網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策

0

0
0

文字

分享

0
0
0

對比式選舉民調的錯誤解讀

tml_96
・2015/06/11 ・2006字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 578 ・九年級

媒體一再以抽樣誤差為標準來判定對比式民調中候選人支持度差距是否具有統計顯著性,這是對選舉民調的錯誤解讀。這種錯誤,不但國內媒體常犯,國外亦然。而且不但媒體,連影響重大的政黨提名制度也犯同樣錯誤。

以六月四日發表的旺旺中時民調為例,王金平與蔡英文的對比式民調結果是蔡29.5%王26.6%,差距2.9%。該民調成功訪問773人份有效樣本。在95%信心水準下,抽樣誤差為正負3.5%。中時因此強調王蔡之差「在誤差範圍內」。同一民調也對洪秀柱與蔡英文作對比式民調,結果是蔡31.4%洪27.3%,差距4.1%。中時雖未說明此差距是否在誤差範圍內,對照上文,該報導顯然認為蔡、洪的差距大過抽樣誤差而具有統計顯著性。

Souce:新聞截圖。
Souce:新聞截圖。

類似的民調解讀,我在美國媒體上也常看到。隨手捻來:2012年三月美國總統大選政黨初選期間,CBS News/New York Times合作民調顯示民主黨的Obama領先共和黨的Romney 47%對44%。CBS的記者作文字報導時,一樣強調「三個百分點的領先是在該民調的3%抽樣誤差範圍之內」。

這樣的解讀為何錯誤?

一般民調的所謂抽樣誤差,其實是在該民調的樣本數下,50%這個百分比的抽樣誤差。即使可以用公式算出其他百分比的誤差,它也只適用於衡量單獨一個百分比。要衡量「兩個百分比差距」的誤差,必須要用不同的算法。舉例而言,假設民調中所有的受訪者均支持兩位候選人之一,也就是沒有人支持第三候選人也沒有人未表態。這種情況下,如果對比候選人A的支持度為p,則對比候選人B的支持度為1-p,其差距為p-(1-p)=2p-1。因為單一百分比p的誤差是抽樣誤差m,2p-1的誤差是2m。

換句話說,判定候選人民調支持度差距是否具有統計顯著性的標準不是抽樣誤差而是抽樣誤差的兩倍!假如抽樣誤差為3.5%,A的支持度為53%,B的支持度為47%,則A-B的6個百分點的支持度差距在統計上並不顯著。這個結論其實並不令人詫異,因為就個別百分比而言,53%和47%其實在統計上和平分秋色的50%都沒有顯著差異,因此兩位候選人的支持度其實難分軒輊,必須要差距超過7個百分點才能真正分出勝負。

然則正確的選舉民調解讀一定要用兩倍抽樣誤差作為衡量標準嗎?

這也不然,原因是一般對比式選舉民調容許受訪者支持第三位候選人或者不表態,在對比的兩位候選人支持度總和小於100%的情況下,以上的分析並不成立。真的要用「兩倍抽樣誤差」作為標準,必須要先把候選人支持度「正規化」:丟棄不支持對比候選人或不表態的受訪者而把有效樣本局限在支持對比候選人的受訪者之中,然後以此縮小樣本為基底重新計算百分比。這樣做,有效樣本數通常會顯著減小,因而導致抽樣誤差(以及兩倍抽樣誤差)增大。以中時洪秀柱對蔡英文的對比式民調為例,兩人支持度總和只有58.7%,換算成有效樣本數773×58.7%≈454,抽樣誤差增為4.6%。在這有效樣本的基礎上,原來蔡對洪的31.4%對27.3%正規化為53.5%對46.5%,差距也變成7%。這差距雖然在縮小後樣本的抽樣誤差之外,卻在兩倍抽樣誤差之內,也就是洪與蔡的對比,其實在統計上也是難分軒輊!

