אי-ודאות

ערך זה עוסק במונח פילוסופי. אם התכוונתם לעיקרון פיזיקלי במכניקת הקוונטים, ראו עקרון האי-ודאות.

אי-ודאות היא מצב של היעדר ודאות.

המונח אי-ודאות חיוני למדידה של מידע ולהערכת דיוק הניבוי^[1].

רמת אי-הוודאות

רמת אי הוודאות נקבעת על ידי ההסתברות המסומנת באות P^[1]. ההסתברות של מאורע יכולה לקבל ערך מספרי שבין 0 ל-1. מאורע בלתי אפשרי הוא בעל הסתברות P=0, ומאורע ודאי הוא בעל הסתברות P=1. עבור שני מקרים אלו לא מתקיימת חוסר ודאות משום שניתן לדעת בדיוק מלא האם אותו המאורע יתרחש או לא. אי-הוודאות מתקיימת בתווך שבו P נמצא בין 0 ל-1, אשר עבורו לא ניתן לדעת בביטחון מלא מה הולך להיות. הרמה הגבוהה ביותר של אי-ודאות מתקיימת כאשר P=0.5 והיא יורדת ככל שההסתברות עולה או יורדת^[1]. זאת משום שברמה זו הסיכוי לכך שהמאורע יתרחש זהה לסיכוי שלא יתרחש. ככל שההסתברות נמוכה יותר יש סיכוי גבוה יותר שהמאורע לא יתרחש וככל שהיא גבוהה יותר יש סיכוי גבוה יותר שהמאורע יתרחש. לכן בשני המקרים המצב מכיל מידה מועטה יותר של אי-ודאות.

ישנו קשר הדדי בין יכולת איסוף המידע לרמת אי הוודאות. בעוד שאיסוף המידע יכול לצמצם את רמת אי הוודאות, מצבים המאופיינים בחוסר ודאות יכולים לשמש לצורך איסוף מידע חדש.

השפעת יכולת איסוף המידע על רמת אי הוודאות

מידע הוא קשר בין מסמן למסומן^[2]^[3], כאשר קשר זה יכול להיות קיים ברמה פוטנציאלית מופשטת ואובייקטיבית, או לקבל אופי ממשי וסובייקטיבי על ידי מערכת פירוש כלשהי המקנה לו משמעות^[3].

באופן עקרוני מידת הוודאות עולה ככל שניתן לאסוף את המידע הרלוונטי בנוגע לאירוע מסוים. רמת הוודאות מושפעת גם מרמת הדיוק והנכונות של המידע שנאסף.

ישנם מקרים שבהם לא ניתן להימנע מרמה מסוימת של אי-ודאות. למשל, עקרון האי-ודאות של הייזנברג הוא עקרון יסוד פיזיקלי במכניקת הקוונטים, הקובע כי בלתי ניתן לקבוע בו זמנית ערכים מדויקים לזוגות משתנים מדידים מסוימים של חלקיק אלמנטרי יחיד, אפילו באמצעות כלי מדידה מדויקים עד אין סוף.

השפעת רמת אי הוודאות על יכולת איסוף המידע

כאשר אין ספק שמאורע מסוים יתרחש בפרק זמן עתידי מוגדר, ההסתברות להתרחשותו היא P=1. במקביל, כאשר אין ספק לגבי חוסר התרחשותו של אותו המאורע באותו הזמן, ההסתברות להתרחשותו היא P=0. כלומר, P=1 או P=0 משקפים שניהם תנאי וודאות מוחלטים, שבהם אין ספק כי פעולה מסוימת תוביל לתוצאה הצפויה. לכן, מעבר לקבלת אישור נוסף לגבי המידע הקיים, התממשותה של תוצאה הצפויה באופן ודאי אינה מספקת מידע חדש כלשהו^[1].

לעומת זאת, במקרים בהם קיימת חוסר ודאות ו- P נמצא בין 0 ל-1, כל תוצאה תכיל מידע חדש אשר יכול בהדרגה לצמצם את מידת חוסר הוודאות^[1]. דפוס למידה המאופיין בהסקת מסקנות מתוך תוצאותיה של פעולה מסוימת מוכנה ניסוי וטעייה. זוהי דרך לפתרון בעיה באמצעות ניסוי פתרונות שונים לבעיה עד לקבלת פתרון נאות.

