人文社会科学中的定量分析课件.ppt

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1、人文社会科学中的定量分析,吉林大学生物与农业工程学院 杨印生2019-04-27,人文社会科学为什么也需要定量分析-从思维定势的学科差异和数学的地位与作用谈起人文社会科学中的不确定性及定量分析方法定量分析常用工具简介,人文社会科学中的定量分析,自然科学靠实验，社会科学靠休闲？关键：思维科研的基础是思维思维的基础是积累,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（一）思维定势的学科差异,案例1：英国苏格兰北部大草原乌金般的黑羊群,文学家的形象维 （联想和想象）物理学家的直觉思维 （实验验证）数学家的逻辑思维 （逻辑推理）,思维定势的学科差异（从王选戏说谈起）,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（一）

2、思维定势的学科差异,案例2：欲穷千里目，须上几层楼？,从唐代诗人王之涣的登鹳雀楼（白日依山尽，黄河入海流；欲穷千里目，更上一层楼）到2019年数学教师范春来的“欲穷千里目，须上四千九百层楼”。,如图所示,设地球半径R=6370(km),则由勾股定理,有63702+5002=(6370+x)2求解得x19.6(km)假设每层楼高度为4m,那么楼有4900层。,思维定势的学科差异（从王选戏说谈起）,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（一）思维定势的学科差异,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,空间形式数量关系数学首先是一门科学，更是一门技术现实世界数学的特点-抽象性、精确

3、性和逻辑性 数学的高度抽象性决定了它的应用广泛性（如用对称群论研究对称晶体、研究量子力学规律）。 从RADON（1917）变换到柯尔马克医生(1979获得诺贝尔医学奖)-CT-怎样才能通过X光的二维图象得到人体内部组织的三维图象？ 从指纹识别到老唱片翻新（小波分析）,1、数学是研究现实世界中的空间形式与数量关系的一门科学，是研究模式的科学,数学与哲学 哲学是望远镜、数学是显微镜，都属于横断科学。数学需要哲学引路、哲学则以数学为主要研究对象和工具。 古希腊的柏拉图学园门口：不懂几何者不得入内（主流哲学观-万物皆数）。笛卡儿首先是哲学家、然后才是数学家。 欧几里得的几何原本（含465个命题）和中国

4、的九章算术（含246个问题） 数学语言是形式化的、严谨的、严密的，一点也不含糊，只要步步合理推导，完全是可以理解的；哲学语言是非形式化的，即用普通语词来说事，往往回产生歧义。（先有鸡还是先有鸡蛋？）,2、数学是各门科学的基础和工具,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,数学与哲学三次数学危机的发生与解决过程，成为数学哲学研究的重要内容： 第一次：公元前5世纪无理数的发现-与希腊哲学“万物皆数”的矛盾 第二次：17世纪,以解析几何和微积分为代表的变量数学时代. 18世纪末、19世纪初，微积分的理论基础问题，无穷小量到底是不是零？从法国数学家柯西的极限理论到维尔斯特拉斯的“-

5、”语言，再到康托尔集合论。 第三次：20世纪初，1902年英国数学家兼哲学家罗素的“集合论悖论”-理发师悖论数学充满了辩证法-连续与间断、必然性与偶然性、有序与无序,2、数学是各门科学的基础和工具,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,数学与自然科学 数学超越自然科学。研究对象、研究方法和研究成果的适用范围均不同。 数学是自然科学研究的有力工具-马克思的论断；第一位获得诺贝尔物理学奖的物理学家伦琴；从爱因斯坦的质能公式到居里夫人的物质释放原子能原理-原子弹和原子能电站,2、数学是各门科学的基础和工具,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,数学与经济

6、许多诺贝尔经济奖几乎都是由经济学届的数学家或者精通数学的经济学家因在经济学中应用数学成绩而获得。1973年，华西里列昂惕夫（WASSILY LEONTIEF） (1906-) 发展了投入产出方法。1975年，俄国人康托罗为奇创立线性规划要点，美国人库普曼斯将数理统计学成功运用于经济计量学，对资源最优分配理论做出贡献。1983年，罗拉尔德布鲁概括了帕累拖最优理论，创立了相关商品的经济与社会均衡的存在定理。1987年，罗伯特索洛对增长理论做出贡献，提出长期的经济增长主要依靠技术进步，而不是依靠资本和劳动力的投入。2019年诺贝尔经济奖得主是美国经济学家阿凯罗夫、斯派恩斯和斯提格尼兹，获奖原因是他们

