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Intermediário / Ciência na prática

Estatística para entender ciência

Amostra, média, margem de erro, p-valor, significância e tamanho de efeito: o mínimo para ler um estudo sem ser enganado.

IntermediárioEstatísticaEvidências3 min de leitura

Quase toda ciência empírica passa pela estatística. Você não precisa saber fazer as contas para entender os conceitos, e eles evitam boa parte dos enganos na leitura de estudos e notícias.

Uma analogia

Ler um estudo sem estatística é como ler a previsão do tempo sem saber o que significa “70% de chance de chuva”. Os números estão lá, mas só fazem sentido quando você sabe o que eles medem, e o que não medem.

Explicando para uma criança

Se você quer saber de que sabor de sorvete as crianças da escola gostam mais, não precisa perguntar a todas: pode perguntar a algumas, desde que escolha bem quem, e não só os seus amigos.

Ao fim desta lição, você vai conseguir

  • Explicar amostra, margem de erro e intervalo de confiança.
  • Interpretar corretamente o p-valor e diferenciá-lo do tamanho do efeito.
  • Reconhecer armadilhas: múltiplas comparações, sobrevivência, regressão à média e taxa de base.

Ajuda ter lido: Correlação não é causalidade.

Antes de ler: o que você pensa?

Um livro de negócios analisa dez empresas de sucesso e conclui que todas tinham CEOs que acordavam às 5h.

Que armadilha estatística aparece aqui?

Ver o que a lição responde

Viés de sobrevivência: faltam as empresas cujos CEOs também acordavam às 5h e faliram. Sem comparação, o hábito não explica nada.

Amostra e população

Raramente se estuda todo mundo. Estuda-se uma amostra e se tenta generalizar para a população. Isso funciona se a amostra for representativa, idealmente escolhida por sorteio. Uma pesquisa feita só com quem segue um perfil numa rede social não representa o país, por maior que seja.

Margem de erro e intervalo de confiança

Como a amostra é só uma parte, o resultado tem incerteza. Uma pesquisa que dá 40% com margem de erro de 3 pontos indica que o valor real provavelmente está entre 37% e 43%. Na ciência, isso aparece como intervalo de confiança. Intervalos largos indicam pouca precisão; quando dois intervalos se sobrepõem muito, a diferença pode não ser real.

O p-valor e a significância

O p-valor responde: se não houvesse efeito nenhum, qual seria a chance de ver um resultado tão extremo quanto este, ou mais? Por convenção, p menor que 0,05 é chamado de “estatisticamente significativo”.

O p-valor é muito mal entendido. Ele não é:

  • A probabilidade de a hipótese ser verdadeira.
  • A probabilidade de o resultado ser obra do acaso.
  • Uma medida do tamanho ou da importância do efeito.

Em 2016, a Associação Americana de Estatística publicou um alerta: decisões não devem se basear só em p < 0,05.

Tamanho do efeito

Com uma amostra enorme, até diferenças minúsculas ficam “significativas”. Um remédio que reduz a pressão em 0,5 mmHg pode ter p = 0,001 e não ter importância clínica nenhuma. Por isso a pergunta mais útil é: quão grande é o efeito, e com que precisão foi medido?

Armadilhas comuns

  • Múltiplas comparações: teste vinte coisas e, por acaso, uma dará p < 0,05. A tirinha da xkcd sobre balas de goma verdes e acne ilustra isso.
  • Viés de sobrevivência: olhar só os casos que “sobreviveram” a um filtro. Analisar só empresas de sucesso para descobrir o segredo do sucesso ignora as que fizeram o mesmo e faliram.
  • Regressão à média: resultados extremos tendem a ser seguidos por resultados mais próximos da média. O aluno que tirou a pior nota tende a melhorar na prova seguinte, com ou sem castigo.
  • Média que esconde: a renda média de um bairro sobe muito se um bilionário se muda para lá; a mediana mostra melhor o morador típico.
Base rate (taxa de base): um exame com 99% de acerto, para uma doença que atinge 1 em 10 mil, dá muito mais falsos positivos do que verdadeiros. Sem a taxa de base, o “99%” engana. O bayesianismo, no nível Avançado, explica por quê.

Para guardar

  • Amostra boa é representativa; tamanho não compensa viés.
  • p-valor não é probabilidade da hipótese nem tamanho do efeito.
  • Desconfie de múltiplas comparações, de sobreviventes e de extremos que “melhoram sozinhos”.

Para pensar

Que número você viu esta semana que parecia impressionante? Ele vinha com margem de erro ou tamanho de efeito?

Erro comum: “p < 0,05 quer dizer que há 95% de chance de a hipótese estar certa.” O p-valor não mede a probabilidade da hipótese. Mede quão surpreendente seria o dado se não houvesse efeito.
Pratique: Correlação ou causa?. Dez manchetes do tipo “quem faz X tem Y”. Ache a explicação mais provável.
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