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존 튜키

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목차

1. 개요

존 튜키(John Tukey)는 미국의 통계학자이자 컴퓨터 과학자이다. 그는 1915년 매사추세츠주 뉴베드퍼드에서 태어나 브라운 대학교에서 학사 및 석사 학위를, 프린스턴 대학교에서 수학 박사 학위를 받았다. 제2차 세계 대전 중에는 화력 통제 연구소에서 근무했으며, 전후에는 프린스턴 대학교와 벨 연구소에서 활동했다. 튜키는 '비트'라는 용어를 처음 사용하고, 쿨리-튜키 FFT 알고리즘 개발에 참여했으며, 탐색적 데이터 분석(EDA) 개념을 확립하는 등 통계학과 컴퓨터 과학 분야에 기여했다. 1973년 미국 국가 과학상을 받았으며, 1985년 은퇴 후 2000년 사망했다.

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존 튜키 - [인물]에 관한 문서
기본 정보
출생일1915년 6월 16일
출생지미국 매사추세츠주 뉴베드퍼드
사망일2000년 7월 26일 (85세)
사망지미국 뉴저지주 뉴브런즈윅
국적미국
분야수학
소속 기관벨 연구소
프린스턴 대학교
학력브라운 대학교 (BA, MS)
프린스턴 대학교 (PhD)
박사 지도교수솔로몬 레프셰츠
주요 업적탐색적 자료 분석
다중 비교 문제
사영 추적
상자 그림
블랙먼-튜키 변환
쿨리-튜키 FFT 알고리즘
프리먼-튜키 변환
시겔-튜키 검정
스톤-튜키 정리
튜키-덕워스 검정
튜키의 범위 검정
튜키 람다 분포
튜키의 트리민
튜키의 가법성 검정
튜키의 보조정리
튜키 평균 차이 그림
튜키 중앙값
튜키 깊이
튜키의 바이웨이트 함수
튜키의 울타리
튜키 창
켑스트럼
플렉사곤
중앙값 다듬기
미드힌지
슬래시 분포
컨조인트 측정 이론
'비트'라는 용어의 창안
스캐그노스틱스
수상윌크스 기념상 (1965년)
미국 국가 과학 훈장 (1973년)
슈하트 메달 (1976년)
IEEE 명예 훈장 (1982년)
데밍 메달 (1982년)
왕립 학회 외국인 회원 (1991년)
학문적 경력
박사 학위 논문 제목위상수학에서의 가산성
주요 제자데이비드 R. 브릴링거
카이 라이 청
아서 뎀스터
레오 굿먼
캐런 카파다르
폴 마이어
프레더릭 모스텔러
존 A. 하티건

2. 생애 및 학력

존 튜키는 1915년 매사추세츠주 뉴베드퍼드에서 라틴어 교사 아버지와 개인 교사 어머니 사이에서 태어났다. 그는 주로 어머니에게 교육을 받았으며 특정 과목만 정규 수업을 들었다. 브라운 대학교에서 화학을 전공하여 1936년에 문학사(B.A.) 학위를, 1937년에 이학 석사(Sc.M.) 학위를 취득했다.[3] 이후 프린스턴 대학교로 옮겨 수학으로 전공을 바꾸었고, 1939년 "위상수학에서의 가산성에 관하여"(On denumerability in topologyeng)라는 논문으로 수학 박사 학위(Ph.D.)를 받았다.[4][5]

제2차 세계 대전 중에는 화력 통제 연구소(Fire Control Research Office)에서 근무하며 새뮤얼 윌크스, 윌리엄 젬멜 코크란과 협력했다. 이 시기 그는 U-2 정찰기 설계에 기여한 것으로 알려져 있다. 전쟁이 끝난 후 프린스턴으로 돌아와 대학과 벨 연구소 양쪽에서 연구 및 교육 활동을 이어갔다. 1962년에는 미국 철학회 회원으로 선출되었다.[6] 그는 35세의 젊은 나이에 정교수가 되었으며, 1965년에는 프린스턴 대학교 통계학과의 창립 학과장을 맡았다.

