Aula 1 - Estatística experimental: Introdução

[Música] Oi pessoal, nós vamos hoje fazer uma introdução sobre a estatística experimental. Mas o que que seria estatística experimental? Nós podemos definir estatística experimental como sendo uma ciência, que tem como objetivo o estudo de experimentos, ensaios, englobando etapas como planejamento instalação e condução né de experimentos, coleta de dados, análise estatística e interpretação dos resultados.

Então todas as etapas, desde o início do experimento, ou melhor, desde antes de se iniciar o experimento, onde se planeja aquele trabalho, onde se estabelece as hipóteses a serem testadas até o último ponto, que seria interpretar os resultados estatísticos daquele experimento que foi montado, tudo isso se engloba dentro da estatística experimental. Então assim, para falarmos quando se iniciou a estatística experimental é muito difícil, é difícil precisar esse momento. E desde muito tempo pesquisas vêm sendo conduzidas com as mais diversas finalidades, isso vem de muitos séculos, milênios talvez.

Porém, essas pesquisas eram conduzidas sem nenhum rigor técnico Científico. Então muitas pesquisas já tinham sido feitas, desenvolvidas, porém sem nenhum rigor técnico, estatístico, sem nenhuma fundamentação e padronização metodológica, que muitas vezes faziam com que aquelas conclusões que eram tiradas não eram corretas frente à magnitude daquelas variações aleatórias, aquelas variações ambientais que não são controlados pelos pesquisadores que estão ali atuando, influenciando. Então, embora muitos avanços metodológicos, muitos avanços matemáticos e estatísticos tenham ocorrido, nós podemos destacar como um dos primeiros pesquisadores mais importantes o pesquisador chamado Francis Galton.

Ele foi uma das primeiras pessoas a começar de fato a utilizar a modelagem matemática como uma fundamentação e ferramenta para análise de dados e obtenção de conclusões. Pode se destacar entre os seus trabalhos alguns estudos associados ao que ele denominou como regressão à média, e criando também o termo correlação, bem como a obtenção de alguns estimadores desta regressão e correlação. Posteriormente, um discípulo seu, chamado Karl Pearson trouxe outras grandes contribuições.

Estudando com um maior rigor e complexidade esses estudos associados a regressão linear, bem como também a obtenção desse estimador de correlação, mais apropriado do que o Galton havia feito. Então assim, Pearson trouxe muitas contribuições no estudo da estatística, ele também apresentou alguns estudos relacionados às distribuições de probabilidade, há estudos associados a família exponencial de distribuição, testes 74 00:03:57,660 --> 00:04:05,310 qui-quadrados, entre vários outros assuntos muito importantes. Galton era uma pessoa de muitas posses financeiras, e esse Galton, o Pearson e um outro pesquisador chamado Walter Frank que eram um zoólogo e biometrista se juntaram e fundaram uma revista, uma revista chamada Biométrica.

O objetivo dessa revista era fazer o estudo da teoria estatística, desenvolver técnicas, desenvolver estimadores, discutir sobre a estatística aplicada ao estudo de fenômenos biológicos. Essa revista é uma das principais que a gente pode citar com contribuições teóricas bastante originais para análises de dados, destacando-se até os dias de hoje. Até os dias de hoje, a revista Biométrica, ela se destaca bastante.

E foi justamente nessa revista que um estudioso chamada Ronald Fisher submeteu um artigo que gerou uma grande desavença com Karl Pearson, e nós vamos falar isso mais à frente, sobre essas desavenças entre o Pearson e o Fisher. Então, mesmo considerando a existência de importantes contribuições na estatística, existentes antes dos trabalhos de Fisher, nós conseguimos colocar esse pesquisador como um dos principais na estatística experimental, ele chega a ser considerado como um dos pais na estatística experimental. Fisher, desde criança, gostava muito de matemática, e, por ter um problema de visão ele não era permitido de usar luz elétrica em algumas aulas que ele tinha, principalmente durante a noite.

Então, seu tutor ao ensinar pra ele matemática, não podia fazer o uso de papel, nem de lápis, então não tinha nenhum recurso visual para o que o Fisher conseguisse estudar. Consequentemente então, ele acabou adquirindo uma profunda aptidão geométrica na reflexão de problemas matemáticos e estatísticos, e isso capacitou ele de resolver problemas então muito difíceis e complexos, justamente por essa visão geométrica das coisas. Alguns matemáticos, por exemplo, poderiam passar meses ou anos tentando provar algo que para Fisher era óbvio e imediato.

Tão óbvio que muitas vezes em suas publicações ele nem apresentava isso, por achar tão óbvio a ponto de não apresentar em seu trabalho algumas coisas. Fisher se ingressou em Cambridge em 1909, e ele se destacou bastante entre os demais alunos. Ainda antes de formar ele publicou seu primeiro artigo na Revista Biométrica, onde interpretou complicadas formas interativas em termos de espaços geométrico multidimensional.

Depois disso, ele se graduou e ficou em Cambridge mais um ano a fim de estudar mecânica estatística, teoria quântica. E assim, devido a essa nota que publicou na Biométrica, como já mencionado, Karl Pearson conheceu e viu o grande potencial que este pesquisador tinha. Então Pearson apresentou pra ele um difícil problema para determinar a distribuição estatística do correlação de Pearson, aquele que foi inventado por Galton.

