Sci & Tech

เหรียญรางวัลโอลิมปิควิชาการมีผลอย่างไรต่อวิทยาศาสตร์ของประเทศ?

December 18, 2011

เหรียญรางวัลโอลิมปิควิชาการมีผลอย่างไรต่อวิทยาศาสตร์ของประเทศ? (ตอบ: ไม่ค่อยมี)

เราทุกคนคงเคยได้ยินเรื่องราวและตำนานของเหล่าเยาวชนไทยมากมายที่เข้าร่วมแข่งขันวิทยาศาสตร์และคณิตศาสตร์โอลิมปิคระดับนานาชาติ หลายท่านอาจจะมองเหรียญที่ห้อยคอเหล่า “อนาคตของชาติ” และอดไม่ได้ที่จะฝากความหวังอนาคตทางวิทยาศาสตร์ของชาติไว้กับเยาวชนเหล่านี้ อย่างไรก็ตาม ความคาดหวังที่ว่าจำนวนเหรียญโอลิมปิคที่แต่ละประเทศได้รับจะเป็นตัวบ่งชี้การพัฒนาผลงานทางวิทยาศาสตร์นั้นสมเหตุสมผลหรือไม่? ในบทความนี้ เราจะมาพิจารณาความสัมพันธ์ของจำนวนเหรียญโอลิมปิคที่แต่ละประเทศได้รับกับผลงานทางวิทยาศาสตร์

ความสัมพันธ์ (Correlation) คือค่าทางสถิติที่จะบอกว่าข้อมูลสองตัวมีความเกี่ยวข้องกันอย่างไร เช่น หากเราหาความสัมพันธ์ระหว่างอายุและอัตราการตาย เราก็จะพบว่าอัตราการตายของมนุษย์เพิ่มขึ้นเมื่ออายุเพิ่มขึ้น หมายความว่าอายุมีความสัมพันธ์โดยตรงต่ออัตราการตาย หากเราหาความสัมพันธ์ระหว่าง ค่า HDL ในกระแสเลือดกับอัตราการเกิดโรคหัวใจ เราอาจจะพบว่าผู้ที่มีค่า HDL มากกลับมีอัตราการเป็นโรคหัวใจน้อย หากเราหาความสัมพันธ์ระหว่าง จำนวนเงินที่แทงหวยกับเลขที่ออก เราอาจพบว่าไม่มีความสัมพันธ์ใดๆทั้งสิ้นและการที่เราเพิ่มเงินที่แทงไม่ได้ทำให้หวยออกเลขที่เราต้องการมากขึ้น

ทั้งนี้ การพบว่าข้อมูลสองชนิดมีความสัมพันธ์กันไม่ได้จำเป็นว่าข้อมูลจำเป็นต้องเป็นเหตุเป็นผลซึ่งกันและกัน (Correlation does not imply causation) ในขณะที่อายุอาจจะส่งผลโดยตรงต่อความเสี่ยงต่อโรคภัยที่จะนำไปสู่การเสียชีวิต แต่การที่พยายามเพิ่มค่า HDL ในเลือดไม่จำเป็นที่จะทำให้ไม่เป็นโรคหัวใจ ในทางกลับเราอาจจะพบว่าผู้ที่มีค่า HDL ในเลือดสูงมักจะมีการใช้วิถีชีวิตที่ส่งผลให้มีความเสี่ยงต่อโรคหัวใจน้อยและค่า HDL ในเลือดสูง ส่วนจำนวนเงินที่แทงหวยไม่มีแม้แต่ความสัมพันธ์ต่อแต้มที่จะออกของหวย การที่เราเพิ่มเงินซื้อหวยย่อมไม่มีเหตุผลให้หวยออกแต้มที่เราต้องการอย่างแน่นอน

หากเราสามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างความสำเร็จของโอลิมปิควิชาการและความสำเร็จทางการวิจัย เราก็จะตอบคำถามได้ว่าเหรียญโอลิมปิควิชาการมีผลอย่างไรต่อวิทยาศาสตร์ของประเทศ ข้อมูลสองชุดที่ใช้ในที่นี้คือ จำนวนเหรียญทองโอลิมปิคสาขาวิชาฟิสิกส์ของแต่ละประเทศในปี 1997-2007 ซึ่งเป็นตัววัดความสำเร็จในการแข่งขันโอลิมปิกวิชาการ เทียบกับจำนวน citations ทางสาขาวิชาฟิสิกส์ ซึ่งวัดความสำเร็จของการทำงานวิจัยในชีวิตจริง ถ้าหากว่าการส่งเยาวชนไปแข่งขันโอลิมปิคมีผลโดยตรงต่อการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์ของประเทศ เราควรที่จะพบว่าประเทศที่ได้เหรียญมากกว่าควรที่จะมี citations มากกว่า

จากการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่า ไม่พบความสัมพันธ์ทางสถิติระหว่างข้อมูลสองชุดอย่างมีนัยะสำคัญทางสถิติ ซึ่งบ่งชี้ว่าจำนวนเหรียญที่แต่ละประเทศได้รับในการแข่งขันโอลิมปิควิชาการสาขาวิชาฟิสิกส์ไม่มีผลโดยตรงต่อการพัฒนาการวิจัยทางวิทยาศาสตร์อย่างมีนัยะสำคัญ

ท่านผู้อ่านอาจจะสงสัยว่าทำไมจึงไม่มีความเกี่ยวข้อง คำตอบของคำถามนี้มีได้หลายแง่ อย่างแรกสุดก็คืออาจจะเป็นไปได้ว่ามีช่องว่างระหว่างทางอายุระหว่างกลุ่มนักเรียนม.ปลายที่เข้าร่วมแข่งขันกับกลุ่มนักวิจัยที่ทำงานจริง กล่าวคือเหรียญโอลิมปิคอาจจะเป็น”การลงทุน”ที่ต้องรออีก 10-20 ปีกว่านักเรียนม.ปลายที่ได้เหรียญทองในปีนี้จะสำเร็จการศึกษาและเติบโตในวงการศึกษาและวิจัย จึงจะสามารถบอกได้ว่ามีผลมากน้อยแค่ไหน

แต่อย่างหนึ่งที่ต้องนึกไว้เสมอก็คือว่า มีผู้เข้าร่วมแข่งขันวิทยาศาสตร์โอลิมปิคเป็นจำนวนน้อยมากเมื่อเทียบกับจำนวนประชากร แม้กระทั่งในวงการวิทยาศาสตร์เองผู้ที่อยู่ในวงการที่เคยมีส่วนร่วมในวิทยาศาสตร์โอลิมปิคก็นับเป็นสัดส่วนที่น้อยมาก ดังนั้นผลกระทบที่มีของการแข่งขันต่องานวิจัยจริงๆจึงถูกเจือจางไปมาก

นอกจากนี้ผู้เข้าร่วมแข่งขันที่มีความสามารถเป็นจำนวนมากก็ค้นพบว่าความรู้ที่ใช้ในงานแข่งขันแตกต่างกันมากกับงานวิจัยในความเป็นจริง อีกทั้งโอกาสและผลตอบแทนในสายอาชีพวิทยาศาสตร์ก็ไม่คุ้มกับการลงทุน (วิทยาศาสตร์เป็นอาชีพที่ใช้เวลาและค่าเล่าเรียนมากที่สุดวิชาหนึ่ง แต่กลับได้เงินเดือนน้อยกว่างานภาคเอกชนหรือสายอาชีพอื่น) ทำให้ผู้ที่มีความสามารถเป็นจำนวนมากยอมเลิกที่จะเดินต่อไป หรือบางส่วนก็ไม่ได้มีความสนใจที่จะเดินสายอาชีพนี้แต่แรกและเลือกทางเดินที่ “popular” และได้ผลตอบแทนที่ดีกว่าในภาคเอกชน

ประเด็นนี้อาจจะสอดคล้องกับค่านิยมที่ว่า “อยากให้ลูกเป็นหมอเป็นวิศวะ” ที่สังเกตุเห็นได้มากในสังคมที่มีระบบครอบครัวที่ต้องเคารพบิดามารดาเป็นใหญ่ที่เห็นได้ทั่วไปในประเทศแถบเอเชีย นี่อาจจะเป็นเหตุผลส่วนหนึ่งว่าทำไมอาชีพวิทยาศาสตร์จึงไม่เป็นที่นิยม ตัวเลขที่ยืนยันข้อเท็จจริงนี้ได้ดีที่สุดก็คือคะแนนเกณฑ์ขั้นต่ำในการสมัครเข้า Entrance ของคณะวิทยาศาสตร์ในมหาวิทยาลัยต่างๆในประเทศไทยซึ่งต่ำเหลือเกินเมื่อเทียบกับสาขาวิชาที่ใช้ความรู้ทางวิทยาศาสตร์ใกล้เคียงกัน เช่น แพทยศาสตร์ กับวิศวกรรมศาสตร์

