Tilastotieteessä

Tilastotiede on tiede, joka keskittyy datan keräämiseen, järjestämiseen, analysointiin, tulkintaan ja esittämiseen. Se yhdistää matemaattiset periaatteet empiirisiin havaintoihin ja rakentaa malleja, joiden avulla voidaan tehdä päätelmiä kohortista, populaatioista tai ilmiöistä. Tilastotiede jaetaan usein kuvailevaan tilastotieteeseen sekä tilastolliseen päättelyyn. Keskeisiä vaiheita ovat otanta- ja tutkimusdesign, aineiston analysointi sekä tulosten raportointi.

Menetelmät kattavat sekä kuvailevat tilastot (keskiluvut, hajonnat, jakaumien ominaisuudet) että päättelyn (estimaatit, luottamusvälit, testit). Mallintaminen kattaa regressi- ja monimuuttujamallit, aikaisarjat, todennäköisyyspohjaiset menetelmät sekä Bayesilaisen tilastotieteen. Keskeiset työkalut ovat tilastolliset mallit, simulaatiot ja resampling-menetelmät kuten bootstrapping. Tilastotiede huomioi virheet ja epävarmuuden sekä ottaa huomioon otannan suunnittelun vaikutukset tuloksiin.

Sovellukset ovat laajoja: biostatistiikka ja kliininen tutkimus, ekonometria ja rahoitus, yhteiskuntatieteet, teollisuus ja laadunvarmistus, ympäristötieteen kokeet sekä teknologia- ja tekoälysovellukset. Tilastotiede tukee päätöksentekoa datan avulla ja antaa menetelmiä datan eettiseen ja vastuulliseen käsittelyyn sekä tulosten replikoitavuuteen.

Historia: tilastotieteen juuret ovat 1600–1900-lukujen aikana, kun kehittyivät todennäköisyyslaskenta sekä menetelmät aineistojen analysointiin. Merkittäviä vaikuttajia ovat Carl Friedrich Gauss, Karl Pearson, Ronald Fisher ja Thomas Bayes. Nykyisin tilastotiede sulautuu osaksi data sciencea ja tekoälyä, tarjoten periaatteet luotettavaan päätöksentekoon datan varassa.