然而更正確的做法,要用下圖中的公式來計算兩個百分比差距的抽樣誤差。注意:式中的p1和p2是原樣本中百分比所對應的實數(也就是百分點除以100所得的介於0和1之間的數)而不是百分點,N是原樣本數,1.96是基於95%信心水準算得的常數。

0.14

再以中時洪秀柱對蔡英文的對比式民調為例,如果蔡英文的支持度為p1,洪秀柱的支持度為p2,則p1=0.314,p2=0.273。套入公式計算得到差距p1-p2的誤差為0.054或5.4%;原樣本中的差距4.1%是在抽樣誤差之內,也就是洪蔡對比和王蔡對比一樣,都是難分軒輊!根據此一公式,兩個百分比差距的誤差一定大於單一百分比的抽樣誤差。

國民黨最近修改區域立委現任者徵召辦法。根據原來的辦法,現任區域立委有連任意願,但同一選區內有同黨挑戰者參選,則該立委在通過幹部評鑑後,必須進行與挑戰者的對比式民調。如果現任立委的民調支持度領先挑戰者3%以上,黨的輔選策略委員會得提報中常會直接徵召,免進入初選階段。但若現任立委未領先挑戰者或領先未逾3%,則必須進入協調或初選階段。新的辦法把3%門檻改為5%。根據國民黨文傳會主委林奕華解釋,「有關現任立委民調支持度門檻,考量3%差距通常屬民調誤差範圍,歸納以往選舉民調經驗,最後決定以5%做為門檻。」(以上根據自由時報2015-03-18報導)

國民黨顯然與媒體同樣犯了選舉民調解讀的錯誤,以一般民調的3%抽樣誤差為標準來判定候選人支持度差距是否「顯著」。現在改成5%雖然有進步,但正確的民調差距誤差,會隨著p1、p2、和N而有所不同,5%仍然是一個沒有科學根據的數目。至於民進黨,其公職人員初選辦法則完全不考慮抽樣誤差。

台灣的總統大選在選舉日前有10天的民調封關期,在此期間,任何個人和機構不得發表民調結果。世界上最少有90個以上的國家有最少選前1日以上的民調封關規定。這種民調封關期的制度很顯然是基於民調可以左右選民抉擇的假設,以封關來避免不論是正確或錯誤的民調來影響選民的個人選擇。然而既然相信民調可以影響選舉結果,我們對於如何正確解讀選舉民調豈可不審慎呢?

原刊載於Tse-min Lin 的部落格

文章難易度
tml_96
34 篇文章 ・ 221 位粉絲
台大電機系畢業,美國明尼蘇達大學政治學博士, 現任教於美國德州大學奧斯汀校區政府系。 林教授每年均參與中央研究院政治學研究所及政大選研中心 「政治學計量方法研習營」(Institute for Political Methodology)的教學工作, 並每兩年5-6月在台大政治系開授「理性行為分析專論」密集課程。 林教授的中文部落格多為文學、藝術、政治、社會、及文化評論。


0

9
0

文字

分享

0
9
0

火箭阿伯的「臺灣太空港」願景——專訪國家太空中心主任吳宗信

科技大觀園_96
・2022/01/16 ・4906字 ・閱讀時間約 10 分鐘

臺灣的「國家太空中心」於 1991 年成立至今屆滿 30 年。恰好在而立之年,行政院 11 月 25 日拍板「國家太空中心設置條例」,若立法院審查順利,太空中心將於 2022 年升格為直屬科技部的行政法人,大力推動我國太空科技及產業發展!

談到臺灣的太空發展,你可能會先想到 2019 年發射的「福衛七號」;但若談到火箭,你可能會先想起一個身著橘色連身衣的阿伯,操著臺語在 TED 講台上侃侃而談的身影,也就是現任國家太空中心主任吳宗信。

「火箭阿伯」吳宗信在今年 8 月接任國家太空中心主任,在「產官學」三界都走了一遭。圖/呂元弘攝

放眼宇宙卻心懷鄉土的「火箭阿伯」,是很多人對吳宗信主任的印象。吳宗信在 2012 年在陽明交通大學創立了前瞻火箭研究中心(ARRC),同時也有創立太空科技公司的經驗。如今他在今年 8 月接任國家太空中心主任,在「產官學」三界都走了一遭。

