عدم قطعیت (uncertainty)

مفهوم: عدم قطعیت

والد: .....

بعد: .....

فرزند: فرآیند کاملا تصادفی، عدم قطعیت قابل مشاهده محدود

---

لید

فقدان یا ناقص بودن اطلاعات عدم قطعیت را در پی خواهد داشت. در تحلیل عدم‌ قطعیت کمی، سعی می‌شود تا آنجایی که ممکن است تفاوت میزان ارزش محاسبه شده با مقدار واقعی، مورد تحلیل و بررسی قرار گیرد. لذا در این زمینه، گاه از توزیع‌های احتمالی استفاده می‌شود. عدم ‌قطعیت به کیفیت، کمیت، مربوط بودن داده‌ها، قابلیت اتکا، رابطه مدل‌ها و فرضیات بستگی دارد. در واقع هیچ اطمینانی در هنگام تصمیم‌گیری در مورد آینده وجود ندارد. لذا بر اساس پیش‌بینی‌ها از پیامدهای اقدامات فردی، از بین مجموعه‌ای از اقدامات قابل تصور، یک عمل خاص انتخاب می‌شود. هرچند که پیش‌بینی از وقایع آینده، ناچار منوط به عدم ‌قطعیت است. با این وجود، عدم قطعیت در زندگی عادی تنها به آینده محدود نمی‌شود بلکه ممکن است به گذشته و حال نیز مربوط باشد. زیرا درباره وقایع گذشته نیز اطمینان کامل وجود ندارد و معمولاً سوابق کامل و پیوسته‌ از گذشته در دسترس نیست. به عبارتی در مورد بسیاری از وقایع تاریخی، رویدادهای مرتبط با جرم، حوادث زمین‌شناسی، بلایای طبیعی و بسیاری دیگر از انواع رویدادها از جمله مواردی که در زندگی شخصی افراد وجود دارد، با عدم‌ قطعیت روبه‌رو هستیم.

تعریف به حد

عدم قطعیت عبارت است از کمبود یا ناقص بودن اطلاعات. عدم‌قطعیت به کیفیت، کمیت و مربوط بودن داده‌ها و قابلیت اتکا و رابطه مدل‌ها و فرضیات بستگی دارد. عدم قطعیت در مورد بسیاری از وقایع تاریخی، رویدادهای مرتبط با جرائم، حوادث زمین‌شناسی، بلایای طبیعی و بسیاری دیگر از انواع رویدادها وجود دارد.

وجوه افتراق یا شقوق مختلف

به زبان ساده عدم قطعیت ناشی از فقدان و یا کمبود اطلاعات می‌باشد. این پدیده عموما منتهج از دو منشا اصلی؛ عدم قطعیت قابل مشاهده محدود و فرآیند کاملا تصادفی است. باید توجه داشت که مفاهیم ریسک و عدم قطعیت از هم متمایز هستند، هرچند که این دو مفهوم هرگز به درستی از یکدیگر تفکیک نشده‌اند. به عنوان مثال براساس دیدگاه نایت، ریسک یک مفهوم آشنا در زندگی روزمره است و بدین معناست که می‌توان با یک تابع توزیع خاص مانند توزیع نرمال گاوس آن را توصیف کرد. احتمال ریاضیاتی پرتاب تاس و رو آمدن عدد سه و احتمال آماری قرار گرفتن در یک تصادف ترافیکی وخیم در یک مکان خاص، هر دو نمونه‌ای از دنیای ریسک قابل اندازه گیری است. بر خلاف ریسک، عدم‌ قطعیت از این حیث که قابل اندازه گیری نیست، مفهومی کاملاً متفاوت است.

