה ביודעין.

אני משוכנע שאפילו הערכה על כך שיש הסתברות נמוכה להתנגשות כזו אין לה על מה להסתמך, ואני אומר זאת לא רק על סמך מבחן התוצאה, אלא בגלל שהלוויינים לא שוגרו באופן אקראי לחלל - הם שוגרו למסלול מיוחד הקרוי מסלול קוטבי. המסלולים הקוטביים בגובה נמוך יחסית מאוכלסים למדי ולא רק בלווייני תקשורת, אלא גם בלווייני מיפוי, לווייני תצפית ולווייני מזג אוויר. לוויין שנע במסלול קוטבי עובר מעל נקודות רבות בכדור הארץ, ויש לכך יתרון מיוחד עבור לווייני מיפוי, למשל, שמעוניינים לבצע סריקה שיטתית כלל-עולמית בזמן קצר יחסית. הקטעים המסוכנים במסלולים קוטביים הם האזורים מעל שני הקטבים שלוויינים רבים עוברים בהם, ואם מספר לוויינים נמצאים בגובה קרוב, סטייה של אחד מהם עלולה להביא להתנגשות מעל אחד הקטבים בשלב מסוים של חייו. אם כך, ההסתברות להתנגשות של לוויינים קרובי-ארץ הנעים במסלול קוטבי איננה כה נמוכה.

העניין של ההסתברות מזכיר לי את ועדת החקירה של אסון הצ'לנג'ר. המעבורת התפרקה ב-28 בינואר 1986, 73 שניות לאחר השיגור. הטיסה הספציפית הזו זכתה לסיקור תקשורתי נרחב במיוחד משום שעל סיפון המעבורת הייתה אזרחית, מורה שהתכוונה להעביר שיעור מהחלל. בניגוד למצופה, ועדת החקירה עשתה המון בעיות לנאס"א, וזאת בגלל אחד החברים, הפיזיקאי הנודע ריצ'ארד פיינמן. מסקנות הוועדה לא היו קלות לנאס"א והטילו עליה את האחריות לאסון, אבל פיינמן לא הסתפק בכך ודרש להוסיף נספח אישי בו הוא מפרט את דעתו הביקורתית על נאס"א. פיינמן התרעם במיוחד על כך שראשי נאס"א טענו שההסתברות לאסון בטיסה בודדת היא 1 ל-100,000 בעוד שהמהנדסים נקבו במספר 1 ל-100. נכון להיום, ניתן לומר שהמהנדסים היו קרובים למה שקרה בפועל: 2 אסונות מתוך 131 טיסות. ההערכה של ההנהלה הייתה מופרכת לחלוטין, או כמו שפיינמן אמר:

It would appear that, for whatever purpose, be it for internal or external consumption, the management of NASA exaggerates the reliability of its product, to the point of fantasy
נראה שמסיבה כלשהי, בין אם היא נועדה למטרות פרסום פנימיות או חיצוניות, הנהלת נאס"א מגזימה בדיווח אודות אמינות המעבורת, עד כדי כך שההערכה מגיעה לכדי פנטזיה



עוד על אסון הצ'לנג'ר: ריצ'ארד פיינמן ואסון הצ'לנג'ר, על החשיבות של חקירת "כמעט תאונה"