Кіріспе

Статистикада, популяцияны іріктеудегі қателік – бұл үлгінің мүшелерінің арасындағы іріктеу ықтималдығының әртүрлі болуы, яғни кейбір мүшелердің іріктелу мүмкіндігі басқаларына қарағанда төмен немесе жоғары болуы. Бұл популяцияның (немесе адам емес факторлардың) бұрмаланған үлгісіне алып келеді, онда барлық жеке тұлғалар немесе жағдайлар бірдей ықтималдықпен таңдалмайды. Егер бұл ескерілмесе, нәтижелерді зерттеліп жатқан құбылысқа дұрыс емес жатқызуға болады, оның орнына іріктеу әдісіне байланысты болуы мүмкін. Медициналық дереккөздерде іріктеудегі қателік кейде анықтау қателігі деп аталады. Анықтау қателігі негізінен бірдей анықтамаға ие, бірақ кейде ол қателіктің жеке түрі ретінде жіктеледі.

Таңдау тетігінен ажырату

Үлгілеу қатесі көбінесе іріктеу қатесінің бір түрі ретінде жіктеледі, кейде оны үлгіні іріктеу қатесі деп атайды, бірақ кейбіреулер оны жеке қателік түрі деп санайды. Үлгілеу қатесінің барлыққа бірдей қабылданбаған ерекшелігі – ол сынақтың сыртқы жарамдылығын (оның нәтижелерін бүкіл популяцияға тарату мүмкіндігін) төмендетеді, ал іріктеу қатесі негізінен қолдағы үлгідегі айырмашылықтар мен ұқсастықтардың ішкі жарамдылығын қарастырады. Осыған орай, үлгіні немесе когортаны жинау кезінде туындаған қателер үлгілеу қатесіне, ал одан кейінгі кез келген процестегі қателер іріктеу қатесіне алып келеді. Дегенмен, іріктеу және үлгілеу қатесі көбінесе синоним ретінде қолданылады.

