Случайные ошибки результатов эксперимента
Глава 1 Основные понятия статистики
Данная глава посвящена изложению основных понятий статистики эксперимента. Она может использоваться в качестве источника справочной информации.
1.1. Случайные ошибки результатов эксперимента
Говорят, что опыт эксперимента поставлен, когда необходимая аппаратура для его проведения была соответствующим образом настроена и функционировала при некотором заданном наборе определённых условий. Например, в химическом эксперименте опыт может быть проведён путём соединения в реакторе в определённых количествах химических реагентов, установки температуры и давления при определённых значениях и, позволив протекать реакции заданное время. В инженерной технологии опытом может быть обработка детали на станке при определённых технологических условиях. В психологическом эксперименте опыт может состоять в создании человеку некоторой управляемой стрессовой ситуации.
Вам также может быть полезна лекция "Лекция 2".
Результаты или данные эксперимента представляют собой результаты его опытов и обычно выражаются в виде чисел. Выполненные при одних и тех же условиях десять следующих один за другим опытов могут дать следующие результаты:
66,7 64,3 67,1 66,1 65,5 69,1 67,2 68,1 65,7 66,4
В химическом эксперименте данными могут быть процентный выход определённого вещества. В технологическом эксперименте данными могут быть значения шероховатости поверхности деталей при их обработке на станке, а в психологическом эксперименте данными могут быть периоды времени, затрачиваемые на выполнение определённого задания десятью подверженными стрессу персонами.
Однако, несмотря на то, что опыты эксперимента выполняются повторно при одних и тех же, как это только возможно сделать, условиях - результаты их выполнения всегда получаются разными. Происходящие при повторении опытов случайные изменения их результатов называются шумом, вариациями результатов эксперимента, ошибками эксперимента или просто ошибками. В этом случае ошибка используется в формальном и эмоционально нейтральном смысле. Она является выражением неустранимой в природе вариации. Такая статистическая ошибка не связана с порицанием, неодобрением или осуждением.
В дополнение к ошибкам измерения, округления и выборки ещё многие другие источники ошибок вносят вклад в вариацию результатов опытов эксперимента. Например, температура окружающей среды, мастерство или внимательность персонала, старение и чистота реагентов, эффективность или условия эксперимента – всё это может внести свои ошибки. Естественную вариацию результатов повторяемых опытов необходимо отличать от недоразумений или заблуждений, таких как неправильная постановка десятичной запятой во время записи результата или использование неправильного химического реагента.
Существенным недостатком многих экспериментаторов является отсутствие у них необходимых знаний, чтобы иметь дело с ситуациями, в которых нельзя безнаказанно игнорировать вариации результатов опытов эксперимента. Осведомлённость о возможных эффектах вариации результатов существенна не только при анализе данных, но является важной и при планировании получения данных, то есть при планировании экспериментов. Поэтому, элементарное понимание вариации результатов опытов и связанных с этим понятий теории вероятностей очень важно, чтобы иметь солидную базу, на которой строить практические приёмы планирования и анализа экспериментов.
