понятие

объём выборки

Число участников или образцов в исследовании, определяющее его способность обнаруживать реальные эффекты.
20 статей · 3 формулы

Описание

Объём выборки — это число отдельных наблюдений, участников или точек данных, включённых в исследование. Это фундаментальный параметр в статистике, поскольку он напрямую влияет на точность оценок и мощность проверки гипотез. Больший объём выборки, как правило, уменьшает ошибку выборки, делая результаты более надёжными и с большей вероятностью отражающими истинный эффект в популяции, тогда как меньший объём выборки увеличивает риск пропуска реальных эффектов или получения ложных.

История

Формальное понятие объёма выборки и его роли в статистическом выводе сложилось в начале XX века, в частности, благодаря работам Рональда Фишера в 1920-х и 1930-х годах, который заложил основы планирования экспериментов и проверки гипотез.

Как это работает

Статистический вывод основан на идее, что выборка приближённо отражает популяцию, из которой она взята. Стандартная ошибка оценки уменьшается с ростом квадратного корня из объёма выборки, поэтому удвоение объёма выборки примерно вдвое сокращает погрешность. Анализ мощности, который определяет минимальный объём выборки, необходимый для обнаружения эффекта заданной величины, уравновешивает желаемый уровень значимости, величину эффекта и статистическую мощность.

Где применяется

Расчёты объёма выборки являются стандартной практикой в клинических испытаниях, социологических опросах и контроле качества, чтобы гарантировать, что исследования не будут недостаточно мощными или расточительно большими.

Любопытный факт

В некоторых областях проблема «p-хакинга» — когда исследователи собирают данные до тех пор, пока результаты не станут значимыми — использует тот факт, что увеличение объёма выборки может превратить незначимый результат в значимый, даже если истинный эффект равен нулю.

Граф понятий →

Формулы

$$B = \prod_{k=1}^N \frac{P(D_k|H_1)}{P(D_k|H_0)}$$
Байесовский фактор накапливает свидетельства в пользу гипотез.
Что в формуле
Bпеременнаябайесовский фактор — фактор Байеса
D_kпеременнаяk-я точка данных — данные
H_1переменнаяальтернативная гипотеза — гипотеза
H_0переменнаянулевая гипотеза — гипотеза
Nпеременнаячисло точек данных — объём выборки
∏операторперемножение членов для k от 1 до N — оператор произведения
$$\text{MAE} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^n |y_i - \hat{y}_i|$$
Средняя абсолютная разность между предсказанными и истинными значениями.
Что в формуле
MAEпеременнаяСредняя абсолютная ошибка — mean absolute error same as dependent variable
nпеременнаяЧисло наблюдений — объём выборки
y_iпеременнаяИстинное значение для наблюдения i — true value same as dependent variable
\hat{y}_iпеременнаяПредсказанное значение для наблюдения i — predicted value same as dependent variable
\sum_{i=1}^nоператорСуммирование по всем наблюдениям от 1 до n — суммирование
|\cdot|операторВычисление абсолютного значения разности — абсолютная величина
$$\text{MSE} = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}(y_i - \hat{y}_i)^2$$
Измеряет среднюю квадратичную разницу между предсказанными и фактическими значениями.
Что в формуле
MSEпеременнаяСреднеквадратичная ошибка — mean squared error
nпеременнаяЧисло наблюдений — объём выборки
y_iпеременнаяФактическое значение для наблюдения i — actual value
\hat{y}_iпеременнаяПредсказанное значение для наблюдения i — predicted value
\sum_{i=1}^{n}операторСуммирование по всем наблюдениям от 1 до n — суммирование

