Neatkarīgi no tā, cik uzmanīgs esat, veicot eksperimentus, visticamāk, būs eksperimentāla kļūda. Neatkarīgi no problēmām, kas raksturīgas precīzai mērījumu veikšanai, vai problēmām ar aprīkojumu, izvairīšanās no kļūdām ir gandrīz neiespējama. Lai neitralizētu šo problēmu, zinātnieki dara visu iespējamo, lai kategorizētu kļūdas un kvantificētu jebkuru veikto mērījumu nenoteiktību. Atšķirības noteikšana starp sistemātiskām un nejaušām kļūdām ir galvenā sastāvdaļa, lai iemācītos izstrādāt labākus eksperimentus un līdz minimumam samazināt kļūdas, kas izlīst.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Sistemātiskas kļūdas parasti rodas no nepareizi kalibrēta aprīkojuma. Katrs jūsu veiktais mērījums būs nepareizs par tādu pašu summu, jo ar jūsu mērīšanas ierīci ir radusies problēma. Neizbēgamas ir gadījuma kļūdas, kas rodas no grūtībām veikt mērījumus vai mēģināt izmērīt lielumus, kas mainās atkarībā no laika. Šīs kļūdas svārstīsies, bet parasti sakopojas ap patieso vērtību.
Kas ir nejauša kļūda?
Nejauša kļūda apraksta kļūdas, kas svārstās neprognozējamības vai nenoteiktības dēļ, kas raksturīgas jūsu mērīšanas procesam, vai daudzuma izmaiņām, kuras mēģināt izmērīt.
Piemēram, zinātnieks, kurš mēra kukaini, mēģinātu novietot kukaini lineāla vai mērierīces nulles punktā un nolasīt vērtību otrā galā. Pats lineāls, iespējams, mērīs tikai līdz tuvākajam milimetram, un to precīzi nolasīt var būt grūti. Jūs varat nenovērtēt kukaiņa patieso izmēru vai pārvērtēt to, pamatojoties uz to, cik labi jūs lasāt skalu, un savu spriedumu par to, kur kukaiņa galva apstājas. Kukainis arī var tik viegli pārvietoties no nulles stāvokļa, pats to neapzinoties. Atkārtojot mērījumu vairākas reizes, tādēļ iegūst daudz dažādu rezultātu, taču tie, iespējams, apvienosies ap patieso vērtību.
Līdzīgi, veicot lieluma mērījumus, kas mainās katru brīdi, rodas nejauša kļūda. Piemēram, vēja ātrums dažādos laika momentos var palielināties un nokrist. Ja mērījumu veicat vienu minūti, pēc minūtes tas, iespējams, nebūs tieši tāds pats. Atkārtoti mērījumi atkal novedīs pie rezultātiem, kas svārstās, bet apvienojas ap patieso vērtību.
Kas ir sistemātiska kļūda?
Sistemātiska kļūda ir tāda, kas rodas ilgstošas problēmas dēļ un rada pastāvīgu kļūdu mērījumos. Piemēram, ja mērlente ir izstiepta, rezultāti vienmēr būs zemāki par patieso vērtību. Līdzīgi, ja jūs izmantojat svarus, kas iepriekš nav iestatīti uz nulli, sistemātiska kļūda rodas no kļūda kalibrēšanā (piemēram, ja patiesais svars 0 ir 5 grami, 10 grami būs 15 un 15 grami kā 20).
Citas atšķirības starp sistemātiskām un nejaušām kļūdām
Galvenā atšķirība starp sistemātiskām un nejaušām kļūdām ir tā, ka nejaušas kļūdas rada svārstības ap patieso vērtību, ņemot vērā grūtības mērījumi, savukārt sistemātiskas kļūdas noved pie paredzamas un konsekventas novirzes no patiesās vērtības, jo rodas problēmas ar jūsu kalibrēšanu aprīkojumu. Tas noved pie divām papildu atšķirībām, kuras ir vērts atzīmēt.
Nejaušas kļūdas būtībā ir neizbēgamas, savukārt sistemātiskas kļūdas nav. Zinātnieki nevar veikt perfektus mērījumus neatkarīgi no tā, cik viņi ir prasmīgi. Ja izmērāmais daudzums katru brīdi mainās, jūs nevarat likt to pārtraukt mainīties, kamēr jūs veiciet mērījumu un neatkarīgi no tā, cik detalizēta ir jūsu skala, precīzi to nolasot, joprojām ir a izaicinājums. Labā ziņa ir tā, ka atkārtojot mērījumu vairākas reizes un ņemot vidējo, šī problēma tiek samazināta līdz minimumam.
Sistemātiskas kļūdas var būt grūti pamanīt. Tas ir tāpēc, ka viss jūsu izmērītais būs nepareizs ar tādu pašu (vai līdzīgu) summu un jūs, iespējams, neapzināsiet, ka vispār ir kāda problēma. Tomēr atšķirībā no nejaušām kļūdām no tām bieži var izvairīties. Pirms lietošanas pareizi kalibrējiet aprīkojumu, un sistemātiskas kļūdas būs daudz mazāk ticamas.