فهرست مطالب

تاریخچه

نگرش سنتی نسبت به عدم قطعیت در علم، از اواخر قرن نوزدهم، هنگامی که برخی فیزیکدانان به مطالعه فرآیندها در سطح مولکولی علاقه‌مند شدند، تغییر یافت. هرچند قوانین دقیق مکانیک نیوتن به طور اساسی به این مطالعات مرتبط بود، ولی به دلیل پیچیدگی‌های عظیم سیستم‌های مربوطه، فاقد کاربرد بودند. از این رو یک رویکرد کاملاً متفاوت برای در نظر گرفتن این سیستم‌ها مورد نیاز بود. سرانجام این رویکرد در روش‌های آماری یافت شد. در این روش‌ها، تجلی خاص واحدهای میکروسکوپی (موقعیت‌ها و گشتاورهای مولکول‌های فردی) با میانگین‌های آماری آنها جایگزین شد. این میانگین‌ها، که تحت مفروضات معقول محاسبه می‌شوند، برای نمایندگی از واحدهای میکروسکوپی مانند دما و فشار، به کار گرفته شدند.

یکی از رشته‌های جدید فیزیک، یعنی مکانیک آماری، نتیجه این رویکرد پژوهشی است. روش‌های آماری که نخست برای مطالعه حرکات مولکول‌های گازی در یک فضای بسته توسعه داده شده بود، در سایر حوزه‌ها نیز کاربرد پیدا کرد. در علم مهندسی، این روش‌ها در طراحی شبکه‌های تلفنی بزرگ‌ ‌مقیاس، مواجه با مسائل قابلیت اطمینان مهندسی و بسیاری از مسائل دیگر نقش اساسی داشتند. در رشته‌های کسب‌وکار، از این روش‌ها برای بررسی مسائل بازاریابی، بیمه، سرمایه‌گذاری و نظایر آن استفاده می‌شود. به طور کلی، روش‌های آماری برای مسائلی که شامل سیستم‌های بزرگ‌مقیاس است و اجزای آنها به روشی کاملاً تصادفی رفتار می‌کنند، قابل استفاده می‌باشد. هرچه سیستم بزرگ‌تر و ماهیت تصادفی آن بیشتر باشد، این روش‌ها بهتر عمل می‌کنند.

انواع عدم ‌قطعیت

به منظور ایجاد تمایز بیشتر، نخست باید دو اصطلاح عدم قطعیت معرفتی (شناختی) و عدم قطعیت تصادفی را بررسی کنیم. عدم قطعیت معرفتی، نااطمینانی مربوط به کمبود دانش از سوی فرد مشاهده‌کننده یا ناظر است. این نوع عدم قطعیت در اصل قابل کاهش است، هرچند انجام این کار ممکن است دشوار یا گران باشد. عدم قطعیت معرفتی، که به عنوان عدم قطعیت دانشی نیز شناخته می‌شود، ناشی از نظریه ناقص و درک ناقص از یک سیستم، محدودیت‌های مدل‌سازی یا داده‌های محدود است. این نوع عدم قطعیت را عدم قطعیت درونی، کارکردی، ذهنی، کاهش‌پذیر یا الگویی نیز می‌نامند. عدم قطعیت دانشی، عبارت ساده‌تر و شاید توصیف بهتری برای این نوع عدم قطعیت باشد.

برخی از نمونه‌های عمومی عدم ‌قطعیت دانشی عبارتند از: کمبود داده‌های آزمایشی برای توصیف مواد و فرآیندهای جدید، درک ضعیف از پیوند بین ورودی‌ها و خروجی‌ها در یک سیستم و تصور بیشتر بودن یک مقدار از دیگری ولی نامطمئن بودن نسبت به آن. همچنین اطلاعات منقضی، مفقود، مبهم یا متعارض، روش‌های نادرست، مدل‌های ناقص، خطاهای اندازه‌گیری و مفروضات نادرست نمونه‌های دیگری از عدم قطعیت دانشی به شمار می‌آیند. عدم قطعیت دانشی، به طور ساده، شامل ندانستن یک واقعیت است. رایج‌ترین مثال ممکن برای آن ندانستن مقدار یک پارامتر یا متغیر مانند هزینه یا نسبت هزینه-فایده است که برای ساخت مدل یا اهداف تصمیم‌گیری به آن نیاز داریم.