จากโพสต์เก่าที่ประเทศไทยอยู่ไหนเคยพูดถึงการให้ความสำคัญกับงานค้นคว้าวิจัย (R&D expenditure as percentage of GDP) จะเห็นได้ว่า ประเทศที่พัฒนาแล้วทุกประเทศต่างก็ให้ความสำคัญกับงานวิจัยอย่างมาก ถึงแม้ว่านี่ไม่ได้ยืนยันว่าการเพิ่มงานวิจัยจะส่งผลโดยตรงต่อการพัฒนาของประเทศ แต่เป็นที่แน่นอนว่างานค้นคว้าวิจัยเป็นส่วนที่สำคัญที่ขาดไม่ได้ส่วนหนึ่งของการพัฒนาของประเทศ

ทั้งนี้แอดมินอยากจะชี้แจงว่า การจัดการแข่งขันทางวิชาการไม่ใช่เรื่องที่ผิด และการปลูกฝังส่งเสริมและให้รางวัลแก่คนที่มีความสามารถในการเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์ก็เป็นสิ่งที่ดี หากแต่ว่าการจะพัฒนาประเทศทางด้านวิทยาศาสตร์นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับการให้ความสำคัญของการแข่งขัน แต่ขึ้นอยู่กับการให้ความสำคัญต่อสถาบันวิทยาศาสตร์และงานวิจัย

ภาคผนวก
หากดูกราฟนี้อย่างผิวเผินจะเห็นคล้ายว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนเหรียญและ citation ในระดับหนึ่ง อย่างไรก็ตาม เราไม่สามารถใช้ความรู้สึกมาเป็นตัวชี้วัดได้ว่าความสัมพันธ์มีนัยยะสำคัญหรือไม่ แอดมินจึงได้วิเคราะห์โดยการ fit สมการเส้นตรงกับข้อมูล ซึ่งให้ผลเป็นสมการ

Citation = 3861 x จำนวนเหรียญ + 323847

จากนั้นวิเคราะห์ค่าความคลาดเคลื่อนของ slope ด้วยการทำแบบจำลอง Monte Carlo อย่างง่าย (ด้วยการ Bootstrap) โดยการสุ่มเลือกชุดข้อมูลใหม่จากข้อมูลเดิม (resample with replacement) แล้ว fit เส้นตรงใหม่ 50,000 ครั้ง แล้วคิดค่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของการกระจายของ slope จากจำนวน 50,000 ครั้งดังกล่าว พบว่าส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานของ slope มีค่า 7597 นั่นคือความสัมพันธ์ระหว่างจำนวน citation และจำนวนเหรียญมี slope = 3861 +- 7597 ซึ่งชี้ให้เห็นว่าไม่มีนัยยะสำคัญทางสถิติ เพราะค่า slope เป็นศูนย์ก็อยู่ภายในส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานจากค่า slope ที่ได้จากการ fit สมการเส้นตรง

กราฟแสดงการกระจายของ fit เส้นตรงใหม่จากกระบวนการ Bootstrap: http://dl.dropbox.com/u/2221437/IPhO/ipho_mc.png

ฮิสโทแกรมแสดงการกระจายของ slope จาก Bootstrap (n= 50,000): http://dl.dropbox.com/u/2221437/IPhO/ipho_mc_hist.png

IDL Code ที่ใช้วิเคราะห์และวาดกราฟ: http://dl.dropbox.com/u/2221437/IPhO/ipho.pro

ข้อมูลอ้างอิง

http://www.china-profile.com/data/tab_citations_2a.htm

http://www.jyu.fi/tdk/kastdk/olympiads/

สำหรับประเทศไทย เนื่องจากจำนวน Citation ไม่ติดอันดับ 20 อันดับแรกแอดมินจึงใช้ค่าที่น้อยกว่าประเทศออสเตรียซึ่งมี Citation น้อยที่สุดเป็นค่าประมาณ (100,000 citations) อย่างไรก็ตาม ค่านี้ไม่ใช้ในการวิเคราะห์ Bootstrap ด้านบน

หมายเหตุ: แม้ข้อมูลจำนวนเหรียญมาจากช่วงปี 1996-2006 และข้อมูล citation จะมาจากช่วง 1997-2007 แอดมินพบว่าความแตกต่างนี้ไม่มีผลอย่างมีนัยยะสำคัญต่อข้อมูลทางสถิติ เพราะในความเป็นจริงแล้วระยะเวลาที่นักเรียนที่ได้รับเหรียญรางวัลจะเข้าสู่วงการวิจัยนั้นนานกว่าหนึ่งปีมาก

  • Abc

    สรุปแล้วคือ …อ่านไม่รู้เรื่อง

  • http://www.facebook.com/sirada.kritdum Sirada Kritdum

    citation แปลว่า… การประกาศยกย่องใช่มั้ย?

Readery — ร้านหนังสือออนไลน์