Статьи по теме · 20

Цена анатомической точности: почему гиппокамп не выдаёт свои секреты
Оркестр из тридцати шести инструментов играет почти в унисон. Дирижёр пытается расслышать, какой именно голос ведёт мелодию, но звуки сливаются, и каждый следующий такт лишь добавляет сомнений. Так исследователи, изучающие гиппокамп, пытаются понять, какая из его зон отвечает за память или мышление, но соседние зоны так похожи друг на друга, что разделить их вклад почти невозможно.
Популяции и эволюция2026-08-151 минarXiv:2608.14965экспресс
Тишина соседа как сигнал безопасности: как стая фильтрует ложные тревоги
Одинокая рыба замечает тень над головой. Бежать? Если это просто лист, она зря потратит силы и выдаст себя хищнику. Если это цапля — промедление смертельно. Таков вечный компромисс одиночки: быстрая реакция означает много ложных тревог, осторожность — риск быть съеденным. В стае всё иначе. Сосед, который спокойно продолжает щипать водоросли, — это живое доказательство того, что опасности нет.
Погода против климата: как отличить шум от сигнала
Зимой в одном районе города выпадает втрое больше снега, чем в соседнем. Один год — жара, другой — холод. Это капризы погоды — краткосрочные, хаотичные колебания атмосферы. А за десятилетия виден другой, медленный сдвиг: зимы в среднем становятся мягче. Отличить одно от другого — главная задача климатологов.
Физика и общество2026-07-211 минarXiv:2607.19520экспресс
Как эволюционируют духи: от роскоши к минимализму
Флакон духов — не просто стекло с жидкостью. Это слепок времени, застывшая мелодия из пахучих нот. С 1900 по 2024 год таких «мелодий» накопились десятки тысяч, и теперь их можно изучить как единый организм. Учёные собрали крупнейший корпус данных о духах и замерили две вещи: сложность — сколько разных нот в одном флаконе — и новизну — насколько необычно эти ноты подобраны.
Обработка сигналов2026-07-161 минarXiv:2607.14738экспресс
Сложность толпы: почему усреднённая энтропия не работает
Обычно сложность систем — от движения спутников до сердечных ритмов — оценивают усреднённой энтропией (мерой непредсказуемости, как её понимал Больцман). Но это похоже на оценку океана только по высоте волн: средняя цифра скрывает всё богатство подводных течений. Метод CWMMSE ныряет глубже.
Популяции и эволюция2026-07-161 минarXiv:2607.15104экспресс
Почему не каждый контакт приводит к болезни: роль дозы и «возраста инфекции»
Классические эпидемиологические модели часто упрощают реальность, представляя заражение как равномерный поток воды, который с одинаковой силой омывает всех входящих в контакт.
Популяции и эволюция2026-07-131 минarXiv:2607.11520экспресс
Стохастическая природа эволюции: как случайность формирует виды
Эволюция течёт подобно воде. В широкой равнинной реке изменения плавны и почти незаметны, тогда как горный ручей бурлит, огибая каждый камень. Размер популяции и частота мутаций задают русло этого потока: широкое и спокойное или узкое, полное порогов.
Танец первопроходцев: когда размерность пространства сохраняет неравенство навсегда
Представьте бал в незнакомом зале: двое приглашённых начинают с разных углов. Их движения — не плавный вальс, а хаотичная импровизация в поисках редких сокровищ. Вопреки интуиции, исход решит не темп, а геометрия паркета.
Калибровка виртуального города: эксперимент SIVE
Сто двадцать жителей Монтелаго — не люди, а цифровые персонажи. У каждого, помимо имени и биографии, три скрытые координаты: доверие к муниципальным властям, оценка достоверности источника, воспринимаемая адекватность информации. Эти числа известны создателям, но не самой системе.
Сколько мышей нужно, чтобы понять микробиом
Затевая ремонт, краску покупают не на глаз, а по площади стен. В науке счёт образцов — такая же прикидка, только ставки выше. Недобор — и работа превращается в лотерею: можно пропустить реальный эффект, а можно случайно принять шум за открытие. Перебор — лишние пробирки, потраченные месяцы и, в опытах с животными, напрасные жизни. В микробиоме эта задачка особенно хитрая.