عدم ‌قطعیت تصادفی شامل عدم ‌قطعیتی است که با تغییرپذیری ذاتی در دنیای فیزیکی سروکار دارد. تغییرپذیری اغلب به یک فرآیند تصادفی نسبت داده می‌شود که باعث تغییر طبیعی یک مقدار در طول زمان و مکان یا در بین اعضای یک جامعه می‌شود. این امر می‌تواند به دلیل تغییر طبیعی و غیرقابل‌پیش‌بینی در عملکرد سیستم مورد مطالعه ایجاد شود و در اصل غیرقابل برگشت است. به عبارت دیگر، تغییرپذیری نمی‌تواند با به‌دست ‌آوردن اطلاعات بیشتر تغییر یابد، اگرچه توصیف شخص از آن تغییرپذیری ممکن است با توجه به اطلاعات اضافی تغییر کند. برای مثال، یک بانک اطلاعاتی بزرگ‌تر تخمین دقیق‌تری از انحراف معیار دما فراهم می‌کند ولی باعث کاهش نوسان در جامعه بیشینه دمای روزانه نمی‌شود. عدم قطعیت تصادفی گاهی اوقات عدم قطعیت تغییرپذیری، کاهش‌ناپذیر، اتفاقی و شانسی نیز نامیده می‌شود.

اقتصاد ریسک و عدم قطعیت

اقتصاد ریسک و عدم قطعیت بیش از ۳۰۰ سال سابقه دارد. توسعه این حوزه شامل شش مرحله است که هر مرحله به طور واضح بیانگر پیشینه تاریخی آن می‌باشد. مرحله اول، با نام عصر اولیه، مربوط به یک دوره طولانی قبل از سال ۱۷۰۰ میلادی است که در آن آمار توسط بلز پاسکال به عنوان شاخه‌ای از ریاضیات تأسیس شد، ولی نظریه اقتصادی به خوبی توسعه نیافت. مرحله دوم با نام «عصر B-A» از سال ۱۷۰۰ تا ۱۸۸۰ میلادی را شامل می‌شود که مربوط به کارهای دو فرد برجسته یعنی دانیل برنولی و آدام اسمیت است. مرحله سوم نیز که مربوط به سال ۱۸۸۰ تا ۱۹۴۰ میلادی است به نام «عصر K-K» نامگذاری شده است، زیرا تحت سلطه دیدگاه‌های جان مینارد کینز و فرانک هاینمن نایت بوده است. مرحله چهارم از سال ۱۹۴۰ تا ۱۹۷۰ میلادی به نام «عصر N-M»، دوره تولد نظریه بازی‌ها است که جان فون نویمن و اسکار مورگنشترن بنیانگذار آن می‌باشند. مرحله پنجم از سال ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۰ میلادی، با عنوان «عصر A-S» نامگذاری شده و تحت تاثیر بسیاری از محققان برجسته بوده که حرف اول اسم آنها «A» یا «S» بوده است. سرانجام ، در سال ۲۰۰۰ و پس از آن، در حالی که بسیاری از شبهات در مورد آموزه‌های موجود مطرح شد، رویکردهای جدید هنوز پدیدار نشده است، بنابراین این عصر به نام عصر عدم قطعیت شناخته می‌شود.

