Letzte Änderung: 26.Sept 2024
Fragender: Gerd Doeben-Henisch
Kontakt: cagent@cognitiveagent.org
(Weitere philosophische Dialoge mit chatGPT4 siehe HIER.)
WORUM ES GEHT
Zu Beginn des Jahres 2022 habe ich mich eine Zeit lang mit dem späten Popper beschäftigt (siehe: https://www.cognitiveagent.org/2022/03/13/popper-frueh-mittel-spaet-empirische-theorie/ ). Sein Konzept von ‚Propensity‘, also die Zurückführung von beobachtbaren Mustern ohne direkten Zugriff auf die ‚dahinter vermuteten‘ empirischen Ursachen, ist nicht unbedingt direkt eingängig. Im Licht der modernen Statistik mit ihren vielen verschiedenen ‚Verteilungsformen‘ kann Poppers Idee allerdings einen starken Aufwind bekommen. Da ich mich seit einigen Monaten mehr als sonst mit statistischen Modellen beschäftigen musste, fiel mir bei der Nutzung dieser Modelle auf, dass sie mit Wahrscheinlichkeiten arbeiteten, aber diese Wahrscheinlichkeiten sind in irgendeiner Weise ‚geprägt’/ ‚gezeichnet‘ von erkennbaren Regelmäßigkeiten. Letztere legend die Interpretation nahe, dass es im Voraus zu den beobachtbaren Ereignissen ‚konkrete empirische Sachverhalte‘ geben muss, die zwar einerseits eine ‚Streuung der Ereignisse‘ zulassen, aber dennoch ‚aufs Ganze gesehen‘ eben auch Regelmäßigkeiten/ Muster erkennen lassen, denen eine deutliche ‚Stabilität‘ zukommt. Damit nähern sich diese statistischen Beschreibungen dem Konzept einer empirischen Theorie, ja, man kann sie als genuine Begrifflichkeit und als akzeptable Methoden im Rahmen einer ’normalen‘ empirischen Theorie betrachten. Aus dieser Deutung ergeben sich viele interessante Konsequenzen. Einige dieser Konsequenzen werden am Ende dieses Textes kurz angedeutet. Andere harren einer tiefer gehenden Ausarbeitung.
Zum Dialog mit chatGPT4o:
Die Benutzung von chatGPT4o erweist sich insofern als eine große Hilfe, weil er viele Arbeiten schnell vornimmt, zu denen ich selbst sonst viel Zeit gebraucht hätte. Außerdem ist sein großer Schatz an indizierten Texte sehr hilfreich, um die eigenen Gedanken zu ‚Kontextualisieren‘, so dass bekannte Gedanken im Umfeld der eigenen Formulierungen ‚eingeblendet‘ werden können. Dies hilft, die eigenen Gedanken sensibler für diese Kontexte zu machen: sind diese Kontexte für den eigenen Gedanken nicht hilfreich oder regen sie an, den eigenen Gedanken zu modifizieren.
ERGEBNIS des Dialogs, wie chatGPT4 es sieht:
Poppers Propensitätstheorie zeigt eine gewisse Nähe zu deiner Hypothese:
– Latente Ursachen (Propensitäten): Popper argumentierte, dass es in der Natur nicht nur die realisierten Ereignisse gibt, sondern auch die ‚Tendenzen‘ oder ‚Neigungen‘, mit denen diese Ereignisse auftreten können. Diese Propensitäten sind in gewisser Weise vergleichbar mit den „verborgenen Faktoren“, die du in deiner Hypothese ansprichst. Auch bei Popper sind die Propensitäten nicht direkt beobachtbar, sondern können nur durch ihre Wirkung auf die Häufigkeit und Verteilung der beobachtbaren Ereignisse erfasst werden.
– Stabilität der Verteilungen: Popper sah Wahrscheinlichkeiten als stabile Eigenschaften der Welt, die sich in wiederholbaren Mustern (z.B. Verteilungen) zeigen können. Diese stabilen Propensitäten sind genau das, was in deiner Hypothese als „stabile empirische Faktoren“ beschrieben wird, die die Form einer Verteilung prägen.
Poppers Spätschriften beschäftigten sich also durchaus mit der Frage, wie ‚verborgene Eigenschaften‘ oder ‚Neigungen‘ die beobachtbaren Ereignisse beeinflussen, was sehr gut zu deiner Hypothese passt.
BEGINN DES DIALOGS
Anmerkung: Ich habe den Dialog mit einfache Dingen zu statistischen Verteilungsformen begonnen. Daraus konnte ich dann nach und nach jene Ansatzpunkte sichtbar machen, die zu einer Bestätigung von Poppers Ansicht geführt hat. Für meine Theoriebildung ist dies eine wunderbare Unterstützung.