ככל שהתוצאה פחות ודאית, כך התרחשותה או אי התרחשותה יכולות לספק מידע רב יותר. בהתאם לכך, הרמה הגבוהה ביותר של אי-ודאות (P=0.5) יכולה לספק את המידע הרב ביותר^[1]. עם זאת, בחינה של מצבי אי-ודאות עלולה להיות כרוכה ברמה מסוימת של סיכון, עבור מצבים בהם אחת (או יותר) מהתוצאות האפשריות עלולה להוביל לפגיעה או איבוד של דבר מה בעל ערך.

אי-ודאות במדידה

ערך מורחב – אי-ודאות במדידה

אי-ודאות במדידה היא מונח במטרולוגיה, אשר מתייחס לפרמטר לא שלילי המאפיין את הפיזור של הערכים המיוחסים לכמות נמדדת. לחוסר הוודאות יש בסיס הסתברותי והיא משקפת ידע חלקי אודות הכמות. כל המדידות נתונות לאי-וודאות, על כן מדידה של ערך כלשהו מושלמת רק אם היא מלווה בהצהרה אודות חוסר הוודאות המקושרת אליה. אי-ודאות יחסית היא אי-הוודאות של המדידה המחולקת בערך הנמדד. הפיזור של הערכים הנמדדים מתייחס לרמת הביצוע של המדידה. הממוצע שלהם אמור לספק אומדן של הערך האמיתי של הכמות, אשר באופן כללי יהיה מהימן יותר מכל מדידה יחידנית. יוצא דופן הוא מקרה שבו כלי המדידה אינו מכויל כראוי כך שכל הערכים הנמדדים והממוצע שלהם תמיד יוסטו מהערך האמיתי.

ספק

ערך מורחב – ספק (אי-ודאות)

אי-ודאות יכולה להוביל להטלת ספק. ציור משנת 1878

אי ודאות היא אחד הגורמים לספק, שהוא מצב בין אמונה לחוסר אמונה. הספק מביא להטלת פקפוק ברעיונות מסוימים במציאות, ומובילה להשהיה או דחייה של פעולות רלוונטיות מתוך דאגה מפני טעות או מפני שגיאה.

חיזוי וניבוי

ערך מורחב – חיזוי

החיזוי (או הניבוי) הוא פעולה קוגניטיבית העוסקת באירוע עתידי ומנסה להעריך את מהותו על סמך המידע הקיים. לאי-הוודאות יש חשיבות רבה עבור הערכת דיוק הניבוי^[1]. טעויות הניבוי משקפות את הפער בין המצב הצפוי למצב שהתממש בפועל. הן יכולות לספק מידע שממנו ניתן ללמוד על הסביבה ולצמצם את רמת חוסר הוודאות בהמשך. על ידי כך הן מאפשרות לכוון את ההתנהגות בצורה יעילה יותר^[4]. קיימים גם כלים סטטיסטיים ומתמטיים לניבוי שמבוססים על הסתברות.

מנגנונים פיזיולוגיים ועצביים

במערכת החיזוק, אי-הוודאות של גמול מסוים באה לידי ביטוי בפעילות האלקטרוכימית של תאי עצב. ישנם שני דפוסי תגובה של תאי עצב הפועלים באמצעות המוליך העצבי דופמין^[1]: התגובה הפאזית (phasic) הקצרות של הדופמין מייצגות את הערך של הגמול, בעוד שתגובות הרקע הטוניות (tonic) הנלוות אליהן משקפת את רמת אי-הוודאות המקושרת לגירוי^[5].

תאי עצב דופמינרגיים מקודדים את טעות החיזוי של הגמול באופן דו-כיווני, כך שהתגובה הדופמינרגית שווה לגמול שהתרחש פחות הגמול שנצפה^[4]. קידוד דו-כיווני מסוג זה יכול לשמש כאות לימודי אידיאלי עבור הפלסטיות של מערכת העצבים^[4], משום שהוא מאפשר למערכת העצבים להתאים ולשפר את התפקוד שלה ביחס למידע המופק מתוך ההתנסות עם הסביבה.