Түрлері

Нақты белгілі бір аумақтан іріктеу. Мысалы, жасөспірімдердің есірткіге құмарлығын анықтау үшін жоғары сынып оқушыларының арасында жүргізілген сауалнама, үйде оқытылатын оқушыларды немесе оқудан қалғандарды қамтымағандықтан, бұрмаланған үлгі болады. Егер халықтың белгілі бір бөлігі басқаларына қарағанда аз немесе көп көрсетілсе, үлгі де бұрмаланған болып саналады. Мысалы, белгілі бір орыннан өтетін адамдарды таңдап сұрақ қою арқылы жүргізілетін "көшедегі адаммен сұхбаттасу", созылмалы аурулары бар адамдарға қарағанда үйден шығуға мүмкіндігі бар салауатты адамдардың көп болуына әкелуі мүмкін. Бұл бұрмаланған іріктеудің бір түрі болуы мүмкін, себебі халықтың белгілі бір бөлігі үлгіден толығымен шығарылады (яғни, олардың іріктелу мүмкіндігі нөлге тең). Өзіндік таңдау қателігі (сонымен қатар, жауап бермеу қателігін қараңыз), зерттелетін адамдар тобының қатысуға қатысты кез келген бақылау құқығы болған кезде мүмкін болады (қазіргі адамдарға қатысты зерттеу этикасының стандарттары көптеген нақты уақыт және кейбір ұзақ мерзімді зерттеулер үшін талап етеді). Қатысушылардың қатысу туралы шешімі зерттеуге әсер ететін қасиеттермен байланысты болуы мүмкін, бұл оларды өкілдік емес үлгіге айналдырады. Мысалы, нақты пікірлері немесе мол білімі бар адамдар сауалнамаға жауап беруге көбірек уақыт жұмсауы мүмкін. Тағы бір мысал – онлайн және телефон арқылы жүргізілетін сауалнамалар, олар өздігінен таңдалғандықтан бұрмаланған үлгілер болып табылады. Жауап беруге ынталы адамдар, әдетте, нақты пікірлері бар адамдар, көпшілікке танылады, ал бей-жай немесе бейқам адамдар жауап беруге аз бейім. Бұл көбінесе жауаптардың поляризациясына әкеледі, нәтижелерде экстремалды көзқарастарға артық салмақ беріледі. Осы себепті, мұндай сауалнамалар ғылыми емес деп есептеледі. Шеттеу қателігі белгілі бір топтарды үлгіден шығарудан туындайды, мысалы, зерттеу аумағына жақында көшіп келген адамдарды шығару (егер жаңа келгендер бастапқы халықты анықтау үшін қолданылатын тізімде болмаса). Зерттеуден кейін зерттеу аумағынан көшіп кеткен адамдарды шығару, іріктеу қателігіне жататын, зерттеуден бас тарту немесе жауап бермеумен тең. Денсаулығы жақсы адамдарға қатысты қателік, зерттеу тобының денсаулығы жалпы халыққа қарағанда жақсырақ болғанда. Мысалы, денсаулығы нашар адам физикалық еңбекке қабілетсіз болуы мүмкін, сондықтан егер физикалық еңбекшілер арасында зерттеу жүргізілсе, жалпы халықтың денсаулығы жоғары бағалануы мүмкін. Берксон қателігі, зерттеу тобы ауруханадан іріктелгенде және жалпы халыққа қарағанда денсаулығы нашаррақ болғанда. Бұл аурулар арасындағы жалған теріс корреляцияға әкелуі мүмкін: ауруханадағы қант диабеті жоқ науқастың басқа ауруы болуы мүмкін, мысалы, холецистит, себебі олар ауруханаға түсуіне себеп болған жағдай болған. Артық сәйкестік, шынайы себеп емес, оның салдарынан туындаған шатастырушы факторға сәйкестік. Бақылау тобы жалпы халыққа қарағанда, жағдайларға экспозиция бойынша көбірек ұқсас болады. Тірі қалғандарға қатысты қателік, тек "тірі қалған" субъектілер таңдалғанда, көзден тыс қалғандар ескерілмейді. Мысалы, қазіргі компаниялардың тізімін бизнес-климат немесе экономиканың көрсеткіші ретінде пайдалану, сәтсіздікке ұшыраған және енді жоқ компанияларды ескермейді. Малмквист қателігі, байқау астрономиясындағы әсер, ол өздігінен жарық беретін объектілерді анықтауға басымдық береді. Назар аудару қателігі, белгілі бір сыныптың немесе типтің барлық мүшелері немесе жағдайлары БАҚ-та ең көп назар аударатын немесе қамтылатын сияқты деп сынсыз түрде болжау.

Симптомға негізделген сынама алу

Медициналық жағдайларды зерттеу әңгімелер мен бақылаулардан басталады. Өздерінің мәні бойынша, мұндай хабарламалар диагностика мен емдеу үшін жолданған жағдайларды ғана қамтиды. Мектепте қиындық көріп, оқуда кемістігі бар бала дислексия диагнозын алғанға қарағанда, күрескенмен де нәтижесін көрсеткен балаға диагноз қойылуы сирек. Бір жағдай бойынша тексерілген балаға басқа да жағдайлар бойынша тестілеу жүргізіліп, диагноз қойылуы мүмкін, бұл бірмезгілік статистикасын бұрмалайды. Белгілі бір диагноздар мінез-құлық проблемаларымен немесе интеллектуалдық қабілетінің төмендеуімен байланысты болғандықтан, ата-аналар балаларына осы диагноздардың жабысуын болдырмауға тырысады, бұл одан әрі қателіктерге әкеледі. Тұтас халықтан мұқият іріктелген зерттеулер көптеген жағдайлардың бұрынғыдан гөрі әлдеқайда жиі кездесетінін және көбінесе әлдеқайда жеңіл болатынын көрсетуде.