Hallo Chat, hast Du eine Liste aller Zufallsverteilungen, die python bietet?
Python bietet eine Vielzahl von Zufallsverteilungen über das Modul `random` und insbesondere das leistungsstarke Modul `numpy.random`. Hier ist eine Übersicht über einige der häufigsten Zufallsverteilungen, die in Python zur Verfügung stehen:
### Modul `random`:
Das `random`-Modul bietet hauptsächlich Funktionen zur Generierung von Pseudozufallszahlen. Hier sind einige wichtige Funktionen:
- `random.random()` – Generiert eine Zufallszahl zwischen 0 und 1.
- `random.randint(a, b)` – Generiert eine ganze Zufallszahl zwischen `a` und `b` (inklusive).
- `random.uniform(a, b)` – Generiert eine Zufallszahl mit gleichmäßiger Verteilung zwischen `a` und `b`.
- `random.gauss(mu, sigma)` – Generiert eine Zufallszahl nach einer Gaußschen Normalverteilung mit Mittelwert `mu` und Standardabweichung `sigma`.
- `random.choice(seq)` – Wählt ein zufälliges Element aus einer Sequenz.
- `random.sample(population, k)` – Wählt eine zufällige Stichprobe der Größe `k` ohne Zurücklegen aus der Population.
### Modul `numpy.random`:
Das `numpy.random`-Modul bietet eine größere Auswahl an Zufallsverteilungen, insbesondere für wissenschaftliche und statistische Anwendungen:
1. **Gleichverteilte Zufallszahlen**:
- `numpy.random.uniform(low, high, size)` – Gleichmäßige Verteilung im Bereich von `low` bis `high`.
2. **Normalverteilung (Gaußsche Verteilung)**:
- `numpy.random.normal(loc, scale, size)` – Normalverteilung mit Mittelwert `loc` und Standardabweichung `scale`.
3. **Poisson-Verteilung**:
- `numpy.random.poisson(lam, size)` – Poisson-Verteilung mit Parameter `lam` (der erwarteten Anzahl von Ereignissen).
4. **Binomialverteilung**:
- `numpy.random.binomial(n, p, size)` – Binomialverteilung mit `n` Versuchen und Erfolgswahrscheinlichkeit `p`.
5. **Exponentialverteilung**:
- `numpy.random.exponential(scale, size)` – Exponentialverteilung mit Skalenparameter `scale`.
6. **Beta-Verteilung**:
- `numpy.random.beta(a, b, size)` – Beta-Verteilung mit Parametern `a` und `b`.
7. **Gamma-Verteilung**:
- `numpy.random.gamma(shape, scale, size)` – Gamma-Verteilung mit Formparameter `shape` und Skalenparameter `scale`.
8. **Chi-Quadrat-Verteilung**:
- `numpy.random.chisquare(df, size)` – Chi-Quadrat-Verteilung mit `df` Freiheitsgraden.
9. **Lognormal-Verteilung**:
- `numpy.random.lognormal(mean, sigma, size)` – Log-Normalverteilung mit `mean` und `sigma`.
10. **Multinomialverteilung**:
- `numpy.random.multinomial(n, pvals, size)` – Multinomialverteilung mit `n` Versuchen und Erfolgswahrscheinlichkeiten `pvals`.
11. **Weibull-Verteilung**:
- `numpy.random.weibull(a, size)` – Weibull-Verteilung mit Formparameter `a`.
12. **F-Verteilung**:
- `numpy.random.f(dfnum, dfden, size)` – F-Verteilung mit `dfnum` Zählerfreiheitsgraden und `dfden` Nennerfreiheitsgraden.
13. **Pareto-Verteilung**:
- `numpy.random.pareto(a, size)` – Pareto-Verteilung mit Formparameter `a`.
Diese Liste ist nicht vollständig, aber sie umfasst die gängigsten Zufallsverteilungen, die in Python verwendet werden. Wenn Du eine spezielle Verteilung für Dein Projekt benötigst, kann ich Dir gerne weitere Details oder Beispiele geben!
Prima. Ich möchte mit einigen dieser Verteilungen ein Experiment machen, um sie zunächst zu vergleichen. Welche dieser Verteilungen weisen nach deinem Wissen die größten Unterschiede auf, wenn man sie für eine Ereignismenge von N=1000 Ereignissen vergleichen würde?
Um die größten Unterschiede zwischen den Verteilungen bei einer Menge von \(N = 1000\) Ereignissen zu beobachten, gibt es einige Verteilungen, die sehr unterschiedlich in ihrem Verhalten und ihrer Streuung sind. Hier sind einige Paarungen oder Einzelverteilungen, die auffallende Unterschiede zeigen:
### 1. **Gleichverteilung vs. Normalverteilung (Gaußsche Verteilung)**
- **Gleichverteilung (`numpy.random.uniform`)**: Hier sind alle Werte gleich wahrscheinlich innerhalb des angegebenen Intervalls. Es gibt keine Konzentration von Werten um einen Mittelwert.