بحث کینز در اینجا متوقف نشد بلکه او ادامه داد تا مفهومی چالش برانگیزتر از عدم قطعیت را انتخاب کند. از نظر او عدم قطعیت همانند احتمال نه‌ تنها غیرعددی و غیرقابل‌مقایسه، بلکه یک مفهوم «بسیار وحشی» شامل «ارواح حیوانی» یا خوش‌بینی غریزی است. او بلافاصله پس از نظریه عمومی اشتغال، بهره و پول (۱۸۳۶) مقاله دیگری را در سال ۱۹۳۷ میلادی منتشر کرد که در آن مفهوم عدم قطعیت را اینچنین تبیین کرد: «معنایی که من از اصطلاح (عدم ‌قطعیت) برداشت می‌کنم این است که (برای مثال) چشم‌انداز جنگ اروپا نامطمئن است، یا قیمت مس و نرخ بهره ۲۰ سال بعد نامشخص هستند. با وجود این، هیچ مبنای علمی وجود ندارد که بتواند هرگونه محاسبه احتمالی را به وجود آورد. ما فقط نمی‌دانیم».

کینز برای توسعه بیشتر ایده خود درباره عدم قطعیت و ارواح حیوانی، به اندازه‌ای جسور بود كه مباحث روزآمدی همچون مسابقه زیبایی اجرا شده توسط روزنامه‌های انگلیسی و رقابت شدید بین سرباز بریتانیایی یعنی اسکات و ماجراجوی نروژی یعنی آموندسن برای رفتن به قطب جنوب را انتخاب كرد. به جز دانشمند بریتانیایی کینز، استاد آمریکایی به نام فرانک نایت نیز تلاش وافری در زمینه بررسی دقیق مفهوم ریسک و عدم قطعیت انجام داد. نایت (۱۹۲۱) در کتاب مشهور خود اظهار داشت: «عدم قطعیت باید به معنایی کاملاً متمایز از مفهوم آشنای ریسک در نظر گرفته شود، هرچند که این دو هرگز به درستی از یکدیگر تفکیک نشده‌اند»

بر اساس دیدگاه نایت، ریسک یک مفهوم آشنا در زندگی روزمره است و بدین معناست که می‌توان با یک تابع توزیع خاص مانند توزیع نرمال گاوس آن را توصیف کرد. احتمال ریاضیاتی پرتاب تاس و رو آمدن عدد سه و احتمال آماری قرار گرفتن در یک تصادف ترافیکی وخیم در یک مکان خاص، هر دو نمونه‌ای از دنیای ریسک قابل اندازه گیری است. بر خلاف ریسک، عدم ‌قطعیت از این حیث که قابل اندازه گیری نیست، مفهومی کاملاً متفاوت است. براساس نظر نایت (۱۹۲۱): «تمایز (بین ریسک و عدم ‌قطعیت) اینجاست که هیچ مبنای معتبری برای طبقه‌بندی نمونه‌ها وجود ندارد. این شکل از احتمالات در بزرگ‌ترین مشکلات منطقی وجود دارد و هیچ‌گونه توجیه قابل قبولی درباره آن وجود ندارد».

دیدگاه کینز درباره احتمال و عدم ‌قطعیت

دیدگاه کینز درباره احتمال و عدم‌ قطعیت به خوبی در شکل ۱ نشان داده شده است. این شکل شامل یک ساختار چهارحلقه‌ای است. دو حلقه بیرونی با خطوط معمولی ترسیم شده‌ ولی حلقه‌های داخلی به صورت خط‌چین مشخص شده است. معمولی یا خط‌چین بودن خطوط به درجه ارتباط بین دو ناحیه مجزا بستگی دارد.

مفهوم اصلی نظریه عمومی اشتغال، بهره و پول کینز (۱۹۳۶)، عدم‌ قطعیت است که توسط بیرونی‌ترین حلقه در شکل ۱ نشان داده شده است. در این ناحیه، احتمالات نه عددی و نه قابل مقایسه‌اند. در مثال معروف مسابقه زیبایی که پیش‌تر ذکر شد، عاملی که ممکن است نقشی اساسی داشته باشد، آن چیزی نیست که هر شرکت‌کننده مسابقه خودش فکر می‌کند، بلکه آن چیزی است که او فکر می‌کند برای غلبه بر دیگر شرکت‌کنندگان محتمل‌تر است. نتیجه حاصل نوعی حباب است که در پی حباب دیگری پدید می‌آید. در مورد رقابت برای رفتن به قطب جنوب بین کشورهای رقیب، تصمیم ممکن است به جای ارزش مورد انتظار کاشف، به شخصیت تهاجمی او بستگی داشته باشد. در بعد تاریک عدم ‌قطعیت و ترس، آنچه انسان را بدون تردید پیش می‌برد، چیزی بیشتر از غرایز او نیست.

