John Tukey

John Wilder Tukey ( à New Bedford - à New Brunswick) est l'un des plus importants statisticiens américains du XXe siècle[1]. Il crée et développe de nombreuses méthodes statistiques. Il est notamment connu pour son développement en 1965, avec James Cooley, de l'algorithme de la transformée de Fourier rapide[2]. Les concepts et méthodes statistiques qu'il invente sont aujourd'hui au programme des lycées et des universités[2].

John Tukey
Biographie
Naissance
Décès
Sépulture
Cimetière de Princeton (en)
Nom de naissance
John Wilder Tukey
Nationalité
Formation
Université Brown (jusqu'en )
Université de Princeton (-)
Activités
Autres informations
A travaillé pour
Membre de
Dir. de thèse
Distinctions
Œuvres principales
Teichmüller–Tukey lemma (d), Cooley–Tukey FFT algorithm (d), Loi de Tukey-Lambda, Tukey depth (d), Tukey–Duckworth test (d)

Biographie

Enfance et formation

John Tukey naît en 1915, à New Bedford (Massachusetts), dans une ville de pêcheurs sur la côte du New Jersey. Ses parents sont tous deux enseignants. Enfant surdoué, il apprend à lire seul dès l'âge de trois ans. Il ne fréquente pas l'école, ses parents prenant en charge son instruction[2],[3].

Inscrit à l'université Brown dès 1933, John Tukey y obtient, en 1937, une maîtrise en chimie (B.Sc. et M.Sc. degree). Il rejoint ensuite l'université de Princeton pour y étudier la chimie et les mathématiques. En deuxième année, il décide de ne se consacrer qu'à cette dernière discipline et obtient son doctorat (Ph.D. en mathématiques) en 1939. Il enseigne les mathématiques en tant qu'instructor of mathematics à Princeton à partir de 1939. En 1941, il est nommé professeur assistant[3].

Carrière

Pendant la Seconde Guerre mondiale, Tukey travaille à Princeton au Fire Control Research Office. Durant cette période, il rencontre les mathématiciens Samuel Wilks et William Cochran.

Après la guerre, il obtient un poste de professeur au département des mathématiques de Princeton. Il y donne des cours de statistiques et de probabilité. Parallèlement, il travaille pour les Laboratoires Bell où il rencontre Claude Shannon, créateur de la théorie de l'information.

Parmi plusieurs contributions à la société civile, Tukey travaille pour le comité de la Société américaine de statistique qui produit, en 1954, un rapport relevant des problèmes de méthodologie dans les rapports Kinsey, Statistical Problems of the Kinsey Report on Sexual Behavior in the Human Male (Problèmes statistiques du Rapport Kinsey sur le comportement sexuel du mâle humain)[4],.

De 1965 à 1970, il exerce la fonction de directeur du département de statistiques de l'université de Princeton[2].

De 1960 à 1980, il travaille comme consultant pour la chaîne NBC, analysant les sondages et résultats des élections présidentielles. Il couvre cinq élections de présidents américains[2].

En 1972, il représente, en tant que délégué, le gouvernement américain à la conférence des Nations unies sur la protection de l'environnement[2]. Dans les années 1970, il est à la tête du comité qui met en garde les autorités contre les effets dévastateurs des aérosols de la couche d'ozone. De 1975 à 1979, il préside, aux États-Unis, la commission de l'Académie nationale des sciences qui alerte l'opinion sur la dégradation progressive de la couche[2].

Il est également un temps directeur de recherche associé, dans le domaine de l'information chez AT&T, pour les laboratoires Bell[2]. Il travaille aussi pour les sociétés Xerox et Merck & Co.[1].

Il prend sa retraite en 1985, mais continue d'avoir une activité publique. En 1990, par exemple, il recommande l'utilisation de formules statistiques dans les recensements de populations. Celles-ci permettraient d'affiner l'analyse des résultats et notamment de mieux cerner le profil des résidents urbains moins fortunés[2].

Tukey meurt d'une crise cardiaque le à New Brunswick au New Jersey[2].

Contributions dans le domaine des mathématiques

Ses intérêts statistiques sont nombreux et variés.

En 1959, il met au point les techniques mathématiques de déconvolutions permettant de repérer les essais nucléaires souterrains à partir d'enregistrements sismologiques[2].

Exemple de boîte à moustache

Il contribue à la conceptualisation du Jackknife, une méthode statistique de ré-échantillonnage[5].

Il est particulièrement connu pour son développement en 1965, avec James Cooley, de l'algorithme de la transformée de Fourier rapide[2],[1].

Il crée les outils statistiques connus sous les noms de test des étendues de Tukey, loi de Tukey-lambda, test d'additivité de Tukey et lemme de Tukey. Il est aussi l'inventeur de la méthode de la trimoyenne (en)[6].

Avec Jerome H. Friedman, il développe une méthode d'analyse des données multivariées, la poursuite de projection[7].

Présentation de l'horaire des transports avec un diagramme branche-et-feuille, au Japon

Il articule l'importante distinction entre l'analyse de données exploratoires (Exploratory data analysis) et l'analyse liée aux tests d'hypothèses (confirmatory data analysis). Il estime que la méthodologie propre aux statistiques donnait une importance trop grande à ces derniers. Bien qu'il crût en l'utilité de séparer ces deux types d'analyses, il remarque que parfois, et surtout dans les sciences naturelles, cette distinction est problématique. Il invente, pour ces situations, le terme de « science inconfortable (en) ».

