Измерение и сравнение

Большинство научных экспериментов и наблюдений вклю­чает в себя проведение разнообразных измерений. Измерение - это процесс, заключающийся в определении количественных значений тех или иных свойств, сторон изучаемого объекта, явления с помощью специальных технических устройств.

Огромное значение измерений для науки отмечали многие видные ученые. Д. И. Менделеев подчеркивал, что «наука начинается с тех пор, как начинают измерять».

В основе операции измерения лежит сравнение объектов, заключающемся в установлении различия и сходства предметов по каким-либо сходным свой­ствам или сторонам. Чтобы осуществить сравнение, необхо­димо иметь определенные единицы измерения, наличие которых дает возможность выразить изучаемые свойства со стороны их ко­личественных характеристик. В свою очередь, это позволяет ши­роко использовать в науке математические средства и создает пред­посылки для математического выражения эмпирических зависи­мостей. Сравнение используется не только в связи с измерением. В науке сравнение выступает как сравнительный или сравни­тельно-исторический метод. Первоначально возникший в филоло­гии, литературоведении, он затем стал успешно применяться в пра­воведении, социологии, истории, биологии, психологии, истории ре­лигии, этнографии и других областях знания. Возникли целые отрасли знания, пользующиеся этим методом: сравнительная анатомия, срав­нительная физиология, сравнительная психология и т.п. Так, в срав­нительной психологии изучение психики осуществляется на основе сравнения психики взрослого человека с развитием психики у ребен­ка, а также животных. В ходе научного сравнения сопоставляются не произвольно выбранные свойства и связи, а существенные.

Важной стороной процесса измерения является методика его проведения. Она представляет собой совокупность приемов, ис­пользующих определенные принципы и средства измерений. Под принципами измерений в данном случае имеются в виду какие-то явления, которые положены в основу измерений (например, измерение температуры с использованием термоэлектрическо­го эффекта).

Существует несколько видов измерений. Исходя из характе­ра зависимости измеряемой величины от времени, измерения разделяют на статические и динамические. При статических измерениях величина, которую мы измеряем, остается посто­янной во времени (измерение размеров тел, постоянного давле­ния и т. п.). К динамическим относятся такие измерения, в про­цессе которых измеряемая величина меняется во времени (из­мерение вибрации, пульсирующих давлений и т. п.).

По способу получения результатов различают измерения пря­мые и косвенные. В прямых измерениях искомое значение из­меряемой величины получается путем непосредственного срав­нения ее с эталоном или выдается измерительным прибором. При косвенном измерении искомую величину определяют на основании известной математической зависимости между этой величиной и другими величинами, получаемыми путем прямых измерений (например, нахождение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и пло­щади поперечного сечения). Косвенные измерения широко ис­пользуются в тех случаях, когда искомую величину невозмож­но или слишком сложно измерить непосредственно или когда прямое измерение дает менее точный результат.

Всегда надо помнить, что никакое измерение не является абсолютно точным. Точности измерения характеризуется его погрешностью — разностью между истинным и измеренным значениями изучаемой величины. Погрешности разделяют на систематические и случайные.

Систематическая погрешность — постоянное по величине и знаку отклонение измеряемой величины от истинного значения.

Систематические ошибки довольно часто могут быть устранены, их обычно довольно легко обнаружить и учесть.

Случайные погрешности – погрешности, вызываемые разнообразными разнонаправ­ленными процессами, которые в разных измерениях отклоняют изме­ренное значение от истинного в разных направлениях и на разную вели­чину.

Оценить и учесть случайные погрешности можно только в среднем, проведя несколько повторных изме­рений одной и той же величины.

После получения результатов экспериментальных воздействий на исследуемый объект необходимо их интерпретировать. С этой целью необходимо тщательно продумать, какие изменения в объекте могло вызвать внешнее воздействие и по каким взаимосвязям оно могло изме­нять реакцию объекта. Это один из самых сложный этапов исследования, ибо легко можно упус­тить из вида какую-нибудь существенную взаимосвязь хотя бы потому, что она не ожидаема и не измерена.