شکل ۱- دیدگاه کینز درباره ریسک و عدم‌ قطعیت

دیدگاه نایت درباره ریسک و عدم ‌قطعیت

دیدگاه نایت در قالب یک ساختار سه‌حلقه‌ای در شکل ۲ نشان داده شده است. می‌توان این شکل را با ساختار چهارحلقه‌ای کینز مقایسه کرد. در ساختار ارائه شده توسط کینز چهار حلقه وجود داشت، ولی در دیدگاه نایت تنها سه حلقه وجود دارد. این پرسش مطرح می‌شود که آیا کاهش تعداد حلقه‌ها، سیستم‌های کینز و نایت را کاملاً متفاوت می‌کند یا اینکه می‌توان این دو را اساساً یکسان دانست؟ همان طور که در شکل ۲ مشاهده می‌شود، مهم‌ترین حلقه یعنی عدم‌ قطعیت در بیرونی‌ترین موقعیت قرار دارد. طی تاریخ طولانی اقتصاد، کتاب نایت (۱۹۲۱) با عنوان «ریسک، عدم‌ قطعیت و سود» احتمالاً اولین کتابی است که عنوان آن دربرگیرنده کلمه «عدم‌ قطعیت» می‌باشد. نکته قابل توجه در این کتاب آن است که دو اصطلاح ریسک و عدم قطعیت، عمداً از هم جدا شده‌اند. نایت (۱۹۲۱) در این باره می‌گوید: «عدم ‌قطعیت باید به معنایی کاملاً متمایز از مفهوم آشنای ریسک در نظر گرفته شود، هرچند که این دو هرگز به درستی از یکدیگر تفکیک نشده‌اند. اصطلاح ریسک همان‌طور که در محاورات روزمره و مباحث اقتصادی استفاده می‌شود، در واقع دو مفهوم را در بر می‌گیرد که دست ‌کم به لحاظ کارکردی در رابطه علّی خود با پدیده‌های سازمان اقتصادی، در طبقات مختلف قرار می‌گیرند».

شکل ۲- دیدگاه نایت درباره ریسک و عدم ‌قطعیت

اندازه‌گیری

تغییرپذیری طبیعی (عدم ‌قطعیت تصادفی) اغلب از طریق توصیف روایی نوسان‌پذیری، آمار و روش‌های احتمالی مورد بررسی قرار می گیرد. تغییرپذیری طبیعی تنها به کمیات تمایل دارد، کمی پیچیده‌تر است و نیاز به مرتب‌سازی اضافی دارد. مرتبه بعدی مرتب‌سازی، عدم ‌قطعیت دانشی ما را به سناریوها، مدل‌ها و ورودی‌ها/کمیت‌ها تفکیک می‌کند. برای اندازه گیری عدم اطمینان دانشی به سه ابزار نیاز داریم:

۱) عدم ‌قطعیت سناریو: عدم قطعیت در تعیین سناریوی ریسک که با دامنه و هدف ارزیابی مطابقت دارد.

۲) عدم قطعیت مدل: عدم قطعیت ناشی از شکاف در آگاهی علمی است که مانع از در نظر گرفتن مناسب روابط علّی صحیح بین عوامل ریسک می‌شود.

۳) عدم ‌قطعیت پارامتر/ورودی: عدم قطعیت در تعیین مقادیر عددی (از جمله مقادیر نقطه‌ای یا توزیع احتمال مقادیر) برای عوامل تعیین‌کننده ریسک.

