מדידה
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
במדעים המדויקים, מדידה היא מציאת גודלו של מאפיין מסוים של עצם נתון, והבעת גודל זה ביחידות המידה המתאימות. לעריכת המדידה משמש בדרך כלל מכשיר מדידה מתאים. משקל, למשל, נמדד באמצעות מאזניים ומובע ביחידות של גרם (או כפולות שלהן). מדידה היא השוואתו של הגודל הנמדד לגודלה של יחידת המידה, והיחס בין שני גדלים אלה מובע במספר ממשי, שהוא תוצאת המדידה. גדלים מסוימים, כגון עכבה חשמלית, מוצגים כמספר מרוכב.
יש שוני מהותי בין המדידות הנערכות במדעי המדויקים (כגון פיזיקה וכימיה), בין מדידות והערכות הנערכות במדעי החברה ובין מדידות והערכות הנערכות בחינוך הפורמלי. חלק משוני זה מתבטא בשוני הגדרתי של מושג המדידה. במדעי החברה, מדידה היא התאמת ערך מספרי לתכונה או לגודל על פי כללים. יש גם תחומים שבהם חלק מהמדידות דומות לאלה שבמדעים המדויקים וחלק לאלה שבמדע החברה או שהמדידות בהן בעלות מאפיינים חלקיים של המדידות מהמדעים המדויקים. תחומים אלה הם מדעי הרפואה, ביולוגיה וככל הנראה גם מדעי כדור הארץ (גאודזיה היא מדויקת לעומת הערכות הנעשות לפי מורפולוגיה של מאובנים). ערך זה יסביר את מאפייני המדידות במדעים המדויקים וימחיש אותם בדוגמאות ובהשוואות למדידות מהתחומים האחרים.
תוכן עניינים |
[עריכה] מאפייני המדידות במדעים המדויקים
[עריכה] אובייקטיביות
המאפיין החשוב ביותר של המדידות במדעים במדויקים הוא אובייקטיביות כמעט מוחלטת (או סובייקטיביות זניחה). למדידות שנעשו על פי הכללים הנהוגים במדעים המדויקים יש סיכוי גבוהה מאוד לתת לאותו גודל או לאותה תכונה ערכים מספריים דומים מאוד כאשר המדידה נערכת על ידי אנשים שונים, בזמנים ומקומות שונים, על ידי מכשירים שונים ועל ידי שיטות מדידה שונות. ההבדל בין המושג דיוק (או אמינות) לבין המושג אובייקטיביות הוא בזה שחוסר דיוק נובע מחסרונות מכשיר המדידה וחוסר אובייקטיביות נובע מהעובדה שאת המדידה מבצע אדם שיכול לתת פרשנות כזו או אחרת למה שהוא רואה. כדי להגביר את האובייקטיביות משתמשים העוסקים במדע המדויק במכשירי מדידה שמשאירים מעט מקום לפרשנות. מלבד זאת, בעיה בדיוק נותנת לרוב שגיאות מקריות (שגיאות שהסיכוי שלהן לגרום למדידה להראות ערך קטן יותר או גדול יותר מהערך האמיתי הוא שווה) ובעיה באובייקטיביות גורמת לרוב לשגיאות מוטות (או שגיאות שיטתיות שמגדילות דווקא את הסיכוי להקטנה או דווקא את הסיכוי להגדלה של הערך הנמדד).
[עריכה] אובייקטיביות הנמדד
מלבד חוסר אובייקטיביות של המודד עשויה להיות חוסר אובייקטיביות לערך הנמדד אם לגוף הנמדד יש תודעה, כגון במקרה של מדידת גודל או תכונה הקשורה באדם, בחיה או בחברה. על כן במדע מדויק לא מקובל למדוד תכונות או גדלים כאלה. לדוגמה: מדידת לחץ המים בצינור היא מדידה תחום המדעים המדויקים. לעומת זאת, מדידת לחץ דמו של אדם, נוטה להיות מושפעת ממצב רוחו של האדם שמודדים את לחץ דמו ולתת תוצאות שונות במדידות שונות. הדבר בולט במיוחד אצל אנשים שמתרגשים לקראת מדידת לחץ הדם עצמה (תסמונת החלוק הלבן), למשל כאלה שהמדידה הזו עשויה לקבוע אילו תרופות הם ייקחו. מדידה זו מושפעת מכשרונו של המודד להרגיע את האנשים שלחץ דמם נמדד ומכשרונו לזהות רוגע והתרגשות ואי אפשר לומר שמידת הסוביקטיביות שלה זניחה.