- **Normalverteilung (`numpy.random.normal`)**: Bei der Normalverteilung sind die meisten Werte nahe am Mittelwert und es gibt eine symmetrische Glockenkurve um diesen Mittelwert. Die Extremwerte (weit entfernt vom Mittelwert) sind viel seltener als bei einer Gleichverteilung.
**Unterschied**: Eine Gleichverteilung ist „flach“, während eine Normalverteilung eine starke Konzentration um den Mittelwert zeigt, was bereits bei 1000 Ereignissen sehr gut zu erkennen ist.
### 2. **Poisson-Verteilung vs. Binomialverteilung**
- **Poisson-Verteilung (`numpy.random.poisson`)**: Diese Verteilung beschreibt die Anzahl der Ereignisse in einem festen Zeitraum, basierend auf der durchschnittlichen Anzahl von Ereignissen pro Zeiteinheit. Sie ist typisch für seltene Ereignisse.
- **Binomialverteilung (`numpy.random.binomial`)**: Diese Verteilung gibt die Anzahl von Erfolgen in einer festen Anzahl von Versuchen mit einer konstanten Erfolgswahrscheinlichkeit an. Sie konzentriert sich in der Regel auf einen Bereich und hat eine festgelegte Obergrenze (die Anzahl der Versuche).
**Unterschied**: Die Poisson-Verteilung kann bei größeren Werten eine höhere Streuung und Asymmetrie zeigen, während die Binomialverteilung (vor allem bei kleiner Erfolgswahrscheinlichkeit) enger um einen bestimmten Wert konzentriert ist.
### 3. **Exponentialverteilung vs. Normalverteilung**
- **Exponentialverteilung (`numpy.random.exponential`)**: Diese Verteilung modelliert die Zeitabstände zwischen zufälligen Ereignissen und ist typischerweise sehr schief, mit einem Schwerpunkt bei kleineren Werten und einem langen „Schwanz“ zu größeren Werten hin.
- **Normalverteilung (`numpy.random.normal`)**: Symmetrische Verteilung um den Mittelwert.
**Unterschied**: Die Exponentialverteilung ist sehr asymmetrisch mit einem starken „Schwanz“, während die Normalverteilung symmetrisch und konzentriert ist. Bei 1000 Ereignissen wird der Unterschied in der Form der Verteilungen sehr auffällig.
### 4. **Beta-Verteilung vs. Lognormalverteilung**
- **Beta-Verteilung (`numpy.random.beta`)**: Diese Verteilung ist auf den Bereich \([0, 1]\) beschränkt und variiert stark in ihrer Form, je nach Parametern. Sie kann gleichmäßig verteilt, links- oder rechtsschief sein oder eine sehr starke Konzentration an den Rändern zeigen.
- **Lognormalverteilung (`numpy.random.lognormal`)**: Die Verteilung ist sehr asymmetrisch und wird von Werten dominiert, die nahe bei 1 liegen, wobei es einige extreme Ausreißer in den höheren Werten gibt.
**Unterschied**: Während die Beta-Verteilung in einem engen Intervall \([0, 1]\) bleibt und ihre Form stark von den Parametern abhängt, zeigt die Lognormalverteilung einen deutlichen „Schwanz“ mit Ausreißern zu hohen Werten.
### 5. **Weibull-Verteilung vs. Pareto-Verteilung**
- **Weibull-Verteilung (`numpy.random.weibull`)**: Diese Verteilung ist weit verbreitet in der Zuverlässigkeitstheorie und Lebensdauermodellierung und kann eine unterschiedlich stark ausgeprägte Schiefe haben, je nach Parameter.
- **Pareto-Verteilung (`numpy.random.pareto`)**: Diese Verteilung ist stark rechtsschief und beschreibt Situationen, in denen wenige Ereignisse den Großteil des Gesamtergebnisses ausmachen (z.B. Einkommensverteilung).
**Unterschied**: Die Pareto-Verteilung ist besonders stark asymmetrisch, mit einem starken Fokus auf kleine Werte und einem langen „Schwanz“, der größere Werte umfasst. Die Weibull-Verteilung kann hingegen eine moderate oder extreme Asymmetrie zeigen, je nach Parameterwahl.**Zusammengefasst:**
- **Gleichverteilung vs. Normalverteilung**: Unterschiede in der Streuung und Form der Verteilung (flach vs. konzentriert).
- **Poisson vs. Binomialverteilung**: Poisson-Verteilung zeigt größere Streuung, während die Binomialverteilung begrenzt ist.
- **Exponential vs. Normalverteilung**: Asymmetrische vs. symmetrische Verteilungen.