بیشترین نااطمینانی در عدم ‌قطعیت کمی وجود دارد. مقادیر کمی به دلیل عدم ‌قطعیت دانشی یا تغییرپذیری طبیعی ممکن است ناشناخته باشند. مورگان و هنریون (۱۹۹۰) مقادیر کمی نامطمئن را به شرح زیر طبقه‌بندی کرده‌اند:

• مقادیر کمی تجربی

• مقادیر ثابت تعریف شده

• متغیرهای تصمیم‌گیری

• پارامترهای مقداری

• متغیرهای شاخصی

• پارامترهای دامنه مدل

• معیارهای خروجی

کاربردها

برخی از کاربردهای عدم ‌قطعیت عبارتند از:

• در بازی‌ها؛ به ویژه در بخت‌آزمایی، که شانس نقش اصلی را ایفا می‌کند.

• در مدل‌سازی علمی؛ که در آن پیش‌بینی رویدادهای آینده انجام می‌شود و گستره‌ای از مقادیر مورد انتظار را در برمی‌گیرد.

• در بهینه‌سازی؛ که به فرد اجازه می‌دهد موقعیت‌هایی را توصیف کند که در آن کاربر کنترل کاملی در نتیجه نهایی رویه بهینه‌سازی ندارد (مانند بهینه‌سازی سناریو و بهینه‌سازی تصادفی).

• در پیش‌بینی آب و هوا؛ امروزه در نظر گرفتن داده‌های مربوط به میزان عدم‌قطعیت در پیش‌بینی وضعیت آب و هوا متداول است.

• در فیزیک؛ اصل عدم قطعیت هایزنبرگ، اساس مکانیک کوانتومی مدرن را تشکیل می‌دهد.

• در مهندسی؛ عدم قطعیت می‌تواند در زمینه اعتبارسنجی و تأیید مدل‌سازی مواد استفاده شود.

• در اقتصاد؛ عدم قطعیت عامل مهمی در اقتصاد به شمار می‌آید. به گفته اقتصاددان معروف، فرانک نایت، عدم ‌قطعیت با ریسک که در آن احتمال مشخصی برای هر پیامد وجود دارد (مانند پرتاب سکه سالم)، متفاوت است. از نظر او عدم ‌قطعیت شامل موقعیتی است که احتمال‌های نامعلومی دارد. سرمایه‌گذاری در بازارهای مالی مانند بورس اوراق بهادار شامل این‌گونه عدم ‌قطعیت است که در آن احتمال وقوع یک پیشامد نادر ولی فاجعه‌بار نامعلوم است.

جستارهای وابسته

• ریسک

• ریسک سیستماتیک

• فرآیند تصادفی

• شاخص قیمت

پانویس/ پاورقی

منابع

• Sakai, Y. (2019). JM Keynes Versus FH Knight: Risk, Probability, and Uncertainty (Vol. 18). Springer.
• Yoe, Charles E (2018). Principles of risk analysis: decision making under uncertainty. CRC Press.
• Klir, G. J. (2006). Uncertainty and information. Foundations of Generalized Information Theory.
• National Research Council, & National Research Council. (2009). Committee on Improving Risk Analysis Approaches Used by the US EPA. Science and decisions: advancing risk assessment.
• Morgan, M. G., Henrion, M., & Small, M. (1990). Uncertainty: a guide to dealing with uncertainty in quantitative risk and policy analysis. Cambridge university press.
• Keynes, J. M. (1921). A Treatise on Probability.,(Macmillan: London.). SANDY L. ZABELL.
• Keynes, J. M. (1937). The general theory of employment. The quarterly journal of economics, 51(2), 209-223.
• Keynes JM (1936) The general theory of employment, interest and money. Macmillan, London.
• Knight, F. H. (1921). Risk, Uncertainty, and Profit, Boston. MA: Hart, Schaffner & Marx, Houghton Mifflin Company.
• https://en.wikipedia.org/wiki/Uncertainty.

پیوند به بیرون

الگوهای ناوبری

رده