談到何為「太空產業」的基礎問題?吳宗信解釋,火箭與衛星的發展,需要很多不同專長的人才,仰賴跨領域合作,「是一門精密且嚴謹的系統工程。」

火箭產值雖然不大,卻對太空產業至關重要

談到臺灣的太空產業該如如何發展?吳宗信指出,要發展太空產業,除了過去國家太空中心專注於的衛星發展,擁有自主發射火箭的能力也很關鍵。以馬斯克的 SpaceX 為例, SpaceX 是先將火箭發展起來,接著才有如星鏈(Starlink)的衛星服務,透過這樣的過程來達成太空產業一條龍。

然而有趣的是,火箭其實只佔太空產業總產值的大約 2-3%,因此光靠火箭賺大錢其實很困難。既然產值很少,那大費周章的研發火箭到底有什麼好處呢?

對此吳宗信解釋,一個用在衛星上的設備和地面設備最大的差別,就是前者必須能在真空、高輻射、高溫差的太空環境運作,也要能承受震動、噪音等火箭發射過程帶來的考驗。

因此,雖然地面上也能模擬出類似太空中的環境,但要驗證一個設備是否符合「太空等級」,還是要直接送上太空長時間運作,經過真實的極端環境考驗才能見真章。如果有能力自己發射衛星,那對於太空相關設備的驗證頻率就能得到顯著提升,整條產業鏈的進步的速度才會快。

「遙測」及「通訊」雙軌進行,強化自主衛星發展能力

火箭研發是臺灣太空產業未來發展的關鍵,但同時衛星發展的腳步也並未因此停下來!國家太空中心目前正在執行自 2019 年起為期 10 年的「第三期太空計畫」,該計畫以開發「遙測衛星」為主。

吳宗信提到,在遙測衛星部分,目前有六枚解析度1米,經地面影像處理後解析度可達 0.7 米的「光學遙測衛星」(也就是福衛八號計畫)。福衛八號衛星第一枚(FS-8A)科學酬載的研製由成功大學負責,主要發展雙波段大氣瞬變影像儀與電子溫度密度儀,目前規劃於 2023 年發射;同時,太空中心未來也將再發展兩枚「超高解析度遙測衛星」。

福衛八號衛星示意圖。圖/國家太空中心提供

吳宗信指出,第三期太空計畫還有兩枚合成孔徑雷達(SAR)遙測衛星的計畫,不同於福衛二、五、八以「可見光」遙測,合成孔徑雷達因為觀測波段可以穿透雲層,全天候皆可使用是其優勢之一。

除了遙測衛星以外,發展「通訊衛星」也是國家太空中心的重要計畫。目前正在執行兩枚 B5G(Beyond 5G)衛星計畫,目前規劃 2025 可以發射第一枚;在研發上,衛星可以分成本體(Bus)與酬載(Payload)兩部分,對於臺灣首次自主發展通訊衛星,吳宗信表示,在衛星本體上,國家太空中心已經有一定的自製能力,「臺灣幾乎能百分之百自主研發了。」

至於 B5G 衛星的酬載部分,例如通訊模組等等,則正與工研院資通所合作,並與產業界一同發展相關技術,也希望未來能達到高度自主的研發能力。

臺灣太空產業要升級,得先著手打造「環境」

為了國產衛星載具的目標,吳宗信在 2012 年於交大成立了前瞻火箭研究中心,但這些年來前瞻火箭其實經營的非常辛苦。過去幾年,前瞻火箭大約募得一億六千萬新臺幣,製造火箭的技術也達到能讓火箭在空中懸浮的水準,但這似乎已經達到學校單位能做的極限,若要繼續發展下去,在人、時、地、物的支援都需要有更大的規模,然而學校不是企業或是國家單位,學生有自己的前途,因此難以留住人才。

另一方面,很多大學研究室在做的東西,由於相對單純,需要控制的變因很少,可以相對簡單的透過改變某一個部分就能夠看到效果,同時也可能只需要幾個學生合作就能夠完成。但火箭與衛星可不是這樣,它需要數百人的團隊合作,而一個系統可能有一萬個零件,只要一個螺絲做得不對,整個系統就會失效。這樣的工作,沒有一個由全職工作者組成的團隊,是很難完成的。

也因為火箭研發在學界內缺乏資源及環境,今年 8 月甫接任國家太空中心主任的吳宗信,在「換了位置卻沒換腦袋」的情況下,轉換跑道繼續推動臺灣的太空產業發展,捲起袖子,誓言把臺灣的太空產業環境建立起來!