Общий язык мозга и нейросети
Вы рассказываете другу историю, а его мозг словно настраивается на вашу волну — одни и те же участки активируются в такт вашим словам. Учёные записали такую «нейронную синхронизацию» с помощью магнитоэнцефалографии (прибора, улавливающего магнитные поля мозга) и решили проверить, может ли компьютерная языковая модель повторить этот танец смыслов.
Квантовая физика2026-05-152 минarXiv:2605.15784экспресс
Квантовое сжатие: измерить сигнал без лишних проб
В 1948 году инженер Клод Шеннон заложил основы теории информации. Теорема Найквиста–Шеннона дала первый ответ: чтобы не потерять сигнал, измерений должно быть вдвое больше, чем самая быстрая его деталь. В 2006 году метод сжатого зондирования (compressed sensing) ослабил это требование.
Когда беспорядок рождает порядок
Разложим на столе горсть монет. Каждая монета — это возможный исход: выпадение орла, решки или ещё чего-то. Если мы знаем, насколько хаотичен этот набор (его энтропию), то какие комбинации вероятностей встретятся чаще? Оказывается, ответ зависит от того, много ли хаоса мы разрешили.
Измерение меняет правила игры
Крошечные магнитики на решётке — классическая модель Изинга — обычно описывают, как соседи влияют друг на друга. Но что происходит, когда за системой пристально следят? Каждое измерение энергии связи подобно взгляду, который заставляет магнитики «определиться» со своим состоянием.
Почему второе прикосновение кажется другим
Рука лежит на столе, и на запястье приходят две короткие вибрации — одна за другой. Нужно сказать, какая сильнее. Задача вроде бы простая, но ответ зависит от того, какая вибрация была первой. Если первая слабая, а вторая сильная, разница кажется больше, чем когда их меняют местами. Это не каприз внимания, а работа постоянного механизма: мозг не ждёт полной информации, а строит догадку и поправляет её на ходу.
Ритм как танец порядка и хаоса
Музыка держится на повторении: мы ждём, что ударение вернётся, как возвращается припев. Но если повторять одно и то же слишком долго, становится скучно. Композитор словно балансирует на канате между привычным и неожиданным. Учёные перевели этот баланс на язык физики.
Медицинская физика2026-02-031 минarXiv:2602.03744экспресс
Спектромикроскопия: как увидеть невидимое за 4% измерений
Химическая карта образца похожа на мозаику: каждая точка — это свой цвет, свой химический состав. Чтобы собрать такую мозаику, спектромикроскоп сканирует образец точку за точкой, записывая в каждой спектр — «отпечаток» того, как вещество поглощает или испускает свет.
Молекулярный компас для поиска лекарств
Химик, который ищет новое лекарство, похож на повара без рецепта: у него есть список желаемых свойств, но миллионы возможных ингредиентов. Каждая проба стоит дорого и занимает время, поэтому пробовать нужно с умом. Новая программа SEISMO действует как повар, который пробует блюдо после каждого шага и сразу решает, что добавить дальше.
Геномика2026-01-141 минarXiv:2601.09758экспресс
Как отличить технический сбой от настоящей болезни
Генетическая диагностика похожа на сравнение двух фотографий, сделанных разными камерами. Если одна камера чуть сдвинула цвета, на снимке появятся «дефекты», которых нет в реальности. Так и в анализе ДНК: образец пациента сравнивают с эталонным, и если эталон обработан реактивами из другой партии или в другой лаборатории, сравнение даёт ложные сигналы — то лишние мутации, то пропущенные настоящие.
Неровный пульс времени: как случайный ритм измерений искажает выводы и что с этим делать
Представьте переводчика, который отвлекается на каждый шорох в зале. Чем больше шорохов, тем больше ошибок в переводе, хотя смысл речи не менялся. Так и с данными: если измерения идут неравномерно, стандартные инструменты анализа начинают «слышать» изменения, которых в самом процессе не было.