7、对具有不对称信息的市场的数学分析。2019年诺贝尔经济学奖得住克里斯托弗西姆斯以及托马斯萨金特在时间序列统计理论、宏观经济模型等领域都有重要贡献。,2、数学是各门科学的基础和工具,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,数学与管理 管理就是决策、决策就是运筹。1978年，美国人赫伯特亚西蒙对于经济组织内的决策程序进行了研究，这一有关决策程序的基本理论被公认为关于公司企业实际决策的创见解。数学与语言学、文学 语言统计学（一个人的语言在使用某些词语的频率具有稳定性，如红楼梦120回前80回是曹雪芹写的，后40回出自谁笔？）；模糊语义学。数学与历史学 历史的时间序列分析、考古学、

8、计量历史学 各门科学都在走向精确化、数学化、计算机化。各门科学都离不开数学，数学是各门科学的基础,2、数学是各门科学的基础和工具,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,3、有许多科技领域是主要植根于数学家的理论贡献的,英国数学家Turing与通信密码（二战）数学家Shannon（1948）与通信中的数学理论数学家Wiener（1935、1948）与控制论数学家Bellman, Kalman与现代控制论钱学森（1954）与工程控制论中国科学院数学所成立控制论研究室（1960）,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,4、计算机的发明及其应用所依据的思想大

9、都来自数学（计算机=数学的心脏+机械的外壳） 数学家Turing （1936）：论可计算数及其对判定问题的应用 Von Neumann：第一台程序内存的通用电子计算机5、在许多情况下，数学方法的应用可以直接产生经济效益 优化理论、计算机模拟，从风洞实验到数值风洞6、数学是人类文明的重要组成部分，数学是一种文化 哈佛大学数学物理教授Arthur Jaffe: 人们可以把数学对我们社会的贡献比喻为空气和食物对生命的作用,一、人文社会科学为什么也需要定量分析（二）数学的地位与作用,“数学地”思考问题的基本观点,数量观点函数观点（关联性）概率统计观点（抽样调查、数据分析、不确定性分析）空间观点图和网络

10、观点统筹观点程序化观点逻辑化观点,领会数学的理性精神、掌握数学思想方法、养成数学思维习惯，学会“数学地”思考和理解问题,一、人文社会科学为什么也需要定量分析,理工管文交叉与创新,马克思说：“一门学科只有当它达到能够成功地运用数学时，才算真正发展了。”,理工管文交叉的体会 1.交换脑筋，转换思维； 2.不是简单的交叉，而是融合(从问题到数学，还是从数学到问题?),一、人文社会科学为什么也需要定量分析,二、人文社会科学中的不确定性及定量分析方法,一个概念或现象确定与否是以其内涵和外延以及与环境的关系来辨别的？ 客观现实中确定是相对的，不确定是绝对的。 客观现实中的不确定性（与必然性相对）： （1）

11、随机性：因果关系的不确定性（外在） （2）模糊性：排中关系的不确定性（外延） （3）灰色性（未确知）：内涵不确定 （4）粗造性：知识的不可分辨性（数据挖掘） （5）混沌性：内在随机性（如蝴蝶效应、马蹄掌） （6）矛盾与不相容性：曹冲称象、皇岗大桥,不确定性处理方法,概率统计学：因果律的突破模糊数学（模糊集合）：排中律的突破灰色系统理论（灰色集合）粗糙集合论混沌理论（分形集合）可拓集合论,二、人文社会科学中的不确定性及定量分析方法,人文社会科学中常用的模糊数学方法,模糊识别与模糊聚类模糊综合评判与模糊关系方程模糊优化模糊逻辑与模糊推理模糊控制,二、人文社会科学中的不确定性及定量分析方法,三、定量