吳宗信(左)8 月接任國家太空中心主任;中為國研院吳光鐘院長、右為前代理主任余憲政。圖/國家太空中心提供

建立產業基石,是國家機關的重責

吳宗信表示,過去開發火箭跟很多廠商合作的過程中,他也將臺灣的產業掃過一遍,發現臺灣的太空相關產業鏈其實深度及廣度兼具,甚至有許多廠商原本就有接到歐美國家訂單生產太空相關零組件,只是基於保密協議廠商不能宣傳。

那既然臺灣並非沒有發展太空產業的能力,以前為什麼不做呢?吳宗信說,就像是廣告中的一段經典台詞:「阿伯,失火了你怎麼不跑?」「啊腳麻是要怎麼跑?」由於沒有適當的發展環境與法規,很多事情就無法順利進行,像是不久前晉陞公司的飛鼠一號火箭在國內無法順利發射,就是實際的例子。

因此吳宗信認為,雖然國家單位的效率一定不比有生存壓力的私人公司,但國家卻能夠改善整體產業的發展環境,「就如同廚師要煮出好菜,也要先有廚房和爐具。」而在未來的太空產業中,廚師是民間廠商,那麼國家的角色就是幫忙把廚房準備好。像是目前完成立法的《太空發展法》、以及未來國家火箭發射場的設立等,就是建立太空產業發展基石的重要工作。

同時,與民眾、民代的溝通,也是發展太空產業非常重要的一環,吳宗信也提到,讓事情清楚透明,是讓大眾與民意代表從懷疑到支持的關鍵。

打造臺灣太空港:實現「南火箭北衛星」願景

隨著全世界太空產業的發展,未來也充滿不同的可能性,像是 SpaceX 有提出利用星艦(Starship)火箭系統,進行長程國際航班的構想,如同現代的港口與機場,未來臺灣可能會需要「太空港」來滿足各種火箭發射的需求。而太空港也會需要對應的後勤設施,並且可以結合太空產業科學園區,讓國內外的太空公司設廠製造火箭與衛星。

另一方面,這樣的太空港也可以結合地方特色發展觀光,「說不定以後每個臺灣的年輕人成年禮,都可以去參觀火箭發射和國家太空博物館」吳宗信說道。

吳宗信也提出了「南火箭、北衛星」的構想,期許未來臺灣南部能成為火箭研發、生產與發射的重要基地,而北部則可以延續過去國家太空中心發展衛星的基礎,成為衛星發展重鎮。 

吳宗信指出,未來臺灣可能會需要「太空港」來滿足火箭發射的需求;圖為美國的甘迺迪太空中心,為 NASA 發射火箭的重要太空港。圖/Pixabay

投資太空不是豪賭,科研走的每一步都算數!

吳宗信表示,在太空產業發展上若政府願意帶頭出來衝,民間會有更多企業投入太空產業。

吳宗信說,過去臺灣在不同產業的嘗試,有半導體業的成功案例,但也有許多投入資源卻沒發展起來的產業。但投資本來就不可能穩賺不賠,也不能永遠固守既有的優勢產業。現在太空產業出現了機會,並不代表做了一定會成功,「但不做就完全沒有機會了。」

另外,太空產業的發展最終不論是否能開花結果,投入資源訓練出來的人才、發展出的技術其實都能應用在不同領域。像是 1960 年代的美國,就因為阿波羅登月計畫所需,大力推動如 IBM 等民間電腦公司的快速發展,「科技就是這樣一步一腳印創造出來的。」

如果想要進入太空產業,可以怎麼準備?