튜키는 학문 외적으로도 사회에 기여했는데, 미국 통계 학회 위원회에 참여하여 킨제이 보고서의 통계적 방법론을 비판하는 보고서("인간 남성의 성적 행동에 관한 킨제이 보고서의 통계적 문제", Statistical Problems of the Kinsey Report on Sexual Behavior in the Human Maleeng) 작성에 핵심적인 역할을 했다. 이 보고서는 "킨제이 씨가 선택한 300명의 그룹보다 세 명의 무작위 선택이 더 나았을 것이다"라는 비판으로 요약될 수 있다.

1960년부터 1980년까지는 NBC 텔레비전 네트워크의 선거 예측 및 분석 여론조사 설계를 도왔으며, 교육 평가 서비스(Educational Testing Service), 제록스, 머크&컴퍼니 등에서 컨설턴트로도 활동했다. 1970년대와 1980년대 초에는 전국 교육 진척도 평가(NAEP)의 설계와 수행에 중요한 역할을 했다.

그의 학문적 공헌을 인정받아 1973년 닉슨 대통령으로부터 미국 국가 과학상을 수상했으며, 1982년에는 "랜덤 프로세스의 스펙트럼 분석 및 고속 푸리에 변환 (FFT) 알고리즘에 대한 기여"로 IEEE 명예 훈장을 받았다.

튜키는 1985년에 공식적으로 은퇴했으며, 2000년 7월 26일 뉴저지주 뉴브런즈윅에서 85세의 나이로 사망했다.

3. 과학적 업적

존 튜키는 경력 초기에 벨 연구소에서 컴퓨터를 이용한 통계 방법 개발에 참여했으며, 정보량의 기본 단위를 나타내는 '비트'(bit)라는 용어를 1947년에 처음으로 사용했다.

그의 통계적 관심사는 매우 다양했으며 여러 중요한 기여를 남겼다. 특히 제임스 쿨리와 함께 고속 푸리에 변환(FFT)의 핵심 알고리즘인 쿨리-튜키 FFT 알고리즘을 개발한 것으로 유명하다. 또한 1970년에는 통계적 추정치의 편향과 분산을 추정하는 데 유용한 잭나이프 재표본추출법(Quenouille–Tukey jackknife) 개발에 크게 기여했으며, 1977년 저서 Exploratory Data Analysis|탐색적 데이터 분석eng에서 데이터 시각화에 널리 쓰이는 상자 그림을 소개했다.

튜키는 데이터를 탐색하고 이해하는 새로운 접근법인 탐색적 데이터 분석(EDA) 개념을 정립하고 그 중요성을 강조했다. 그는 기존의 엄격한 가설 검증 중심의 확인적 데이터 분석(CDA)만으로는 데이터에 숨겨진 패턴이나 통찰을 얻기 어렵다고 보고, 가설 설정 이전에 데이터를 유연하게 탐색하는 과정을 중시했다.[9] 이러한 EDA 개념은 컴퓨터 과학과 결합하여 현대 데이터 과학의 기초를 마련한 것으로 평가받으며[8], 튜키는 데이터 과학 분야의 선구자 중 한 명으로 여겨진다. 그는 컴퓨터 그래픽이 다변량 데이터 분석에 효과적임을 인식하고 초기 시각화 도구 개발에도 영향을 미쳤다.[10]

튜키의 범위 검정, 튜키 람다 분포, 튜키의 가법성 검정, 튜키의 보조정리, 튜키 윈도우 등 그의 이름을 딴 다양한 통계 기법들이 오늘날에도 사용되고 있다. 이 외에도 선형 회귀의 대안으로 트라이미디언이나 중앙값-중앙값 선과 같은 로버스트(robust)한 통계 방법들을 개발했다. 1974년에는 제롬 H. 프리드먼과 함께 고차원 데이터 분석 기법인 사영 추구 개념을 개발하기도 했다.[7]

3. 1. 통계학 및 데이터 분석

경력 초기에 튜키는 벨 연구소에서 컴퓨터를 활용한 통계 방법 개발에 참여했으며, 1947년 정보량의 기본 단위를 나타내는 '비트'라는 용어를 처음 사용했다.

튜키의 통계적 관심사는 매우 폭넓었다. 그는 특히 제임스 쿨리와 함께 쿨리-튜키 FFT 알고리즘을 개발하여 고속 푸리에 변환(FFT)의 계산 효율성을 획기적으로 높인 것으로 잘 알려져 있다. 1970년에는 통계적 추정치의 편향과 분산을 추정하는 데 사용되는 잭나이프 재표본추출법 (Quenouille–Tukey jackknife라고도 함) 개발에 중요한 기여를 했다.

