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Thursday, March 2, 2017

Weekly Tip INAMAT: ¿Ciencia sin Estadística? Sir David Cox and Bradley Efron, dos estadísticos para entender la ciencia

Por Tomás Goicoa

En una sociedad tecnológica cada vez más pendiente y dependiente de la información obtenida a partir del análisis de datos empíricos, la Estadística juega un papel crucial a menudo olvidado o ignorado.

Para algunos, la Estadística no es más que una mera herramienta útil en periodo electoral para “adivinar” quién va a ganar las elecciones. Para otros,  la Estadística permite a los gobernantes “manipular” datos  convenientemente para justificar sus acciones.  Pero la Estadística no es ni una cosa ni la otra. Es mucho más. Es una ciencia fundamentada en el rigor matemático para tratar situaciones de incertidumbre y que, bien utilizada,  permite extraer información valiosa y objetiva a partir de los datos observados. 

Por desgracia, para la gran mayoría de personas, incluso para muchos científicos, la Estadística sigue siendo una gran desconocida, y por tanto no se valora en su justa medida ni se conoce todo su potencial. Por ello, me gustaría destacar un hecho que quizás haya pasado desapercibido para  gran parte de la sociedad.  El premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría Ciencias Básicas, en su IX edición en 2016, ha recaído en dos de los estadísticos todavía vivos más influyentes: Sir David Cox y Bradley Efron.  Como el propio Bradley Efron reconoce,  realizar el experimento que genera los datos puede resultar la parte más atractiva de la ciencia, pero reivindica la necesidad de la estadística para analizar los datos y obtener una información valiosísima. Es cierto que el papel de la Estadística en una investigación científica queda eclipsado por la trascendencia  del descubrimiento, pero eso no es óbice para reconocer que sin la Estadística ese descubrimiento a lo mejor no hubiera sido posible. Por poner un ejemplo, cuando se descubre un nuevo medicamento contra el cáncer, el impacto social lo genera el hecho en sí de obtener un nuevo tratamiento. Sin embargo, para llegar a certificar la validez y eficacia de ese nuevo tratamiento, la Estadística es indispensable. 

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Sir David Cox (izquierda), junto con Lola Ugarte y Nanny Wermuth, en su visita de 1996 a la UPNA para impartir un curso en el Departamento de Estadística e Investigación Operativa.

No es casualidad que un jurado presidido por  un premio Nobel de Física,  director de la división de  Espectroscopia Láser en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica, y compuesto por catedráticos de estadística, geometría, ingeniería electrónica y computacional, cinética y espectroscopia o física química de prestigiosas universidades y centros de investigación hayan decidido otorgar el premio a dos estadísticos.  El jurado ha valorado el impacto que las técnicas creadas por Sir David Cox y Bradley Efron  han tenido y siguen teniendo en todas las ciencias que dependen del análisis de datos observados.

Sir David Cox (Nuffield College, Oxford) ha sido distinguido por la técnica conocida como “Modelo de regresión de Cox”, para estudiar la supervivencia y los factores que la influyen. Su trabajo “Regression Models and Life-Tables”, publicado en 1972 en la revista Journal of the Royal Statistical Society Series B,  tiene actualmente 30672 citas según la Web of Science, lo que da una idea del impacto y la influencia que ha tenido su trabajo en otras ciencias.  El propio David Cox afirma que su método ha sido muy importante en estudios del corazón y trasplantes y en el tratamiento de pacientes con fibrosis quística. Pero su método no se restringe al campo de la medicina. Por poner un ejemplo en el ámbito de la ingeniería de materiales, el modelo de Cox se ha utilizado para estudiar los factores que influyen en la fatiga de instrumentos de níquel y titanio que se emplean al realizar una endodoncia.

Por su parte, Bradley Efron (Stanford University, California) ha sido distinguido por su trabajo sobre el bootstrap, una técnica de remuestreo que permite calcular el error cometido al realizar estimaciones. Su trabajo “Bootstrap methods- Another look at the Jacknife”, publicado en 1979 en la revista Annals of Statistics, tiene actualmente 6153 citas.  Efron diseñó el bootstrap para calcular el error en las estimaciones utilizando ordenadores en una época donde la informática estaba en pañales. Su trabajo fue pionero ya que propuso que fueran los ordenadores, por medio de remuestreo, quienes calculasen la precisión de un estimador. Hoy en día su técnica es indispensable para proporcionar medidas de error, ya que los ordenadores son más rápidos y la creciente complejidad de los problemas reales hace muy difícil buscar expresiones matemáticas cerradas para dichas medidas de error. Esto es fundamental, ya que una estimación sin su correspondiente grado de error carece de validez, o cuando menos, es una información incompleta.

En relación a  la pregunta ¿Ciencia sin Estadística?, la respuesta debería ser  “no,  gracias”.  El trabajo de Sir David Cox y Bradley Efron nos muestra la relevancia que la Estadística tiene en todos los campos de la vida donde existe incertidumbre y variabilidad. La Estadística es fundamental para eliminar el ruido y poder identificar aquellos factores importantes que realmente están influyendo en un hecho científico.  Y si la Estadística ha sido una pieza clave en la ciencia del siglo XX, su papel en la era de la información, donde millones de datos esperan para ser analizados, se adivina indispensable.

 Más información sobre el premio: http://www.fbbva.es/TLFU/tlfu/esp/microsites/premios/fronteras/galardonados/2016/ciencias.jsp



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