12、分析常用工具简介,1、常用分析软件2、数据分析软件优缺点3、数据分析软件学习建议4、案例,三、定量分析常用工具简介 1、常用分析软件Excel,Excel电子表格是Microsoft公司推出的Office系列产品之一，是一个功能强大的电子表格软件。特点是对表格的管理和统计图制作功能强大，容易操作。Excel的数据分析插件XLSTAT，也能进行数据统计分析，但不足的是运算速度慢，统计方法不全。,主要功能：数据透视表 频数分布统计、双（或三）变量列联交叉频数统计分布；分析数据库 描述统计、抽取随机样本、计算相关系数、回归分析；制作统计图形 直方图、时间序列图、折线图、雷达图、饼图等。,三、定量分析

13、常用工具简介 1、常用分析软件 SPSS,SPSS（Statistical package for the social science社会科学统计软件包）现已改名为统计解决方案服务软件，是世界著名的统计分析软件之一,它集数据整理、分析功能于一身，用户可以根据实际需要和计算机的功能选择模块，基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等等。,统计分析过程包括描述性统计、均值比较、一般线性模型、相关分析、回归分析、对数线性模型、聚类分析、数据简化、生存分析、时间序列分析、多重响应等几大类，每类中又分好几个统计过程。 例如：回归分析中又分线性回归分析、曲线估计、Logistic回归、Prob

14、it回归、加权估计、两阶段最小二乘法、非线性回归等多个统计过程。,三、定量分析常用工具简介 1、常用分析软件 Eviews,Eviews是Econometrics Views的缩写，通常称为计量经济学软件包，是对社会经济关系与经济活动数量规律采用计量经济学方法与技术进行观察。另外Eviews也是美国QMS公司研制的在Windows下专门从事数据分析、回归分析和预测的工具。可以迅速地从数据中寻找出统计关系，并用得到的关系去预测数据的未来值。,主要功能：描述统计量：相关系数、协方差、自相关系数、互相关系数和直方图；进行T 检验、方差分析、协整检验、Granger 因果检验；普通最小二乘法、两阶段最

15、小二乘法和三阶段最小二乘法、非线性最小二乘法、广义矩估计法、ARCH 模型估计法等；回归方程的预测，模型的求解和模拟。,三、定量分析常用工具简介 1、常用分析软件 SAS,SAS （Statistical Analysis System 统计分析系统）在国际上, SAS被誉为数据统计分析的标准软件。SAS系统是一个模块组合式结构的软件系统，共有三十多个功能模块。SAS是用汇编语言编写而成的，通常使用SAS 需要编写程序, 比较适合统计专业人员使，而对于非统计专业人员学习SAS比较困难。,主要模块：基本模块 BASE SAS ；统计分析模块 SAS/STAT ；高级绘图模块 SAS/GRAPH

16、；运筹学模块 SAS/OR ；经济计量学和时间序列分析模块 SAS/ETS。,三、定量分析常用工具简介 1、常用分析软件 SEM模型,结构方程模型（Structural Equation Modeling，SEM）在社会科学以及经济、市场、管理等研究领域，有时需处理多个原因、多个结果的关系，或者会碰到不可直接观测的变量(即潜变量)，这些都是传统的统计方法不能很好解决的问题，结构方程模型弥补了传统统计方法的不足，成为多元数据分析的重要工具。,SEM模型的优点：同时处理多个因变量容许自变量和因变量含测量误差同时估计因子结构和因子关系容许更大弹性的测量模型估计整个模型的拟合程度,三、定量分析常用工具

17、简介 1、常用分析软件 SEM模型,SEM的软件，现在用得比较多的两种就是LISREL和AMOS：,LISREL（LInear Structural RELationship）协方差结构分析是一种从变量间或变量群间的协方差结构出发，积极地探讨和确认因果关系的分析方法，心理学、行为科学、经济学等领域中常用的路径分析（Path Analysis）和结构方程模型（Structural Equation Model）分析等都属于协方差结构分析的范畴。,Amos是Small Waters公司开发的路径分析软件，Amos与LISREL软件一样，它可以用来绘制路径图形，分析协方差结构。可以以多种格式读取二进

18、制文件，支持ASCII及文本文件。新的Amos版本还可以从SPSS统计软件读取SPSS格式文件，AMOS以图形界面见长（对于SEM的初学者可能比较容易上手）。,三、定量分析常用工具简介 1、常用分析软件 Matlab,MATLAB（矩阵实验室）是MATrix LABoratory的缩写，是一款由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件，MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件，是国际控制界的标准计算软件。,主要统计功能：数学函数，用于线性代数、统计、傅里叶分析、数值积分等交