튜키는 데이터를 시각화하고 이해하는 새로운 방식을 제시하는 데 힘썼다. 1977년에 출간한 저서 Exploratory Data Analysis|탐색적 데이터 분석eng에서 데이터의 분포를 시각적으로 요약하는 상자 그림을 소개했으며, 이는 오늘날에도 널리 사용되는 데이터 시각화 도구이다.

그의 이름은 여러 통계적 방법론에 남아있다. 튜키의 범위 검정, 튜키 람다 분포, 튜키의 가법성 검정, 튜키의 보조정리, 그리고 시계열 분석 등에서 사용되는 튜키 윈도우 등이 대표적이다. 또한, 선형 회귀 분석의 간편한 대안으로 트라이미디언과 중앙값-중앙값 선과 같은 로버스트(robust)한 통계 기법들을 개발하기도 했다.

1974년에는 제롬 H. 프리드먼과 함께 고차원 데이터에서 흥미로운 저차원 투영(projection)을 찾는 통계 기법인 사영 추구의 개념을 개발했다.[7]

튜키는 통계 실무와 데이터 분석 분야 전반에 걸쳐 지대한 영향을 미쳤으며, 일부에서는 그를 데이터 과학의 아버지로 여기기도 한다. 그는 데이터 과학의 핵심적인 토대를 마련하는 데 선구적인 역할을 했다.[8] 튜키는 데이터를 이해하려는 노력이 오랜 역사를 가지고 있음을 인지하면서도, 1960년대 당시 통계학계가 엄격한 수학적 증명과 가설 검증에 치중하는 확인적 데이터 분석 (Confirmatory Data Analysis, CDA)에 지나치게 집중하고 있다고 비판했다.[9] 그는 가설을 세우기 전에 데이터 자체를 주의 깊게 탐색하며 숨겨진 구조나 정보를 발견하는 것의 중요성을 강조하며, 이러한 접근법을 탐색적 데이터 분석 (Exploratory Data Analysis, EDA)이라고 명명했다. EDA는 데이터 분석에 대한 유연한 태도를 강조하며, 오늘날 데이터 과학의 중요한 선구자로 평가받는다.

튜키는 EDA를 수행하는 데 있어 컴퓨터 과학의 중요성을 일찍부터 간파했다. 그의 연구 초기에는 상자 그림과 같이 손으로 그릴 수 있는 정적 시각화 방법에 중점을 두었지만, 컴퓨터 그래픽 기술이 발전함에 따라 다변량 데이터를 탐색하는 데 훨씬 더 강력한 도구가 될 수 있음을 깨달았다. 이러한 통찰을 바탕으로 1970년대 초, 다변량 데이터를 시각적으로 탐색하기 위한 최초의 대화형 그래픽 시스템 중 하나인 PRIM-9(Projection, Rotation, Isolation, Masking - 9차원)의 구상에 참여했다.[10] 데이터 분석과 컴퓨터 과학의 이러한 결합은 현대 데이터 과학의 핵심적인 특징이 되었다.

튜키는 EDA와 CDA를 명확히 구분하면서도, 두 가지 분석 유형 모두 중요하다고 생각했다. 다만, 실제 연구, 특히 자연 과학 분야에서는 가설 검증(CDA)과 데이터 탐색(EDA)이 명확히 분리되기 어려운 경우가 많으며, 이러한 상황을 '불편한 과학(uncomfortable science)'이라고 지칭하며 현실적인 어려움을 인정하기도 했다.

통계학자 A. D. 고든(A. D. Gordon)은 통계 실무에 대한 튜키의 핵심 원칙들을 다음과 같이 요약했다:[11]

"...수학적 통계의 유용성과 한계를 인식하는 것; 통계 분석 방법이 사용되는 가정의 위반에 대해 강건(robust)해야 한다는 중요성; 특정 분석 방법의 실제 작동 방식에 대한 경험을 축적하여 사용 지침을 제공할 필요성; 데이터 자체가 분석 방법을 선택하는 데 영향을 미치도록 허용하는 것의 중요성; 통계학자가 '입증된 진실의 수호자' 역할을 거부하고, 단편적인 해결책이나 주제를 지나치게 단순화하려는 시도를 경계할 필요성; 데이터 분석의 반복적인 본질; 컴퓨팅 자원의 성능 향상, 가용성 증가, 비용 절감의 의미; 통계학자 훈련 방식에 대한 고려."

