Επεξηγούνται οι διαφορετικοί τύποι σφαλμάτων μέτρησης

Όταν οι περισσότεροι από εμάς διαβάζουμε επιστημονικές εργασίες ή δελτία τύπου σχετικά με αυτές, υποθέτουμε ότι οι μετρήσεις που κάνουν οι επιστήμονες κατά τη διάρκεια των δοκιμών τους είναι ακριβείς, επομένως τους εμπιστευόμαστε. Αλλά και οι επιστήμονες είναι άνθρωποι και μπορούν να κάνουν λάθη όταν μετρούν πράγματα. Υπάρχουν τρεις γενικοί τύποι σφαλμάτων μέτρησης στην επιστήμη.

Θα τα εξετάσουμε εδώ για να μπορείτε να τα γνωρίζετε καθώς και να αποφύγετε τα ίδια λάθη εάν κάνετε τα δικά σας πειράματα. Πρώτον, να έχετε κατά νου ότι ένα σφάλμα είναι μια ασυμφωνία μεταξύ των πραγματικών τιμών και των παρατηρούμενων τιμών. Εάν ένας ερευνητής αποδεχτεί ένα σφάλμα ως γεγονός και δημοσιοποιήσει αυτά τα αποτελέσματα, θα μπορούσε να παραπλανήσει ή να παραπληροφορήσει το κοινό.

Εξοικείωση με το τυχαίο σφάλμα

Το τυχαίο σφάλμα συμβαίνει λόγω άγνωστων, απρόβλεπτων και μη ελεγχόμενων αλλαγών σε ένα πείραμα. Ο αντίκτυπος που έχει ένα τυχαίο σφάλμα σε μια μέτρηση ποικίλλει κάθε φορά. Για παράδειγμα, ένας περιβαλλοντικός παράγοντας όπως η ταχύτητα του ανέμου θα μπορούσε να προκαλέσει ένα τυχαίο σφάλμα. Σκεφτείτε έναν επιστήμονα που προσπαθεί να κάνει μια μέτρηση σε εξωτερικούς χώρους μια μέρα που χαρακτηρίζεται από πολλές σποραδικές αλλά έντονες ριπές ανέμου. Εάν επιχειρήσουν να διαβάσουν ένα όργανο καθώς συμβαίνει μια ξαφνική ριπή, αυτός ο περιβαλλοντικός παράγοντας θα μπορούσε να οδηγήσει σε τυχαίο σφάλμα.

Η εμπλοκή σε μια διαδικασία που ονομάζεται αντιγραφή, λαμβάνοντας πολλές μετρήσεις για τον προσδιορισμό του μέσου όρου είναι ένας αξιόπιστος τρόπος για την εξάλειψη της επιρροής των τυχαίων σφαλμάτων. Κάθε μέτρηση θα έχει διακυμάνσεις, αλλά τα συλλογικά αποτελέσματα θα σας βοηθήσουν να αναγνωρίσετε τη σωστή μέτρηση έναντι των ακραίων τιμών που είναι τα λάθη. Εναλλακτικά, εξετάστε το ενδεχόμενο να βελτιώσετε την τεχνική μέτρησής σας για να κάνετε τους μη ελεγχόμενους παράγοντες λιγότερο προβληματικούς.

Η υιοθέτηση μιας τέτοιας προσέγγισης απαιτεί υπομονή και προθυμία για δοκιμές και λάθη, αλλά θα μπορούσε να αποδώσει εάν τα ακριβή αποτελέσματα είναι προτεραιότητα.

Τι γίνεται με το συστηματικό σφάλμα;

Οι ερευνητές πρέπει επίσης να προσέχουν και να ελαχιστοποιούν τα συστηματικά σφάλματα ενώ κάνουν τα πειράματά τους. Σε αντίθεση με το τυχαίο σφάλμα, το συστηματικό σφάλμα είναι προβλέψιμο, εφόσον ένα άτομο παίρνει την ανάγνωση με τον ίδιο τρόπο έγκαιρα ή χρησιμοποιεί τα όργανά του χωρίς να κάνει αλλαγές. Σε αυτήν την περίπτωση, το σφάλμα επηρεάζει τα αποτελέσματα με την ίδια αναλογία σε κάθε προσπάθεια. Δεδομένου ότι τα συστηματικά σφάλματα είναι συνήθως σταθερά θετικά ή αρνητικά, μερικοί άνθρωποι τα κατηγοριοποιούν ως μεροληψία.