19、互式工具，按迭代方式探查、设计及求解问题二维和三维图形函数可用于可视化数据各种工具可用于构建自定义的图形用户界面各种函数可以将基于Matlab的算法与外部应用程序和语言集成,三、定量分析常用工具简介 2、数据分析软件优缺点,三、定量分析常用工具简介 3、数据分析软件学习建议,研究不应为工具所累，纯熟一种，熟悉两种，知道三种即可，灵活运用，相互补充；以研究问题选择工具，而不是工具或方法导向式进行研究；建议不要耗费过多时间专门学习工具，而应以研究题目为驱动，实践中掌握，熟能生巧；精习一种软件后，自当触类旁通，掌握学习方法后，定会无师自通。,三、定量分析常用工具简介4、案例之一,最高人民法院关于审理

20、未成年人刑事案件具体应用法律若干问题的解释第11条明确规定未成年人刑事案件量刑时应当充分考虑的酌定量刑情节: 犯罪时的年龄、是否初次犯罪、犯罪后的悔罪表现、个人成长经历、一贯表现。 学者莫然（2019）通过某市两级法院近3年来未成年人刑事案件判决书共350份为样本，对以上酌定量刑情节对判决结果的影响进行回归分析，表明: 除了“犯罪年龄”对法官量刑结果有显著影响之外，其他4个情节的影响皆不显著，得出结论，未成年人刑事案件量刑活动中应然与实然之间有一定的距离，应当进一步考虑制定各酌定量刑情节等级判断标准以及不同等级对量刑结果的影响程度。1莫然.应然与实然之间的距离:未成年人量刑实证研究J.政法论坛

21、,2019.7(33):140-148,三、定量分析常用工具简介4、案例之二,澳门特别行政区基本法赋予立法会议员可对政府工作提 出质询，其中，书面质询已成为其代表民意监督行政当局的最活跃方式，且澳门立法会议员通过直选、间选和委任三种方式产生。 学者蔡永君、何伟鸿（2019）以第三届立法会议员(2019-2009)为样本，运用两阶段聚类分析方法了解不同的选举途径是否会造成议员利益表达行为的差异，以及不同当选形式的议员在纵向时间对政策范畴关注的变化，分析结果显示 直选议员较倾向运用制度化的利益表达模式，利益表达范畴也倾向于社会当时关注的热点议题，结果 同时显示了往后各届立法会议员利益表达的基本模式

22、。 2蔡永君,何伟鸿.澳门特别行政区立法会议员利益表达模式以书面质询时间序列为中心的分析 J.湖北行政学院学报,2019.2(80):48-54,三、定量分析常用工具简介4、案例之三,合法性问题是阻碍和制约中国民间微公益项目发展的主要因素。 学者何霞（2019）基于合法性理论视角，本研究对新浪、网易、腾讯等5大网络公益平台上504个微公益项目的合法性现状进行调查，运用探索性因子分析、验证性因子分析和结构方程模型对所提出的概念模型进行检验，结果显示：中国民间微公益项目主要在项目执行、专职人员管理和志愿者组织方面存在合法性问题，其中项目执行方面的合法性问题尤为突出。而破解合法性困境的关键在于调整微

23、公益项目与制度环境、规范标准之间的内在张力，这样才能在制度层面为民间微公益项目的合法性发展找到持续有效的解决方案。3何霞.困境与超越：民间微公益项目合法性问题研究J.青年探索,2019.1(193):36-43,结束语:100 的意义,从严格的数学意义来看，100等于什么？怎么达到100%呢？请看看下面的这组公式，它们会帮助我们找到答案！,如果： A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 代表： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26,如果： H- A- R- D- W- O- R- K 认真工作 8+1+18+4+23+15+18+11= 98% 同时： K- N- O- W- L- E- D- G- E 知识 11+14+15+23+12+5+4+7+5= 96% 但是： A- T- T- I- T- U- D- E 态度 1+20+20+9+20+ 21+4+5 = 100%,结束语:100 的意义,于是： 我们从数学计算上肯定地回答说，认真工作和知识会让你接近100%，态度会让你达到100%,结束语:100 的意义,想想那些说自己正在付出101的人又意味着什么呢？,谢谢！,