Түпнұсқалық зерттеулерде кесілген іріктеу

Генетиктер адам популяциясынан деректер алу мүмкіндігімен шектеледі. Мысалы, адамның бір белгісін қарастырайық. Бізге бұл белгінің қарапайым мендельдік белгі ретінде мұраға берілетінін анықтау қызық. Мендельдік мұрагерлік заңдарына сәйкес, егер отбасыдағы ата-аналарда бұл белгі болмаса, бірақ оның аллелін алып жүрсе, олар тасымалдаушылар болады (мысалы, экспрессияланбайтын гетерозигота). Бұл жағдайда олардың әр баласының бұл белгіні көрсету мүмкіндігі 25% құрайды. Проблема мынада, егер балаларында бұл белгі байқалмаса, қай отбасында екі ата-анасы да тасымалдаушы (гетерозигота) екенін білу қиын. Сипаттама Саттонның оқулығына сәйкес келеді. Суретте екі баласы бар барлық мүмкін отбасылардың тұқымдық ағаштары көрсетілген, ата-аналары тасымалдаушы (Aa) болғанда. Толық емес іріктеу. Идеалды жағдайда біз генді алып жүрген барлық отбасыларды, соның ішінде жай ғана тасымалдаушыларды да анықтай аламыз. Бұл жағдайда талдау іріктеу қателігінен босатылады және тұқымдық ағаштар «толық емес іріктеу» принципіне бағынады. Іс жүзінде көптеген зерттеулер тек ауруға шалдыққан жекелері бар отбасыларды анықтап, зерттеуге қосады. Іріктеуді қысқарту. Егер ауруға шалдыққан адамдардың зерттеуге қатысу мүмкіндігі тең болса, бұл іріктеуді қысқарту деп аталады, бұл генді тасымалдаушы отбасыларды кездейсоқ жоюды (қысқартуды) білдіреді. Іріктеу жеке деңгейде жүргізілгендіктен, екі немесе одан көп ауруға шалдыққан баласы бар отбасылардың зерттеуге іріктелу ықтималдығы жоғары болады. Толық қысқарту іріктеуі – бұл әрбір ауру баласы бар отбасының зерттеуге іріктелу мүмкіндігі бірдей болатын ерекше жағдай. Суретте әр отбасының іріктелу ықтималдығы көрсетілген, сондай-ақ ауру балалардың үлгі жиілігі де берілген. Бұл қарапайым жағдайда зерттеуші қолданылған қысқарту іріктеуі түріне байланысты белгінің 4/7 немесе 5/8 жиілігін іздейді.

Үңгір адамы эффектісі

Таңдау қателігінің мысалы "үңгір адамы әсері" деп аталады. Тарихқа дейінгі адамдар туралы біліміміздің көп бөлігі үңгірлерден алынған, мысалы, шамамен 40 000 жыл бұрын жасалған үңгір суреттерінен. Егер сол замандағы суреттер ағаштарда, жануар терілерінде немесе төбелерде болған болса, олар ұзақ бұрын жойылып кеткен болар еді. Сол сияқты, от орындарының іздері, қоқыс жиналатын орындар, жерлеу орындары сияқты нәрселер заманауи дәуірге дейін үңгірлерде жақсы сақталып қалды. Тарихқа дейінгі адамдар үңгірлермен байланысты, себебі деректер осы жерде ғана сақталған, олардың көпшілігі өмірінің көп бөлігін үңгірлерде өткізгендіктен емес.