Então, Fisher pensou sobre o problema e apenas com uma semana, não muito mais que isso, ele conseguiu colocar esse problema em uma formulação geométrica e submeteu a Pearson para publicação na Biométrica. Embora pra Fisher isso parecesse muito óbvio, Pearson teve uma grande dificuldade de entender aquela fundamentação teórica exposta por Fisher, ele até apresentou isso daí para vários outros pesquisadores, vários outros estudiosos na estatística experimental, como o Gosset, que nós vamos falar dele um pouco mais na frente, foi o inventor do Teste T, e eles demoraram um pouquinho para entender esse trabalho do Fisher. E aí o que que acontece?

Aí que começou uma grande intriga entre esses dois pesquisadores, Pearson e Fisher. O Pearson não publicou de imediato esse trabalho do Fisher, o Pearson ficou ali matutando esse trabalho por mais de anos, e aí por meio desses estimadores de Fisher, que o Fisher propôs, o Pearson ele conseguiu fazer algumas tabelas estatísticas cuja aplicabilidade prática era muito grande e muito relevante. Então o que que acontece?

Depois de um tempo o Pearson publicou um artigo com essas tabelas estatísticas e o trabalho de Fisher ele colocou apenas com uma nota, citando apenas como uma nota desse trabalho maior de autoria do Pearson. Então isso trouxe um grande descontentamento, logicamente, aí por conta do Fisher e aí aconteceu os outros maiores embates entre esses dois. Então na literatura a gente vê muitos e muitos trabalhos do Fisher criticando o trabalho do Pearson, encontrando riscos lá no trabalho do Pearson, muitas vezes o trabalho do Pearson procurando os erros nos trabalhos do Fisher e onde a gente via uma busca muito grande entre esses dois.

Em 1920, o Fisher foi contratado por uma Estação Experimental Agrícola de Rothamsted, com o objetivo de estudar uma grande quantidade de dados experimentais que essa empresa tinha. Então essa estação, ela tinha objetivo de desenvolver fertilizantes artificiais. Então desde 1843, eles faziam vários e vários experimentos com esses fertilizantes, e eles não conseguiam chegar a uma conclusão bastante confiável sobre qual fertilizante era melhor, qual não era, então pensando na necessidade de contratar um estatístico pra isso eles contrataram Fisher.

Então, ao debruçar sobre esse dados de mais de 90 anos de estudos, Fisher conseguiu ver que todo aquele esforço para obter esses dados poderia ser conceituados como inúteis, pois esses experimentos não tinham nenhum planejamento a fim de conseguir isolar os efeitos que de fato eram de interesse. Por exemplo, muitas vezes era utilizado um tratamento, um determinado fertilizante em uma fazenda e um outro fertilizante em outra fazenda. Então, não tinha como saber qual fertilizante de fato era melhor, porque uma fazenda poderia ter um tipo de solo e umidade mais apropriado do que o outro por exemplo, então a gente tem efeitos que a gente chama de efeitos confundidos.

Outra vez, era utilizado um adubo num determinado ano, o fertilizante em um ano, e no outro ano outro fertilizante. O que que acontecia? Muitas vezes, a diferença de produtividade que se tinha poderia ser atribuído talvez a variações climáticas nesses dois anos, então também as conclusões que se tinham não eram conclusões confiáveis, até mesmo quando era conduzido experimentos numa mesma propriedade, no mesmo ano, muitas vezes podia ser que um tratamento foi alocado numa parte onde o solo era mais fértil e o outro numa parte onde era menos fértil, e consequentemente, mais uma vez, a gente não conseguia isolar de fato o efeito desses fertilizantes.

Então, refletindo então sobre todos esses experimentos, cujos tratamentos ficavam confundidos com os efeitos aleatórios, Fisher então acabou conceituando esse trabalho, essa série de dados, como um monte de estrume. O Fisher, se vocês recorrerem a literatura, vocês vão resolver que o Fisher media muito as palavras não. O Fisher ele era uma pessoa de personalidade bastante difícil, 264 00:13:19,889 --> 00:13:27,869 como ocorre em grandes gênios.

Mas então, refletindo aí sobre esses problemas associados a planejamentos experimentais, e tudo mais, o Fisher então ele estabeleceu vários princípios básicos para experimentação, delineamentos experimentais, metodologias para tomadas de decisão, baseando em testes estatísticos, o qual então permitia que as conclusões a serem tomadas seja de fato mais rigorosas, e que as pesquisas, ela tenha uma determinada metodologia padrão para cada um das determinadas situações que poderiam então ocorrer. Então o Fisher, ele produziu uma série de literaturas sobre esse assunto, as quais foram publicadas e espelharam aí em vários livros que são utilizados até os dias de hoje nos cursos de estatística experimental em todo mundo. Então embora existam vários outros pesquisadores de relevante importância da estatística experimental, nós vamos parar neste momento aqui falando apenas do Fisher e mais tarde a gente volta a falar de alguns outros pesquisadores muito importantes também.

Mas então a gente fecha essa introdução à estatística experimental, e mais à frente, no nosso próximo vídeo, nós vamos falar sobre alguns conceitos importantes na estatística experimental, um dos princípios básicos muito importantes e também falar sobre os principais delineamentos estatísticos. Um abraço a todos, até mais!