[עריכה] דיוק
לא כל מכשיר מדידה משתמשים בו העוסקים במדע המדויק הוא בהכרח מכשיר המדידה הכי מדויק הקיים בתחום, אולם בניגוד למדידות המתבצעות בתחומים אחרים, העוסקים בתחומים אלה יכולים לדעת היטב עד כמה מדויק מכשיר המדידה שלהם, אם הוא מדויק מספיק לצורכיהם ומה אפשר לעשות כדי לשפר את דיוק המדידות. דוגמה: מידת הדיוק של מד טמפרטורה נחשבת לחצי המרחק שבין שתי שנתות, מדידה מדויקת ואובייקטיבית יותר יכולה להיעשות על ידי מד טמפרטורה דק וארוך יותר ובעל שנתות שמייצגות ערכים מספריים קרובים יותר. כמו כן מדידה של חומו של נוזל נעשית מדויקת יותר ככל שטבילת מד הטמפרטורה בנוזל יכולה פחות לשנות את הטמפרטורה שרוצים למדוד, דהינו, ככל שיש יותר נוזל וככל שמד הטמפרטורה בעל מסה קטנה יותר. לעומת מדידה במד מד טמפרטורה, שאלון סקר שמצורף אליו מד טמפרטורה ומבקש מהנמענים למדוד את חום המים באמבט שבביתם אינו מכשיר מדידה שברור עד כמה הוא מדויק וקל לדעת כיצד לשפר את הדיוק שלו. כדי לדעת עד כמה שאלון כזה מדויק ומה צריך לעשות כדי לשפר אותו יש לערוך סידרת ניסויים. צריך לנסוע ולמדוד בעצמך את חום המים באמבט של מי שענה לשאלון ולהשוות לתשובה שלו[1] , צריך להשוות את המאפיינים ה דמוגרפיים של מי שענה לשאלון אם אלו של מי שלא ענה לשאלון ולחפש חומר הקושר הבדלים דמוגרפיים אלה למשתנים הקשורים לחום המים באמבט (כמו כסף לחמם את המים), לברר עם אנשים שלא ענו לשאלון מה הם חושבים שהפריע להם לענות ולנסות גרסה משופרת של השאלון לפי דבריהם [2] וכיוצא בזה. ישנם שאלונים בתחום מתחום מדעי החברה שנעשה עליהם מחקר ענף ומבחינת האובייקטיביות אפשר לקרוא להם "כלי מדידה" כאילו הם היו מד טמפרטורה, אולם שאלונים כאלה הם מעטים מאוד.
[עריכה] גבול טעות
כאשר יש חשיבות גבוהה לדיוקה של המדידה, כוללות תוצאות המדידה גם את שולי הטעות במדידה זו, ואת מידת הביטחון בנכונותה. דוגמה: נציין שאורכו של עצם הוא 2.34 מטר, עם סטייה אפשרית של 0.01 מטר, בביטחון של 95%.
על מכשירי מדידה הנוטים לפחות דיוק מהמקובל מצוין ערך גבול טעות (לדוגמה: למד רעש יכול להיות גבול טעות של 2dB +-). משמעות גבול ציון גבול הטעות היא שלערכים נמדדים שונים יכולות להיות טעויות שונות, שגודל הטעות מתפלג באופן דומה להתפלגות נורמלית כאשר ב 95% מהמדידות יהיו שגיאות קטנות יותר מהערך המצוין (למשל 2dB). הסברה על פיה גבול הטעות מסמל את הטעות הגדולה ביותר האפשרית היא סברה מאוד מקובלת אולם היא שגויה.
[עריכה] הערך הנמדד מוגדר היטב
הערכים הנמדדים במדע המדויק הם ערכים מוגדרים היטב שמשמעותם המעשית מובנת היטב. במדע המדויק לא מודדים ערכים כמו מנת משכל שהקשר שלה למושג המופשט אינטליגנציה אינו ברור או מדד דאו ג'ונס שלא לגמרי ברור כיצד הוא מיצג את מצב המשק. יתרה מזו, ניתן לומר שכמעט כל המדידות במדע המדויק משוות גודל לא מוכר לגודל מוכר [3]. מדידת אורך במטרים היא השוואה של אורכים שונים אל המטר הסטנדרטי, מדידת טמפרטורה בצלזיוס היא השוואת הטמפרטורה של חומר אל זו של נקודות ההתכה והרתיחה של המים וכיוצא בזה.
[עריכה] סולם מדידה
אחת הסיבות לשוני בהדגרת המושג מדידה מדידה בין המדעים המדויקים לבין מדעי החברה הוא שמדעי החברה משתמשים ביותר סולמות מדידה מאשר המדעים המדויקים. במדעי החברה ישנם ארבעה סולמות מדידה: שמי, סדרי, ריווחי ומנתי. המדעים המדויקים לא מתייחסים למושגים שמיים וסדריים כאל מושגי מדידה. הם מודדים רק ערכים בשני הסולמות האחרונים.
-
ערך מורחב – סולם מדידה
[עריכה] יחידות מידה מוסכמות
-
ערך מורחב – יחידות מידה
מאמרים מחקריים במדעים המדויקים חייבים להשתמש ביחידות המידה המקובלות על החוקרים בכל העולם. בתור יחידות אורך, לדוגמה, משתמשים ביחידות השיטה המטרית (קילומטרים, מטרים, סנטימטרים, מילימטרים וכו'). גם מדענים הבאים ממדינות בהן מודדים אורכים ביחידות אחרות בחיי היום-יום (ארצות הברית, ליבריה ובורמה) מודדים אורכים במעבדה בעזרת השיטה המטרית.
[עריכה] הערות שוליים
- ^ Mikkelsen, S., Vilstrup, I., Lassen, C.F., Kryger, A.I., Thomsen, J.F., Andersen, J.H.: Validity of questionnaire self-reports on computer, mouse and keyboard usage during a four-week period. Occupational and environmental medicine 64(8):541-7, 2007.
- ^ Frary, R.B.: A Brief Guide to Questionnaire Development, [1], Inspected Nov, 19, 2007, 2001
- ^ Trochim, W.: The Research Methods Knowledge Base, 2e. Atomic Dog Publishing. 2001 פרק 4.
[עריכה] ראו גם
- גאודזיה
- מדדים לבדיקות אבחון ברפואה
- מכשירי מדידה חשמליים
- מדידה והערכה במדעי החברה והרפואה
- מדידה והערכה בחינוך פורמלי