Il publia en 1977 son livre le plus diffusé, Exploratory Data Analysis[6], traitant de méthodes d'analyse descriptive et de représentation graphique des données. Il y présente entre-autres le principe de la boîte à moustaches (ou diagramme de quartiles) mais aussi les diagrammes branche-et-feuille (stem-and-leaf), une variante des histogrammes.

Ses travaux influencent ceux de Dorian Shainin. Dans la foulée des travaux de Tukey, Shainin échafaude un test de confirmation simple appelé « test Six Pack »[8].

Autres contributions

L'influence de Tukey dépasse le seul domaine des statistiques, en inventant des termes restés dans le vocabulaire scientifique.

Alors qu'il travaille avec John von Neumann sur les modèles des premiers ordinateurs, il crée, en 1948, le terme informatique bit, contraction de binary digit[1],[9]. Ce mot est cité pour la première fois dans un article par Claude Shannon en 1948.

Le mot software, que Paul Niquette dit avoir trouvé en 1953[réf. souhaitée], est pour la première fois utilisé dans un article écrit par Tukey en 1958[10] et lui est donc parfois attribué[11].

Dans le cadre d'un programme confidentiel de recherche gouvernemental, il contribue probablement au projet de développement de l'avion espion Lockheed U-2[1],[2],[3].

Il inspire, avec Lyman Spitzer, Jr, la fabrication du télescope Hubble[1].

Vie privée

En 1950, il épouse Elizabeth Louise Rapp. Il est le beau-frère de Frank Anscombe[12].

Publications

The collected works of John W Tukey, édité par William S. Cleveland
  • Volume I: Time series, 1949–1964, Wadsworth, Inc, (ISBN 978-0-534-03303-3, OCLC 10998116)
  • Volume II: Time series, 1965–1984, Wadsworth, Inc, (ISBN 978-0-534-03304-0, OCLC 159731367)
  • Volume III: Philosophy and principles of data analysis, 1949–1964, Wadsworth & Brooks/Cole, (ISBN 978-0-534-03305-7, OCLC 159731367)
  • Volume IV: Philosophy and principles of data analysis, 1965–1986, Wadsworth & Brooks/Cole, (ISBN 978-0-534-05101-3, OCLC 165832503)
  • Volume V: Graphics, 1965–1985, Wadsworth & Brooks/Cole, (ISBN 978-0-534-05102-0, OCLC 230023465)
  • Volume VI: More mathematical, 1938–1984, Wadsworth & Brooks/Cole, (ISBN 978-0-534-05103-7, OCLC 232966724)
  • Volume VII: Factorial and ANOVA, 1949–1962, Wadsworth & Brooks/Cole, (ISBN 978-0-534-05104-4, OCLC 165366083)
  • Volume VIII: Multiple comparisons, 1949–1983, Chapman & Hall/CRC Press, (ISBN 978-0-412-05121-0, OCLC 165099761)

Bibliographie
  • David R. Brillinger, « John W. Tukey: His Life and Professional Contributions », The Annals of Statistics, vol. 30, no 6,‎ , p. 1535–1575 (ISSN 0090-5364, lire en ligne, consulté le )
  • Biographie en français sur utc.fr

Notes et références
  1. (en) BIOGRAPHY 15.1 John W. Tukey (1915 -2000)
  2. Biographie en français sur utc.fr
  3. (en) David R. Brillinger, « John W. Tukey: His life and professional contributions », Annals of Statistics, Department of Statistics University of California, vol. 30, no 6,‎ , p. 1535-1575 (lire en ligne)
  4. (en) W. G. Cochran, F. Mosteller et J. W. Tukey, Statistical Problems of the Kinsey Report on Sexual Behavior in the Human Male, Journal of the American Statistical Association, Washington, 1954
  5. (en) J. W. Tukey, Bias and confidence in not quite large samples, dans Annals of Mathematical Statistics, vol. 29, 1958, p. 614
  6. (en) Tukey, John Wilder, Exploratory Data Analysis, Reading, MA, Addison-Wesley,
  7. (en) J. H. Friedman et J. W. Tukey, A Projection Pursuit Algorithm for Exploratory Data Analysis, IEEE Transactions on Computers, volume=C-23, issue 9, septembre 1974, p. 881–890
  8. (en) Andrew D. Sleeper, Design for Six Sigma Statistics, McGraw-Hill Book Company, New York, 2005, p. 79, (ISBN 0071451625)
  9. (en) The origin of the 'bit'
  10. (en) John W. Tukey, The Teaching of Concrete Mathematics dans The American Mathematical Monthly, vol. 65, no 1 (janvier 1958), p. 1-9
  11. (en) John Tukey, 85, Statistician; Coined the Word 'Software', New York Times, Obituaries, 28 juillet 2000
  12. (en) David Cox, « Frank Anscombe », Journal of the Royal Statistical Society, Series D, vol. 52, no 4,‎ , p. 679 (DOI 10.1046/j.0039-0526.2003.02064.x)

Annexes

Articles connexes

Liens externes

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