Сынама алуда орын алған проблемалар

Үлгілеудің қателігі мәселелі, себебі үлгіде есептелген статистика жүйелі түрде дұрыс емес болуы мүмкін. Үлгілеудің қателігі популяциядағы сәйкес параметрдің жүйелі түрде артық немесе кем бағалануына алып келуі мүмкін. Үлгілеудің қателігі практикада кездеседі, өйткені үлгі алудың толық кездейсоқтығын қамтамасыз ету іс жүзінде мүмкін емес. Егер қателік деңгейі төмен болса, онда үлгі кездейсоқ үлгіге жуық деп есептелуі мүмкін. Сондай-ақ, егер үлгі өлшенетін көрсеткіш бойынша айтарлықтай ерекшеленбесе, онда қате үлгі де ақылға қонымды бағалау болып табылуы мүмкін. "Қателік" сөзінің теріс мағынасы бар. Шындығында, қателік кейде қасақана жаңылыстыру немесе басқа да ғылыми әрекеттерден туындайды. Статистикалық тұрғыдан алғанда, қателік – бұл математикалық қасиет, ол қасақана болсын, әдейі болсын немесе байқау құралдарының жетілмеуіне байланысты болсын. Кейбір адамдар қасақана қате үлгіні қолданып, жаңылыстыратын нәтижелер алуы мүмкін, бірақ көбінесе қате үлгі – шынайы өкілді үлгі алудың қиындығын немесе өлшеу немесе талдау процесіндегі қателікті түсінбеудің көрінісі. Қателікті түсінбеудің мысалы – биологиядағы айырмашылықты өлшеу үшін қатынасты (әсіресе, өсімнің қарқыны) жиі қолдану. Екі кішкентай санның берілген айырмашылығымен үлкен қатынасқа қол жеткізу оңай, ал екі үлкен санның үлкен айырмашылығымен үлкен қатынасқа қол жеткізу қиынырақ болғандықтан, салыстырмалы түрде үлкен сандық өлшемдерді салыстырғанда маңызды айырмашылықтар жіберіліп қалуы мүмкін. Кейбіреулер мұны "шекаралық қателік" деп атайды, өйткені қатынасты (бөлуді) айырмашылыққа (азайтуға) орнына қолдану талдау нәтижелерін ғылымнан псевдоғылымға көшіреді (Шекаралық мәселе қараңыз). Кейбір үлгілер қате статистикалық жобаны қолданады, бірақ бұл параметрлерді бағалауға мүмкіндік береді. Мысалы, АҚШ Ұлттық денсаулық сақтау статистикасы орталығы, осы топтардағы бағалаулар үшін жеткілікті дәлдік алу үшін көптеген ұлттық сауалнамаларында аз ұлт өкілдерінен үлгіні әдейілеп арттырады. Бұл сауалнамалар барлық этникалық топтар бойынша дұрыс бағалаулар жасау үшін үлгі салмақтарын қолдануды қажет етеді (кейінірек қараңыз). Егер белгілі бір шарттар орындалса (атап айтқанда, салмақтар дұрыс есептелген және қолданылған), онда бұл үлгілер популяция параметрлерін дәл бағалауға мүмкіндік береді.