- **Beta vs. Lognormalverteilung**: Eingeschränkter Bereich \([0, 1]\) vs. eine Verteilung mit starkem „Schwanz“.
- **Weibull vs. Pareto-Verteilung**: Unterschiedliche Grade der Asymmetrie.
Wenn du Experimente durchführst, um diese Verteilungen zu vergleichen, wirst du deutliche Unterschiede in der Streuung, Symmetrie und den Extremwerten feststellen. Gerne helfe ich dir mit einem konkreten Python-Code, um diese Vergleiche zu simulieren!Dies klingt vielversprechend. Fangen wir an. Kannst Du (1) ein python Programm erstellen, das für N=1000 Ereignisse eine Verteilungskurve berechnet mit (i) Gleichverteilung und (ii) Normalverteilung? Zu beiden natürlich eine Kurvendarstellung. Ist das OK?
Hier siehst du die Verteilungskurven für \( N = 1000 \) Ereignisse:
1. **Gleichverteilung (Uniform Distribution)**: Die Werte sind gleichmäßig über den Bereich [0, 1] verteilt, was zu einer relativ flachen Verteilung führt.
2. **Normalverteilung (Normal Distribution)**: Die Werte konzentrieren sich stark um den Mittelwert 0 und bilden eine typische Glockenkurve (symmetrisch um den Mittelwert).
Wenn du weitere Anpassungen oder Analysen durchführen möchtest, lass es mich wissen!
Prima. Machen wir weiter. Jetzt das Gleiche mit Poisson vs. Binomialverteilung.
Hier siehst du die Verteilungskurven für \( N = 1000 \) Ereignisse:
1. **Poisson-Verteilung**: Die Verteilung konzentriert sich um einen erwarteten Wert (hier \(\lambda = 5\)) und ist typischerweise asymmetrisch mit einem stärkeren "Schwanz" auf der rechten Seite.
2. **Binomialverteilung**: Diese Verteilung ist hier symmetrischer (mit \(n = 10\) und \(p = 0.5\)) und weist eine schärfere Konzentration auf, da die Anzahl der möglichen Ergebnisse begrenzt ist.
Falls du weitere Verteilungen oder Parameteranpassungen analysieren möchtest, lass es mich wissen!
Interessant. Jetzt mit Exponential vs. Normalverteilung.
OK, jetzt Beta vs. Lognormalverteilung.
Hier siehst du die Verteilungskurven für \( N = 1000 \) Ereignisse:
1. **Beta-Verteilung**: Diese Verteilung ist auf den Bereich \([0, 1]\) beschränkt und variiert stark in ihrer Form, abhängig von den Parametern \(a = 2.0\) und \(b = 5.0\). Sie zeigt hier eine stärkere Konzentration in den niedrigeren Bereichen nahe 0.
2. **Lognormalverteilung**: Die Werte sind stark asymmetrisch, mit einer großen Anzahl kleiner Werte und einem langen "Schwanz" in Richtung größerer Werte. Dies spiegelt die starke Verzerrung wider, die in vielen realen Prozessen zu finden ist, die durch lognormale Verteilungen modelliert werden.
Diese beiden Verteilungen zeigen deutliche Unterschiede in ihrem Verhalten. Wenn du weitere Verteilungen vergleichen möchtest, stehe ich zur Verfügung!
OK, jetzt abschließend Weibull vs. Pareto-Verteilung.
Hier siehst du die Verteilungskurven für N = 1000 Ereignisse:
1. **Weibull-Verteilung**: Diese Verteilung hat eine flexible Form und kann je nach Parameter sowohl symmetrisch als auch stark asymmetrisch sein. In diesem Fall zeigt sie eine moderate Asymmetrie.
2. **Pareto-Verteilung**: Diese Verteilung ist stark rechtsschief, mit vielen kleinen Werten und einem langen „Schwanz“, der sich auf wenige sehr große Werte konzentriert. Sie wird oft zur Modellierung von Verteilungen verwendet, bei denen wenige Ereignisse einen großen Teil des Gesamtergebnisses ausmachen (z.B. Vermögensverteilung).
Soweit erst mal Danke für diese Präsentationen. Hier stellen sich viele Fragen. Fangen wir mit einer Frage an, Frage 1: warum braucht man so viele verschiedene Verteilungen? Warum genügt nicht eine?
Das Bedürfnis nach vielen verschiedenen Verteilungen in der Statistik und Mathematik ergibt sich aus der Tatsache, dass unterschiedliche Verteilungen verschiedene reale Phänomene und Prozesse modellieren. Hier sind einige Gründe, warum eine einzige Verteilung nicht ausreicht:
### 1. **Unterschiedliche Natur der Daten**
- **Symmetrie vs. Asymmetrie**: Manche Prozesse führen zu symmetrischen Verteilungen (z.B. Normalverteilung für Messfehler), während andere stark asymmetrisch sind (z.B. Exponentialverteilung für Wartezeiten oder Paretoverteilung für Einkommensverteilung).