튜키의 강의 스타일은 독특했던 것으로 전해진다. 통계학자 피터 맥컬라그(Peter McCullagh)는 1977년 런던에서 열린 그의 강의를 다음과 같이 회상했다:[11][12]

"튜키는 헐렁한 바지와 검은색 니트 셔츠를 입은 거대한 곰 같은 모습으로 연단으로 걸어갔다. 이것들은 한때는 짝을 이루었을 수도 있지만, 너무 오래되어 구별하기 어려웠다. ... 주의 깊고 의도적으로 제목 목록이 칠판에 분필로 쓰여졌다. 단어들도 느리고 흔들림 없이 전달되는 과체중 소포처럼 많지 않게 나왔다. ... 그것이 완성되었을 때, 튜키는 청중과 연단을 마주보며... "의견, 질문, 제안?"이라고 청중에게 물었다... 그는 답변을 기다리면서 연단에 올라가 청중을 마주보고 다리를 꼬고 앉았다. ... 우리 청중은 거대한 곰이 움직이거나 말을 하기를 기다리는 동물원의 구경꾼처럼 앉아 있었다. 그러나 거대한 곰도 똑같은 일을 하는 것처럼 보였고, 그 느낌은 편안하지 않았다."

3. 2. 컴퓨터 과학

경력 초기에 벨 연구소에서 컴퓨터용 통계 방법 개발에 참여했으며, 존 폰 노이만과 초기 컴퓨터 설계를 함께 작업했다. 이 과정에서 튜키는 'binary digit'(이진 숫자)을 줄여 '비트(bit)'라는 용어를 만들었다.[13][19] 이 용어는 1947년에 처음 사용되었고, 1948년 클로드 섀넌의 논문 『통신의 수학적 이론』에서 처음으로 공식적으로 사용되었다.[13]

또한, 튜키는 '소프트웨어(software)'라는 용어를 고안한 것으로 알려져 있다. 이 용어는 1958년 튜키가 발표한 논문(American Mathematical Monthly 지)에서 처음 인쇄물로 등장했다.[20] 다만, Paul Niquette가 1953년에 이 용어를 먼저 만들었다는 주장도 있다.[20]

3. 3. 기타

튜키는 시민 사회에 대한 기여의 일환으로, 미국 통계 학회 위원회에서 활동하며 킨제이 보고서의 통계적 방법론을 비판하는 보고서, 즉 "인간 남성의 성적 행동에 관한 킨제이 보고서의 통계적 문제"를 작성했다. 이 보고서는 "킨제이 씨가 선택한 300명의 그룹보다 세 명의 무작위 선택이 더 나았을 것"이라고 지적했다.

1960년부터 1980년까지는 NBC 텔레비전 네트워크에서 선거 예측 및 분석에 사용되는 여론 조사를 설계하는 데 참여했다. 또한 교육 평가 서비스, 제록스, 머크 앤 컴퍼니 등 여러 기관 및 기업에서 컨설턴트로 활동했다.

1970년대와 1980년대 초에는 전국 교육 진척도 평가(NAEP)의 설계와 수행 과정에 중요한 역할을 했다.

이러한 공로를 인정받아 1973년에는 닉슨 대통령으로부터 미국 국가 과학상을 받았다. 1982년에는 랜덤 프로세스의 스펙트럼 분석과 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘에 대한 기여로 IEEE 명예 훈장을 수상했다.

튜키는 1985년에 은퇴했으며, 2000년 7월 26일 뉴저지주 뉴브런즈윅에서 사망했다.