Υπάρχουν διάφορα είδη συστηματικών σφαλμάτων. Το πρώτο είναι το οργανικό σφάλμα. Θα μπορούσε να συμβεί με ένα μη βαθμονομημένο όργανο ή εάν το εργαλείο μέτρησης είναι σπασμένο και ο χρήστης δεν το αντιλαμβάνεται. Μπορεί επίσης να συμβούν διαδικαστικά λάθη, όπως όταν πολλοί ερευνητές στρογγυλοποιούν αριθμούς και δεν συμφωνούν στη διαδικασία στην αρχή. Εάν ένα άτομο στρογγυλοποιεί προς τα πάνω και κάποιο άλλο στρογγυλοποιεί προς τα κάτω, οι αποκλίσεις εισχωρούν στα ευρήματα. Στη συνέχεια, υπάρχουν περιβαλλοντικά σφάλματα, τα οποία είναι διαφορετικά από τις συνθήκες διακύμανσης που περιγράφονται στην προηγούμενη ενότητα. Συσχετίζονται με τις σταθερές περιβαλλοντικές συνθήκες που ένας ερευνητής θα μπορούσε να ελέγξει οπουδήποτε χρησιμοποιεί ένα εργαλείο μέτρησης.

Για παράδειγμα, εάν ένας ερευνητής κάνει μια μέτρηση εσωτερικού χώρου σε ένα δωμάτιο που είναι πολύ υγρό για να λειτουργήσει σωστά το όργανο, τα περιβαλλοντικά σφάλματα θα μπορούσαν να αλλοιώσουν τα αποτελέσματά τους. Τα θεωρητικά λάθη μπορούν επίσης να δημιουργήσουν προβλήματα. Όταν ένα άτομο βασίζεται πολύ σε μια υπερβολικά απλοϊκή θεωρία που σχετίζεται με τον εξοπλισμό μέτρησής του, θα μπορούσε να πέσει σε ένα μοτίβο να πληρώνει πάρα πολλά σε αυτήν την πτυχή ενώ παραβλέπει τους άλλους. Τέλος, υπάρχουν λάθη παρατήρησης. Συμβαίνουν όταν οι άνθρωποι διαβάζουν λάθος τα όργανα μέτρησής τους.

Το ανθρώπινο σφάλμα προκαλεί λάθη

Είτε οι άνθρωποι κάνουν πειράματα ως εντελώς αρχάριοι είτε ως έμπειροι επαγγελματίες, θα πρέπει όλοι να ακολουθούν τα βήματα της επιστημονικής μεθόδου. Η δημιουργία μιας υπόθεσης και η δοκιμή της είναι μερικά από τα βήματα που πιθανότατα έχετε ακούσει πριν. Το πάθος και ο ενθουσιασμός είναι δύο πράγματα που μπορούν να κάνουν τις επιστημονικές σας εξερευνήσεις ιδιαίτερα ικανοποιητικές, αλλά ποτέ δεν πρέπει να αφήσετε τον ενθουσιασμό σας να εμποδίσει την ακρίβεια.

Όταν οι άνθρωποι βιάζονται να κάνουν μετρήσεις ή δεν αφιερώνουν ποτέ χρόνο για να μάθουν πώς να τις λαμβάνουν σωστά, οι γκάφες μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά την εγκυρότητα των αποτελεσμάτων τους. Αυτού του είδους τα ζητήματα ονομάζονται επίσης χονδροειδή σφάλματα. Μπορείτε να τα θεωρήσετε ως οποιεσδήποτε ανακρίβειες που προκαλούνται από ανθρώπινο λάθος. Ορισμένα λάθη παρατήρησης είναι επίσης γκάφες. Οι δύο τύποι σφαλμάτων που συνήθως συζητούνται στην επιστημονική κοινότητα είναι τα σφάλματα εκτίμησης και τα μεταγραφικά σφάλματα. Ένα σφάλμα εκτίμησης μπορεί να προκύψει εάν δεν είναι δυνατό να επιτευχθεί ακριβής ένδειξη με ένα εργαλείο μέτρησης και τα άτομα που διαβάζουν τα αποτελέσματα δεν μπορούν να συμφωνήσουν.