קבלת החלטות

ערך מורחב – קבלת החלטות

קבלת החלטות היא תהליך קוגניטיבי של בחירה מבין מספר אפשרויות. אחד הגורמים המקשים על קבלת החלטות הוא תנאי אי-ודאות.

תורת ההחלטות היא תורה מתחום המתמטיקה הגובלת בפילוסופיה וסטטיסטיקה ועוסקת בזיהוי ערכים להחלטות שונות בתנאי אי ודאות, במטרה להגיע לקבלת החלטה אופטימלית. זהו תחום קרוב מאוד לתורת המשחקים.

תורת הערך היא ענף של פסיכולוגיה חברתית ושל כלכלה התנהגותית המתאר התנהגות אנושית בקבלת החלטות תחת סיכון (אי-ודאות). התורה פותחה על ידי דניאל כהנמן ועמוס טברסקי. בתורת הערך ישנן שתי פונקציות המרכיבות את תהליך קבלת ההחלטה:

פונקציית הערך (ν)- לפיה במהלך קבלת החלטות, אנשים אינם מתמקדים בסכום כסף מסוים, אלא מתייחסים לשינוי בהון שלהם. פונקציה זו מכילה נקודת התייחסות והערך שיוצב בפונקציה הוא השינוי מנקודה זו.
פונקציית המשקלים (π)- לפיה לכל חלופה יש הסתברות. ההסתברות איננה זו שנלקחת בחשבון, אלא משמשת כערך שיוצב בפונקציה זו. הערך המתקבל מייצג את כמות ההשפעה על כדאיות ההחלטה.

היבטים שיווקיים

פחד, אי-ודאות וספק היא שיטת שיווק ומכירות המשתמשת בהפצת מידע שלילי ומעורפל או נכון חלקית על מוצר של מתחרה. מקורו של המונח בטקטיקות של הפצת מידע שגוי בתעשיית החומרה למחשבים בזמנו. כיום נמצא מונח זה בשימוש נפוץ בתחומים נוספים.

ראו גם

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא אי-ודאות בוויקישיתוף

אי-ודאות, דף שער בספרייה הלאומית

הערות שוליים

^ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ Fiorillo, C. D., Tobler, P. N., & Schultz, W. (2003). Discrete coding of reward probability and uncertainty by dopamine neurons. Science, 299(5614), 1898-1902.
^ Denning, P. J., & Bell, T. (2012). The Information Paradox. American Scientist, 100(6), 470-477.
^ ¹ ² Melnikova, E. V., & Melnikov, O. A. (2011). Scientific comprehension of the nature of information. Scientific and Technical Information Processing, 38(2), 99-104.
^ ¹ ² ³ Schultz, W. (2006). Behavioral theories and the neurophysiology of reward.Annu. Rev. Psychol., 57, 87-115.
^ Madden, Gregory J. (Ed); Bickel, Warren K. (Ed), (2010). Impulsivity: The behavioral and neurological science of discounting. Washington, DC, US: American Psychological Association, xvi, 453 pp.

[Fiorillo2003-1] ¹ ² ³ ⁴ ⁵ ⁶ ⁷ ⁸ Fiorillo, C. D., Tobler, P. N., & Schultz, W. (2003). Discrete coding of reward probability and uncertainty by dopamine neurons. Science, 299(5614), 1898-1902.

[פרדוקס-2] Denning, P. J., & Bell, T. (2012). The Information Paradox. American Scientist, 100(6), 470-477.

[פרשנות-3] ¹ ² Melnikova, E. V., & Melnikov, O. A. (2011). Scientific comprehension of the nature of information. Scientific and Technical Information Processing, 38(2), 99-104.

[Schultz2006-4] ¹ ² ³ Schultz, W. (2006). Behavioral theories and the neurophysiology of reward.Annu. Rev. Psychol., 57, 87-115.

[גרגורי-5] Madden, Gregory J. (Ed); Bickel, Warren K. (Ed), (2010). Impulsivity: The behavioral and neurological science of discounting. Washington, DC, US: American Psychological Association, xvi, 453 pp.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]