ИЗМЕРЕНИЕ

ИЗМЕРЕНИЕ – процедура сравнения данной величины с другой величиной, принятой за эталон (единицу). В широком смысле измерение представляет собой вид познавательной деятельности, в результате которой определенные объекты получают количественные характеристики. В практической деятельности и в научном исследовании имеют место различные типы измерительных процедур. Особенности различных типов этих процедур определяются природой измеряемых объектов, состоянием покоя или движения, приемами обработки полученных результатов, интерпретацией результатов измерения, определенными законами, которым подчиняются измеряемые объекты. В научной практике различают прямые и косвенные измерения. В прямых операция сравнения с эталоном проводится непосредственно на исследуемом объекте, напр., плотность тела вычисляется по его массе и объему. Во многих случаях физических исследований непосредственное измерение осуществляется с помощью приборов, которые заранее градуированы на нужную единицу измерения. Таковы, напр., приборы, измеряющие силу электрического тока или его напряжение. В косвенных измерениях используется закономерная связь величины, которая непосредственно недоступна, с другими величинами, функционально связанными с интересующей величиной. Скажем, измерение величины элементарного электрического заряда возможно только посредством косвенных приемов. Аналогичные ситуации – в астрономии или в атомной физике.

Важнейшим условием процедуры измерения является постоянство эталона. Если эталон (единица измерения) оказывается подвержен изменению, то это неизбежно приводит к ошибкам. Искажение результатов измерения может обусловливаться и другими факторами, влияющими на процесс измерения. Среди этих факторов – несовершенство измерительной аппаратуры, естественные недостатки органов чувств исследователя, неполнота знаний о наблюдаемых явлениях, связанных с процедурой измерения. Все это вызывает неизбежные погрешности в результатах. Сами по себе погрешности становятся предметом исследования ради достижения точности измерения. Различают два класса погрешностей – систематические и случайные. Для изучения причин неточностей проводятся многократные повторения измерений. Если погрешности при этом остаются, то это указывает на систематичность погрешностей. Такие погрешности происходят, напр., от неверной градуировки приборов или от происшедшего изменения температуры применяемых эталонов, а также температуры приборов. Случайные погрешности весьма неопределенны по величине и по своим причинам. Случайность погрешностей обнаруживается в тех случаях, когда при тщательном измерении получаются различные результаты в последних значащих цифрах. Такого рода погрешности вызывают необходимость применения статистических методов. Особенное значение анализ процедур измерения приобрел для квантовой механики в свете соотношения неопределенностей, которое В.Гейзенберг (1927) интерпретировал как важнейшую закономерность для любого процесса измерения в атомной области. И хотя существуют основательные возражения против такой интерпретации соотношений неопределенностей, согласно которым их можно представить просто как соотношения рассеяния при изучении волновых процессов, тем не менее необходимо подчеркнуть, что именно анализ процесса измерения сыграл решающую роль в истории становления принципов квантовой физики.

В математике понятие измерения трактуется как протяженность (Dimension). Линия имеет одно измерение (длину), поверхность – два (длину и ширину), тело – три (длину, ширину и высоту). В современных (неевклидовых) геометриях вводится понятие многомерности пространства (пространства n-измерений).

Литература:

1. Пфанцагль И. Теория измерений. М., 1976.

Η.Φ.Овчинников