Без значение колко внимателни сте при провеждането на експерименти, вероятно ще има експериментална грешка. Дали чрез предизвикателствата, присъщи на точното измерване или проблеми с вашето оборудване, избягването на грешки като цяло е почти невъзможно. За да се противодействат на този проблем, учените правят всичко възможно да категоризират грешките и да определят количествено всяка несигурност в измерванията, които правят. Разкриването на разликата между систематичните и случайните грешки е ключова част от обучението за проектиране на по-добри експерименти и за свеждане до минимум на всички грешки, които проникват.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Систематичните грешки обикновено са резултат от оборудване, което не е правилно калибрирано. Всяко измерване, което правите, ще бъде погрешно със същата сума, защото има проблем с вашето измервателно устройство. Случайните грешки са неизбежни и са резултат от трудности при измерване или опит за измерване на количества, които варират с времето. Тези грешки ще варират, но обикновено се групират около истинската стойност.
Какво е случайна грешка?
Случайната грешка описва грешки, които се колебаят поради непредсказуемостта или несигурността, присъщи на процеса на измерване, или вариацията в количеството, което се опитвате да измервате.
Например учен, измерващ насекомо, би се опитал да позиционира насекомото в нулевата точка на владетел или измервателна пръчка и да прочете стойността в другия край. Самият владетел вероятно ще измерва само до най-близкия милиметър и четенето на това с прецизност може да бъде трудно. Можете да подцените истинския размер на насекомото или да го надцените въз основа на това колко добре сте прочели скалата и вашата преценка къде спира главата на насекомото. Насекомото също може да се движи леко от нулевата позиция, без да осъзнаете. Повтарянето на измерването многократно дава много различни резултати поради това, но те вероятно ще се групират около истинската стойност.
По същия начин, измерването на величина, която се променя от момент на момент, води до случайна грешка. Скоростта на вятъра, например, може да се увеличава и пада в различни моменти от времето. Ако направите измерване една минута, вероятно няма да бъде точно същото минута по-късно. Отново повтарящите се измервания ще доведат до резултати, които се колебаят, но се групират около истинската стойност.
Какво е системна грешка?
Систематичната грешка е тази, която е резултат от постоянен проблем и води до постоянна грешка във вашите измервания. Например, ако вашата измервателна лента е разтегната, вашите резултати винаги ще бъдат по-ниски от истинската стойност. По същия начин, ако използвате везни, които не са били предварително зададени на нула предварително, ще има систематична грешка в резултат на грешка в калибрирането (например, ако истинското тегло от 0 се чете като 5 грама, 10 грама ще се чете като 15, а 15 грама ще се чете като 20).
Други разлики между систематични и случайни грешки
Основната разлика между систематичните и случайните грешки е, че случайните грешки водят до колебания около истинската стойност в резултат на трудности при вземане измервания, докато системните грешки водят до предвидими и последователни отклонения от истинската стойност поради проблеми с калибрирането на вашия оборудване. Това води до две допълнителни разлики, които си струва да се отбележат.
Случайните грешки по същество са неизбежни, докато системните грешки не са. Учените не могат да правят перфектни измервания, независимо колко са квалифицирани. Ако количеството, което измервате, варира от момент на момент, не можете да го накарате да спре да се променя, докато вие вземете измерването и колкото и подробно да е вашата скала, четенето му точно все още представлява a предизвикателство. Добрата новина е, че повтарянето на измерването ви няколко пъти и вземането на средната стойност ефективно минимизира този проблем.
Систематичните грешки може да са трудни за откриване. Това е така, защото всичко, което измервате, ще бъде грешно със същата (или подобна) сума и може да не осъзнаете, че изобщо има проблем. Въпреки това, за разлика от случайните грешки, те често могат да бъдат избегнати изобщо. Калибрирайте правилно оборудването си преди да го използвате и систематичните грешки ще бъдат много по-малко вероятни.