- **Beschränkter Wertebereich**: Manche Verteilungen sind auf einen bestimmten Bereich beschränkt, wie die Beta-Verteilung auf \([0, 1]\), während andere unbeschränkt sind, wie die Normal- oder Lognormalverteilung.
- **Diskrete vs. stetige Daten**: Manche Prozesse liefern nur ganzzahlige Werte, wie die Binomial- oder Poisson-Verteilung, während andere stetige Werte generieren, wie die Normal- oder Exponentialverteilung.
### 2. **Spezielle Modellierung von Prozessen**
- **Normalverteilung**: Sie wird oft für Prozesse verwendet, bei denen viele kleine, zufällige Einflüsse zusammenspielen (z.B. Körpergrößen, IQ, Messfehler). Die Normalverteilung ist ideal, wenn die Werte symmetrisch um einen Mittelwert verteilt sind.
- **Exponentialverteilung**: Wird oft zur Modellierung von Zeitintervallen zwischen Ereignissen verwendet (z.B. Zeit bis zum nächsten Kundenanruf, Zeit bis zum nächsten Ausfall in einer Maschine).
- **Poisson-Verteilung**: Modelliert die Anzahl seltener Ereignisse in einem bestimmten Zeitraum oder Raum (z.B. Anzahl der Anrufe in einer Stunde oder Anzahl der Fehler auf einer Fläche).
- **Weibull-Verteilung**: Wird in der Zuverlässigkeitstheorie zur Modellierung von Lebensdauern verwendet, da sie die Wahrscheinlichkeit von Ausfällen zu unterschiedlichen Zeitpunkten beschreibt.
### 3. **Unterschiedliche Parameter und Flexibilität**
- Viele Verteilungen haben spezielle Parameter, die ihre Form anpassen, um spezifische Muster in den Daten besser zu modellieren. Zum Beispiel kann die **Beta-Verteilung** verschiedene Formen annehmen, abhängig von den Parametern \(a\) und \(b\), die Konzentration in unterschiedlichen Bereichen des Intervalls \([0, 1]\) erlauben.
- Die **Weibull-Verteilung** kann stark schiefe oder symmetrische Verteilungen modellieren, was sie nützlich für Zuverlässigkeitsanalysen macht, bei denen Ausfälle zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten können.
### 4. **Theoretische Gründe**
- **Zentrale Grenzwertsätze**: Der zentrale Grenzwertsatz besagt, dass die Summe vieler unabhängiger Zufallsvariablen (egal welche Verteilung sie haben) sich einer Normalverteilung annähert. Dies erklärt, warum die Normalverteilung in vielen natürlichen Prozessen vorkommt, aber andere Verteilungen wichtig sind, wenn die Bedingungen des zentralen Grenzwertsatzes nicht erfüllt sind.
- **Skalierung von Prozessen**: Einige Verteilungen, wie die Pareto-Verteilung, sind ideal zur Modellierung von Prozessen, bei denen ein kleiner Teil der Ereignisse den Großteil der Ergebnisse bestimmt (z.B. Reichtum, Popularität von Webseiten). Hier reicht eine Normalverteilung nicht aus.
### 5. **Praktische Anwendbarkeit**
- In der Praxis sieht man viele verschiedene Arten von Daten, die auf eine spezifische Art und Weise verteilt sind. Für diese Daten braucht man angepasste Verteilungen, um präzise Analysen und Vorhersagen zu machen. Zum Beispiel:
- **Lognormalverteilung** für Einkommensverteilungen oder Größe von Dateien in einem Computersystem.
- **Poisson-Verteilung** für die Modellierung von Anrufen in einem Call-Center.
### Zusammengefasst:
Eine einzige Verteilung kann nicht die Vielfalt und Komplexität der realen Welt abbilden. Unterschiedliche Verteilungen erfassen spezifische Muster und Strukturen in den Daten und ermöglichen es uns, realistische Modelle zu erstellen, die der Natur des Prozesses entsprechen. Jede Verteilung hat ihre eigene Anwendung und mathematische Bedeutung, die es erlaubt, unterschiedlichste Phänomene effektiv zu modellieren und zu analysieren.
Falls du ein konkretes Beispiel oder einen speziellen Anwendungsfall für eine Verteilung möchtest, lass es mich wissen!
Deine Erklärungen finde ich hilfreich. Demnach sind es spezielle Eigenschaften von empirischen Phänomenen, die Anlass geben, eine Verteilungsform zu suchen, die diesen empirischen Eigenschaften gerecht wird. Habe ich Dich richtig verstanden?