跨領域合作在太空產業非常重要。吳宗信說明,在衛星方面,大約有三分之二與電機和資訊工程相關,而火箭方面,則是有三分之二與機械、材料與結構等等相關。因此對於有志在未來投入太空產業的學生,航太系會是很好的選擇,但很多理工科系也都與太空產業有關,職涯發展上不會因「非航太系」而受限。

吳宗信也鼓勵對於太空產業有興趣的大學生在本科系繼續學習的同時,可以在大三大四去修一些與衛星、推進等等課程,接著研究所再到國內外相關系所深造。

而職場的選擇,則要取決於自己想要「怎麼參與太空產業」,像是進入一家太空產業鏈上製造特定零組件的公司,也是參與太空產業的一種方式,而若是想接觸更完整的太空產業,則可以選擇到做系統整合的公司或是太空中心就職。

火箭與衛星都是複雜的「系統工程」

火箭與衛星的研發製造,都必須整合很多不同次系統,是一門非常精密且嚴謹的系統工程。以火箭系統為例,推進、結構、航電、軟體、硬體和通訊等系統缺一不可,這些系統各自都是不同的專業,但系統間又要能完美的配合,若火箭上任何系統無法順利運作或配合,這支火箭就跟「沖天炮」差不多了。

而臺灣的大學科系目前在授課上較少有「系統工程」的規劃,每個不同專業的領域各做各的就像是一個樹林裡,「有些人種芒果,有些人種龍眼,每一群人都很擅長照顧自己的作物,但卻不知道樹林裡還有哪些水果。因此就需要有人開直升機從上往下看,看看到底有哪些資源,並且對其他領域稍微多懂一些,才能有效的整合。」

吳宗信強調,系統工程就是「不能見樹不見林,更要『見樹又見林』」。也因此,吳宗信也期待未來臺灣能有「太空系統工程」碩博班的設立,以培育更多產業所需的太空人才。

從打橄欖球到做火箭,那些同樣重要的事

訪談中吳宗信也分享自己在臺大時期是橄欖球隊一員,主打九號傳鋒[註]位置的吳宗信笑著說:「那時候我這個體格,在全臺灣高中以上的橄欖球員中應該就是我最輕,不到 50 公斤,但憑著快速靈活的身手,也能成為球隊中重要的一員。橄欖球很好玩,在倒地之前只能將球往後傳,一定要球傳下去,任何位置都很重要,我也在那邊學到很多團隊合作精神。」

吳宗信表示過去做火箭時,有好幾次測試中火箭摔在地上,甚至斷成兩截,面對不斷失敗產生的壓力,其實對身體及精神都是折磨,這些挫折也曾讓團隊懷疑過,自己到底要不要繼續做火箭?但就如同橄欖球場上的磨難,但當很多人一起做事時,就可以分工合作,克服很多困難與阻礙。

而不論是打橄欖球或是做火箭,吳宗信說,他很喜歡扮演「箍桶」(臺語:khoo-tháng)的角色,也就是木桶上的鐵環。因為有了箍桶將木片整合在一起,木桶才不會散掉,就像是系統工程中,要將不同次系統整合串聯一樣。

註解

  • 註 1:「傳鋒」是橄欖球隊型的九號位,在多數的比賽中,Scrum-half 擔任從前鋒群中接過球並傳給後衛的角色。他們善於團隊溝通,特別擅長指揮前鋒,主要目的是提供後衛群穩定俐落的傳球。

科技大觀園_96
84 篇文章 ・ 331 位粉絲
為妥善保存多年來此類科普活動產出的成果,並使一般大眾能透過網際網路分享科普資源,科技部於2007年完成「科技大觀園」科普網站的建置,並於2008年1月正式上線營運。 「科技大觀園」網站為一數位整合平台,累積了大量的科普影音、科技新知、科普文章、科普演講及各類科普活動訊息,期使科學能扎根於每個人的生活與文化中。