4. 출판물


  • David F. Andrews, Peter J. Bickel, Frank R. Hampel, Peter J. Huber, W. H. Rogers, 존 튜키. ''위치에 대한 로버스트 추정: 조사 및 발전''. 프린스턴 대학교 출판부, 1972.
  • Kaye E. Basford, 존 튜키. ''다중 응답 데이터의 그래픽 분석''. Chapman & Hall/CRC Press, 1998.[14][15][16][17]
  • R. B. Blackman, 존 튜키. ''통신 공학의 관점에서 본 전력 스펙트럼 측정''. Dover Publications, 1959.
  • William Gemmell Cochran, Charles Frederick Mosteller, 존 튜키. ''인간 남성의 성적 행동에 대한 킨제이 보고서의 통계적 문제''. Journal of the American Statistical Association, 1953.
  • James W. Cooley, 존 튜키. "복소 푸리에 급수의 기계 계산을 위한 알고리즘". ''계산 수학''. 19 (90): 297–301, 1965.
  • David C. Hoaglin, Charles Frederick Mosteller, 존 튜키 (편집). ''로버스트 및 탐색적 데이터 분석 이해''. 와일리, 1983.
  • David C. Hoaglin, Charles Frederick Mosteller, 존 튜키 (편집). ''데이터 테이블, 트렌드 및 모양 탐색''. 와일리, 1985.
  • David C. Hoaglin, Charles Frederick Mosteller, 존 튜키 (편집). ''분산 분석의 탐색적 분석의 기초''. 와일리, 1991.
  • Stephan Morgenthaler, 존 튜키 (편집). ''구성적 다중 샘플링: 실용적 견고성으로 가는 길''. 와일리, 1991.
  • Charles Frederick Mosteller, 존 튜키. ''데이터 분석 및 회귀: 통계학의 두 번째 과정''. Addison-Wesley, 1977.
  • 존 튜키. ''위상수학의 수렴과 균일성''. 프린스턴 대학교 출판부, 1940.
  • 존 튜키. ''탐색적 데이터 분석''. Addison-Wesley, 1977.
  • 존 튜키, Ian C. Ross, Verna Bertrand. ''통계 및 확률 색인''. R & D Press, 1973.


; ''존 W. 튜키의 전집'', William S. Cleveland 편집

  • David R. Brillinger (편집). ''제1권: 시계열, 1949–1964''. Wadsworth, Inc., 1984.
  • David R. Brillinger (편집). ''제2권: 시계열, 1965–1984''. Wadsworth, Inc., 1985.
  • Lyle V. Jones (편집). ''제3권: 데이터 분석의 철학과 원리, 1949–1964''. Wadsworth & Brooks/Cole, 1985.
  • Lyle V. Jones (편집). ''제4권: 데이터 분석의 철학과 원리, 1965–1986''. Wadsworth & Brooks/Cole, 1986.
  • William S. Cleveland (편집). ''제5권: 그래픽, 1965–1985''. Wadsworth & Brooks/Cole, 1988.
  • Colin L. Mallows (편집). ''제6권: 더 많은 수학, 1938–1984''. Wadsworth & Brooks/Cole, 1990.
  • David R. Cox (편집). ''제7권: 요인 및 분산 분석, 1949–1962''. Wadsworth & Brooks/Cole, 1992.
  • Henry I. Braun (편집). ''제8권: 다중 비교, 1949–1983''. Chapman & Hall/CRC Press, 1994.

참조

[1] MathGenealogy
[2] 저널 Obituary: John Wilder Tukey 2001-07-01
[3] 웹사이트 John Tukey https://mathgenealog[...] 2022-07-02
[4] 서적 On denumerability in topology https://catalog.prin[...] 1939
[5] 웹사이트 John Tukey http://www.ieeeghn.o[...] IEEE 2011-07-18
[6] 웹사이트 APS Member History https://search.amphi[...] 2021-01-28
[7] 저널 A Projection Pursuit Algorithm for Exploratory Data Analysis 1974-09-01
[8] 저널 50 Years of Data Science https://doi.org/10.1[...] 2017-01-01
[9] 저널 The Future of Data Analysis 1962-01-01
[10] 저널 John W. Tukey’s Work on Interactive Graphics http://www.jstor.org[...] 2002-01-01
[11] 웹사이트 John Tukey - Biography https://mathshistory[...] 2022-02-18
[12] 서적 John Wilder Tukey 2003-01-01
[13] 웹사이트 Bit definition by The Linux Information Project (LINFO) http://www.linfo.org[...]
[14] 저널 2000-06-01
[15] 저널 2000-07-01
[16] 저널 2001-02-01
[17] 저널 2001-06-01
[18] FRS Tukey; John Wilder (1915 - 2000) 2012-05-19
[19] 웹사이트 The origin of the 'bit' http://www.linfo.org[...]
[20] 뉴스 John Tukey, 85, Statistician; Coined the Word 'Software' New York Times 2000-07-28
[21] 저널 Obituary: John Wilder Tukey 2001-07-01


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