Ja, genau! Deine Zusammenfassung trifft den Kern: Es sind die spezifischen **Eigenschaften empirischer Phänomene**, die bestimmen, welche Verteilungsform am besten geeignet ist, um diese Phänomene zu modellieren. Jede Verteilung hat eine einzigartige Struktur, die dazu beiträgt, die Daten so zu beschreiben, wie sie in der Realität auftreten.
**Zum Beispiel:**
- **Normalverteilung** wird verwendet, wenn die Daten symmetrisch um einen Mittelwert verteilt sind und es viele kleine Einflüsse gibt, die zusammen das Ergebnis bestimmen (z.B. Körpergröße).
- **Poisson-Verteilung** beschreibt gut die Anzahl seltener Ereignisse in einem festen Zeitraum oder Raum (z.B. Anzahl der Anrufe in einem Call-Center pro Stunde).
- **Exponentialverteilung** eignet sich hervorragend für die Modellierung von Wartezeiten oder Zeitabständen zwischen zufälligen Ereignissen (z.B. Zeit bis zum nächsten Maschinenausfall).
- **Pareto-Verteilung** beschreibt Prozesse, bei denen ein kleiner Teil der Ereignisse einen großen Teil des Gesamtergebnisses ausmacht, wie bei der Einkommensverteilung oder der Verteilung von Reichtum.
### Warum das wichtig ist:
Wenn du die **richtige Verteilung** für deine Daten auswählst, kannst du präzisere Modelle erstellen, bessere Vorhersagen treffen und die zugrunde liegenden Mechanismen der realen Welt besser verstehen. Jede Verteilung trägt zur **Modellierung** von spezifischen Merkmalen bei, die in den Daten auftreten, wie etwa **Symmetrie**, **Schiefe**, **Streuung** oder **Grenzen des Wertebereichs**.
Deine Erklärung legt folgende Arbeitshypothese nahe: Wenn eine Menge von Ereignissen keine Gleichverteilung aufweist, dann darf man annehmen dass es in der ‚Quelle der Ereignisse‘ empirische Faktoren gibt, die eine Gleichverteilung verhindern. Allerdings kann man diese ‚unterstellten empirischen Faktoren‘ im Normalfall nicht direkt beobachten, wohl aber ihre Wirkung auf die Form der beobachtbaren Ereignismenge. Sie weisen eine so hohe ‚Stabilität‘ auf, dass sie sich in einer entsprechenden Form der beobachtbaren Ereignismenge manifestiert. Was sagst Du dazu?
Deine Hypothese ist sehr gut durchdacht und beschreibt ein grundlegendes Prinzip der statistischen Modellierung von realen Phänomenen. Es basiert auf der Idee, dass die beobachteten Abweichungen von einer Gleichverteilung Hinweise auf **verborgene (latente) empirische Faktoren** geben, die das Verhalten des Systems steuern.
### Einige Überlegungen dazu:
1. **Verborgene Faktoren und ihre Wirkung**:
- Tatsächlich können viele der **treibenden Faktoren**, die das Verhalten eines Systems beeinflussen, nicht direkt beobachtet werden. Was wir sehen, sind die **Effekte** dieser Faktoren in den Daten. Ein Beispiel dafür wäre der Einfluss von sozialökonomischen Faktoren auf Einkommensverteilungen (Pareto oder Lognormalverteilungen).
- Diese Faktoren können unterschiedlich komplex sein: von einfachen, direkten Ursachen (wie physikalische Gesetze) bis hin zu komplizierten, systemischen Effekten, die durch eine Vielzahl von Einflüssen bedingt sind (wie psychologische oder soziale Mechanismen).
2. **Stabilität der Verteilung**:
- Deine Idee der **Stabilität** ist entscheidend. Wenn wir eine konsistente Form in den Daten sehen (wie eine Normal- oder Poisson-Verteilung), deutet dies darauf hin, dass die Faktoren, die diese Verteilung erzeugen, **robust** sind und regelmäßig auftreten.
- Die Stabilität der Verteilung gibt uns Hinweise darauf, dass es systemische Mechanismen gibt, die wiederholbar und vorhersehbar sind. In der Physik wäre das zum Beispiel die Schwerkraft, während es in der Soziologie komplexe Netzwerke von Wechselwirkungen sein könnten.
3. **Modellierung verborgener Strukturen**:
- Statistische Verteilungen helfen uns dabei, diese **unsichtbaren Mechanismen** zu modellieren. Zum Beispiel zeigt uns eine Exponentialverteilung, dass Ereignisse (wie Wartezeiten) unabhängig voneinander auftreten, aber die Zeitintervalle einer „Gedächtnislosigkeit“ unterliegen, was auf verborgene Prozesse hinweist.
