No importa cuán cuidadoso sea al realizar experimentos, es probable que haya un error experimental. Ya sea a través de los desafíos inherentes al tomar las medidas con precisión o problemas con su equipo, evitar errores por completo es casi imposible. Para contrarrestar este problema, los científicos hacen todo lo posible para categorizar los errores y cuantificar cualquier incertidumbre en las mediciones que realizan. Descubrir la diferencia entre errores sistemáticos y aleatorios es una parte clave del aprendizaje para diseñar mejores experimentos y minimizar cualquier error que se produzca.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Los errores sistemáticos suelen deberse a equipos que no están calibrados correctamente. Cada medición que tome será incorrecta en la misma cantidad porque hay un problema con su dispositivo de medición. Los errores aleatorios son inevitables y resultan de dificultades para tomar medidas o intentar medir cantidades que varían con el tiempo. Estos errores fluctuarán pero generalmente se agruparán alrededor del valor real.
¿Qué es un error aleatorio?
El error aleatorio describe errores que fluctúan debido a la imprevisibilidad o incertidumbre inherente a su proceso de medición, o la variación en la cantidad que está tratando de medir.
Un científico que mide un insecto, por ejemplo, intentaría colocar el insecto en el punto cero de una regla o vara de medir, y leería el valor en el otro extremo. La regla en sí probablemente solo medirá hasta el milímetro más cercano, y leer esto con precisión puede ser difícil. Puede subestimar el tamaño real del insecto o sobreestimarlo, según lo bien que lea la escala y su juicio sobre dónde se detiene la cabeza del insecto. El insecto también podría moverse ligeramente desde la posición cero sin que te des cuenta. Repetir la medición varias veces produce muchos resultados diferentes debido a esto, pero probablemente se agruparían alrededor del valor real.
De manera similar, tomar medidas de una cantidad que cambia de un momento a otro conduce a un error aleatorio. La velocidad del viento, por ejemplo, puede aumentar y disminuir en diferentes momentos. Si toma una medición un minuto, probablemente no será exactamente la misma un minuto después. Nuevamente, las mediciones repetidas conducirán a resultados que fluctúan pero se agrupan alrededor del valor real.
¿Qué es el error sistemático?
Un error sistemático es aquel que resulta de un problema persistente y conduce a un error constante en sus mediciones. Por ejemplo, si su cinta métrica se ha estirado, sus resultados siempre serán más bajos que el valor real. Del mismo modo, si está utilizando escalas que no se han establecido en cero de antemano, habrá un error sistemático como resultado de la error en la calibración (por ejemplo, si un peso real de 0 se lee como 5 gramos, 10 gramos se leerán como 15 y 15 gramos se leerán como 20).
Otras diferencias entre errores sistemáticos y aleatorios
La principal diferencia entre errores sistemáticos y aleatorios es que los errores aleatorios conducen a fluctuaciones alrededor del valor real como resultado de la dificultad para tomar mediciones, mientras que los errores sistemáticos conducen a desviaciones predecibles y consistentes del valor real debido a problemas con la calibración de su equipo. Esto conduce a dos diferencias adicionales que vale la pena señalar.
Los errores aleatorios son esencialmente inevitables, mientras que los errores sistemáticos no lo son. Los científicos no pueden tomar medidas perfectas, por muy hábiles que sean. Si la cantidad que está midiendo varía de un momento a otro, no puede hacer que deje de cambiar mientras tome la medida, y no importa cuán detallada sea su escala, leerla con precisión aún representa un desafío. La buena noticia es que repetir su medición varias veces y tomar el promedio minimiza efectivamente este problema.
Los errores sistemáticos pueden ser difíciles de detectar. Esto se debe a que todo lo que mida será incorrecto en la misma cantidad (o similar) y es posible que no se dé cuenta de que hay un problema en absoluto. Sin embargo, a diferencia de los errores aleatorios, a menudo se pueden evitar por completo. Calibre su equipo correctamente antes de usarlo, y será mucho menos probable que se produzcan errores sistemáticos.