Κάτι μπορεί επίσης να συμβεί αν κάνετε μια εκτίμηση και δεν ζητήσετε από έναν φίλο ή συνάδελφο να επιβεβαιώσει αυτό που είδατε. Στη συνέχεια, τα σφάλματα μεταγραφής σχετίζονται με τα λάθη που συμβαίνουν, για παράδειγμα, εάν γράψετε ένα σχήμα εσφαλμένα ή το τοποθετήσετε σε λάθος πεδίο σε ένα υπολογιστικό φύλλο. Εάν κάνετε βιαστικά τη μέτρησή σας με ατημέλητο χειρόγραφο που άλλα άτομα δεν μπορούν να διαβάσουν, ένα σφάλμα μεταγραφής θα μπορούσε γρήγορα να εξαπλωθεί σε έναν οργανισμό καθώς οι συνάδελφοι κάνουν υποθέσεις.

Η προσοχή είναι μια από τις πιο αποτελεσματικές προσεγγίσεις για τη μείωση των μεγάλων σφαλμάτων. Είναι επίσης έξυπνο να βάζετε ένα άλλο άτομο να κάνει μετρήσεις αφού κάνετε και να συγκρίνει τα αποτελέσματα.

Τι επιπτώσεις έχουν οι τύποι σφαλμάτων μέτρησης;

Τώρα που έχετε λάβει αυτήν την ανάλυση των λαθών μέτρησης που κάνουν μερικές φορές οι επιστήμονες, ίσως αναρωτηθείτε για τις πιθανές επιπτώσεις. Η σοβαρότητα των σφαλμάτων είναι ένας παράγοντας που κάνει τη διαφορά, όπως και ο αριθμός των ατόμων ή των οντοτήτων που επηρεάζονται. Όταν

Το Facebook παραδέχτηκε μια σειρά από λάθη που σχετίζονται με τις μετρήσεις μάρκετινγκ και αφοσίωσης το 2016 και το 2017, ενώ κυκλοφόρησε είδηση ​​ότι ένα από τα σφάλματα έκανε τους εμπόρους να χρεώνονται λανθασμένα για διαφημίσεις στην πλατφόρμα κοινωνικής δικτύωσης. Μερικοί από τους πελάτες του Facebook μπορεί να αποφασίσουν ότι αυτές οι ατυχίες είναι απαράδεκτες και να αναζητήσουν άλλες μεθόδους προώθησης.

Πιο πρόσφατα, μια επιστημονική ομάδα εξέδωσε διορθώσεις σε μια δημοσιευμένη εργασία. Συνειδητοποίησαν ότι το περιθώριο σφάλματος που σχετίζεται με την έρευνα για το πώς η κλιματική αλλαγή επηρέασε την αύξηση της θερμοκρασίας των ωκεανών ήταν πολύ μεγαλύτερο από ό,τι είχε υπολογιστεί αρχικά. Η αποκάλυψη σήμαινε ότι δεν μπορούσαν να έχουν τόση εμπιστοσύνη στα συμπεράσματά τους. Σε αυτή την περίπτωση, οι ερευνητές παραδέχτηκαν τα λάθη τους. Δεσμεύτηκαν επίσης να λάβουν όλες τις ανησυχίες που τέθηκαν σχετικά με τα ευρήματά τους και να επανεξετάσουν τις μεθόδους που χρησιμοποίησαν στη μελέτη. Αυτές οι απαντήσεις υποδηλώνουν ότι ενδιαφέρονται σοβαρά για τη διόρθωση ανακριβειών.

Η συνεχής βελτίωση είναι ένας εξαιρετικός στόχος

Κανείς δεν είναι τέλειος και αναπόφευκτα θα κάνετε κάποια λάθη στην έρευνά σας. Τούτου λεχθέντος, γνωρίζοντας τους τύπους σφαλμάτων μέτρησης και πώς να τα αποφύγετε σημαίνει ότι θα έχετε περισσότερες πιθανότητες να επιτύχετε ακριβή αποτελέσματα. Όταν βρίσκετε προβλήματα με τις μετρήσεις, αποφασίστε ότι θα εργαστείτε ακόμη πιο σκληρά για να βελτιωθείτε αντί να απογοητευτείτε υπερβολικά. Με αυτόν τον τρόπο, θα μάθετε από τα λάθη σας, θα αποφύγετε να τα ξανακάνετε και θα πλησιάζετε να τελειοποιήσετε τη διαδικασία σας όσο περνάει ο καιρός.