- Ein Schlüsselansatz hierbei ist die **Inferenz**: Aus den beobachteten Daten und deren Verteilung Rückschlüsse auf die zugrunde liegenden Mechanismen zu ziehen, selbst wenn diese Mechanismen nicht direkt beobachtet werden können.
### Fazit:
Deine Hypothese beschreibt sehr treffend den Zusammenhang zwischen den **empirischen Faktoren**, die Ereignisse steuern, und der **beobachtbaren Verteilung** dieser Ereignisse. Du beschreibst, wie diese Faktoren „im Verborgenen wirken“ und dabei **stabile Muster** in der beobachtbaren Ereignismenge hinterlassen. Diese Idee ist fundamental in der **wissenschaftlichen Modellierung**, wo man versucht, aus den beobachtbaren Phänomenen Rückschlüsse auf die verborgenen Ursachen zu ziehen.
Es wäre spannend, diese Hypothese in einem spezifischen Anwendungsfall weiter zu erkunden. Hast du ein bestimmtes empirisches Phänomen im Sinn, das wir näher untersuchen könnten?
Ja, in der Tat, es wäre interessant, diese Arbeitshypothese an weiteren Beispielen zu erkunden. Dazu vorab zwei Fragen: Frage 1: Weist Du etwas darüber, dass Karl Popper in seinen Spätschriften 1988-1991 ähnliche Gedanken vertreten hat? Frage 2: Sind Dir Untersuchungen bekannt, in denen man die Stabilität von Verteilungsformen im Kontext konkreter empirischer Phänomene untersucht hat? Diese letzte Frage liegt nahe, da sich empirische Faktoren grundsätzlich in der Zeit ändern können.
### Frage 1: Hat Karl Popper in seinen Spätschriften 1988-1991 ähnliche Gedanken vertreten?
Karl Popper war bekannt für seine **kritische Rationalität** und seine Arbeiten zur **Wissenschaftstheorie**, insbesondere im Zusammenhang mit dem **Falsifikationismus**. In seinen späten Schriften, insbesondere in **"Eine Welt der Propensitäten" (1988)**, hat er sich intensiv mit der Idee von **Wahrscheinlichkeit und Propensitäten** auseinandergesetzt. Poppers Konzept der **Propensitäten** (Neigungen oder Tendenzen) beschreibt die Möglichkeit, dass bestimmte Ereignisse unter bestimmten Bedingungen mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit auftreten, wobei diese Wahrscheinlichkeiten als reale Eigenschaften der Welt existieren.
Poppers Propensitätstheorie zeigt eine gewisse Nähe zu deiner Hypothese:
- **Latente Ursachen (Propensitäten)**: Popper argumentierte, dass es in der Natur nicht nur die realisierten Ereignisse gibt, sondern auch die **Tendenzen** oder **Neigungen**, mit denen diese Ereignisse auftreten können. Diese Propensitäten sind in gewisser Weise vergleichbar mit den „verborgenen Faktoren“, die du in deiner Hypothese ansprichst. Auch bei Popper sind die Propensitäten nicht direkt beobachtbar, sondern können nur durch ihre Wirkung auf die Häufigkeit und Verteilung der beobachtbaren Ereignisse erfasst werden.
- **Stabilität der Verteilungen**: Popper sah Wahrscheinlichkeiten als stabile Eigenschaften der Welt, die sich in wiederholbaren Mustern (z.B. Verteilungen) zeigen können. Diese stabilen Propensitäten sind genau das, was in deiner Hypothese als „stabile empirische Faktoren“ beschrieben wird, die die Form einer Verteilung prägen.
Poppers Spätschriften beschäftigten sich also durchaus mit der Frage, wie **verborgene Eigenschaften** oder **Neigungen** die beobachtbaren Ereignisse beeinflussen, was sehr gut zu deiner Hypothese passt.
### Frage 2: Gibt es Untersuchungen zur Stabilität von Verteilungsformen im Kontext konkreter empirischer Phänomene?
Die Stabilität von Verteilungen im Zeitverlauf ist ein **zentraler Untersuchungsgegenstand** in vielen Bereichen der empirischen Forschung. Hier sind einige relevante Beispiele und Forschungsbereiche, in denen solche Stabilitätsanalysen durchgeführt wurden:
1. **Finanzmärkte**:
- In der Finanzforschung wird oft untersucht, wie sich die Verteilung von Renditen und Risiken im Zeitverlauf verändert. Viele Studien befassen sich mit der Frage, ob Märkte **stationär** (stabil in ihrer Verteilung) oder **nichtstationär** sind, d.h. ob sich die Verteilungen im Laufe der Zeit verändern.