Тарихи мысалдар

Алдын ала іріктеме мен оның бұрмалаушылық нәтижелерінің классикалық мысалы 1936 жылы болды. Саясатты зерттеудің алғашқы күндері «Американдық әдеби шолу» журналы екі миллионнан астам пошталық сауалнама жинап, АҚШ президенттік сайлауында республикашыл кандидат Альф Лэндонның қазіргі президент Франклин Рузвельтті үлкен айырмамен жеңетінін болжады. Бірақ болжам расталмады. «Американдық әдеби шолу» сауалнамасы журнал оқырмандарынан алынған үлгіге, сондай-ақ тіркелген автомобиль иелері мен телефон пайдаланушыларының тізімдеріне негізделген. Бұл үлгіде бай адамдардың үлесі басым болды, олардың көпшілігі республикалық кандидатқа дауыс беруге бейім болды. Ал Джордж Гэллаптың ұйымы таңдаған 50 мың азамат арасында жүргізілген сауалнама нәтижесі сәтті болжам жасады, бұл Гэллап сауалнамасының танымалдылығына әкелді. Тағы бір классикалық мысал 1948 жылғы президенттік сайлауда орын алды. Сайлау түні «Чикаго трибьюны» газеті «Дьюи Трюманды жеңді» деген тақырыпты жариялады, бірақ ол қате болып шықты. Таңертең ел президенті болып сайланған Гарри С. Трумэн осы тақырыпты жариялаған газеттің бетін ұстаған күйде суретке түсті. «Трибьюн» газеті қателік жасады, себебі редактор телефон арқылы жүргізілген сауалнаманың нәтижесіне сенді. Сауалнамалық зерттеулер сол кезде жаңа басталған еді, ал көптеген ғалымдар телефон пайдаланушыларының үлгісі жалпы халықтың өкілі емес екенін түсінбеді. Телефондар әлі кеңінен таралмаған, ал оларды иеленушілер көбінесе жақсы жағдайдағы және тұрақты мекенжайы бар адамдар болды. (Көптеген қалалардағы Bell System телефондық анықтамасы әлеуметтік тізілімдегідей бірдей есімдерді қамтыды). Сонымен қатар, «Трибун» газетінің басты мақаласы негізінде жасалған Gallup сауалнамасы басылымға шыққан кезде екі аптадан астам бұрын жүргізілген болатын. Ауа сапасы туралы деректерде ластағыштар (көміртек монооксиді, азот монооксиді, азот диоксиді немесе озон сияқты) көбінесе жоғары корреляцияны көрсетеді, себебі олар бір химиялық процестен немесе процестерден туындайды. Бұл корреляциялар кеңістікке (яғни, орналасқан жерге) және уақытқа (яғни, кезеңге) байланысты. Сондықтан ластағыштардың таралуы әрбір орналасқан жер мен кезең үшін міндетті түрде репрезентативті емес. Егер төмен құнмен өлшеу құралы далалық деректермен көп өлшемді түрде, нақтырақ айтқанда, эталондық құралдың жанында орналасу арқылы калибрленсе, әр түрлі қосылыстар арасындағы қатынастар калибрлеу моделіне енгізіледі. Өлшеу құралын басқа жерге орналастыру қате нәтижелерге әкелуі мүмкін. XXI ғасырдың мысалы – COVID-19 пандемиясы, онда COVID-19 тестілеуіндегі іріктемелердің бұрмалануы елдер арасындағы өлім-жітім көрсеткіштері мен жағдайлардың жас бойынша таралуындағы үлкен айырмашылықтарға себеп болғаны көрсетілді.

Статистикалық түзетулер бейтараптандырылған үлгі үшін

Егер халықтың толық сегменттері үлгіден мүлдем шығарылып тасталса, онда бүкіл халықты көрсететін нәтижелерді алуға ешқандай түзету көмектеспейді. Бірақ егер кейбір топтар жеткіліксіз өкілдік етілсе және олардың жеткіліксіздігінің деңгейі анықталса, үлгі салмақтары бұл бұрмалауды түзете алады. Дегенмен, түзетудің табысы таңдалған іріктеу моделімен шектеледі. Егер белгілі бір айнымалылардың мәліметтері болмаса, бұрмалауды түзетуге қолданылатын әдістер дәл болмауы мүмкін. Мысалы, гипотетикалық халықта 10 миллион ер және 10 миллион әйел болуы мүмкін. Егер 100 науқастан тұратын бұрмаланған үлгіде 20 ер және 80 әйел болса, зерттеуші әрбір ерге 2,5 және әрбір әйелге 0,625 салмақ қою арқылы бұл тепе-теңдіксіздікті түзетуге тырысады. Бұл кез келген бағалауды, егер ерлер мен әйелдердің сауалға қатысу мүмкіндігі әртүрлі болмаса, дәл 50 ер және 50 әйелден тұратын үлгідегідей күтілетін мәнге жеткізеді.