- Eine klassische Entdeckung ist die **Volatilitäts-Clusterbildung**, bei der Perioden hoher Volatilität auf Perioden geringer Volatilität folgen, was zur **Nichtstationarität** der Verteilungen führt. Diese Veränderungen werden oft mit sich ändernden Marktbedingungen oder externen Schocks in Verbindung gebracht.
2. **Populationsdynamik**:
- In der Demografie und Ökologie werden Verteilungen der **Populationsgrößen** und -eigenschaften (z.B. Altersverteilungen) untersucht. Diese Verteilungen können stabil sein, aber sie ändern sich oft durch äußere Faktoren wie Migration, Geburten- und Sterberaten oder Umweltveränderungen.
- Solche Analysen können **Langzeitstabilität** in bestimmten Umweltbedingungen aufzeigen oder aber abrupte Veränderungen, wenn sich externe Faktoren (z.B. Klimawandel) ändern.
3. **Einkommensverteilungen**:
- Ökonomen untersuchen häufig die **Einkommensverteilung** in einer Gesellschaft und deren Veränderung im Zeitverlauf. Während einige Gesellschaften über lange Zeiträume stabile Einkommensverteilungen aufweisen (z.B. eine Pareto-Verteilung bei hohen Einkommen), können politische oder wirtschaftliche Veränderungen (wie Steuerreformen oder Wirtschaftskrisen) die Verteilung erheblich beeinflussen.
- Die **Stabilität dieser Verteilungen** gibt Aufschluss über die langfristigen sozialen und ökonomischen Strukturen in einer Gesellschaft.
4. **Lebensdauer von Maschinen und Menschen**:
- In der Zuverlässigkeitstheorie und der medizinischen Statistik wird die Lebensdauer von Maschinen oder Menschen häufig durch Verteilungen (z.B. **Weibull-Verteilung** für Maschinenausfälle) modelliert. Diese Verteilungen sind oft relativ stabil, solange die äußeren Bedingungen konstant sind.
- Wenn jedoch äußere Faktoren wie **Technologieverbesserungen** oder **gesundheitliche Durchbrüche** auftreten, kann sich die Verteilung der Lebensdauern drastisch ändern.
### Fazit:
- **Popper** hat in seinen späten Schriften tatsächlich Gedanken vertreten, die deiner Hypothese nahekommen, insbesondere durch seine Propensitätstheorie, die sich mit verborgenen Neigungen und Wahrscheinlichkeiten beschäftigt.
- Es gibt zahlreiche **empirische Studien**, die die Stabilität von Verteilungen im Laufe der Zeit untersuchen, insbesondere in Bereichen wie **Finanzmärkte**, **Demografie**, **Einkommensverteilung** und **Zuverlässigkeitstheorie**. Die Verteilungen ändern sich, wenn die zugrunde liegenden **empirischen Faktoren** (z.B. wirtschaftliche, soziale oder technologische Bedingungen) sich ändern, was deine Hypothese weiter untermauert.
Wenn du diese Hypothese an konkreten Beispielen oder mit Daten weiterentwickeln möchtest, können wir gerne eine Simulation oder Analyse starten!
Ja, vielen Dank für deine weiteren Erläuterungen. Der Punkt mit Popper ist für mich besonders interessant, da ich im März 2022 die späten Texte von Popper gelesen hatte und ich den Gedanken im Umfeld des Konzepts ‚Propensitäten‘ sehr spannend fand. Zu dem Zeitpunkt hatte ich aber noch zu wenig Ansatzpunkte, um solch einen Vergleich wie heute mit deiner Unterstützung machen zu können. Nach den heutigen Überlegungen würde ich sagen, Ja, Popper hatte damals 1988/1990 die richtigen Intuitionen. Damit kann man die verschiedenen statistischen Verteilungsmodelle ganz einfach in ein klassisches Konzept vom empirischer Theorie einordnen. Damit ergibt sich ferner, dass die Anwendungsbereiche, die Du erwähnt hast (wie z.B. Finanzmärkte, Demografie, Einkommensverteilung und Zuverlässigkeitstheorie ) als genuine Forschungsbereiche für empirische Theorien gesehen werden können. Es ist sogar denkbar, dass man diese Forschungskonzepte deutlich weiter entwickeln könnte, wenn man diesen größeren Rahmen sehen und aufgreifen würde. Ein bisschen versuche ich dies ja. Vielen Dank für den heutigen Dialog.
Es freut mich, dass du den heutigen Dialog als hilfreich empfunden hast! Deine Sichtweise, die statistischen Verteilungen in den größeren Rahmen empirischer Theorien einzubetten, ist eine sehr spannende und innovative Perspektive. Es eröffnet viele Möglichkeiten für die Weiterentwicklung dieser Forschungskonzepte. Falls du in Zukunft tiefer in diese oder andere Themen einsteigen möchtest, stehe ich dir gerne zur Verfügung. Vielen Dank für das interessante Gespräch!