Леонид Ашкинази - Очень общая метрология

• Название: Очень общая метрология
• Автор: Леонид Ашкинази
• Жанр: Научпоп

---

Попутно заметим, что и само понятие «информированного согласия» весьма сложно, особенно — в психиатрии, и ответственными и компетентными медиками серьезно обсуждается: http://www.npar.ru/journal/2006/1/research.htm, http://www.avialine.com/country/14/articles/12/767/0/0/2673.html.

Важность метрологии

Учебники метрологии обычно начинаются с указания на ее важность. Как и вообще многие учебники, да и не только учебники… Объясняя важность метрологии, упоминают улетевшие не туда космические корабли и водителей, неправомочно наказанных за вождение в пьяном виде. Есть вещи и поважнее, но самое важное — то, что метрология пронизывает не только всю технику, но и всю жизнь. При том, что все мы занимаемся измерениями, сама метрология остается за кадром — мы пользуемся ее результатами, но не замечаем, что за ними стоит. Само по себе это не страшно до момента, когда незнание этой скрытой части реальности начинает мешать нам жить. К сожалению, это происходит на каждом шагу.

Например, когда умело стоящие весы в магазине или правильный безмен на базаре помогают продавцу обвешивать покупателя. Или когда мы видим в газете или Интернете «данные опроса», которые никакими данными не являются, а являются бредом, или простой ложью, или попыткой манипуляции. Или когда мы отвечаем на вопросы очередного «теста» и надеемся за десять минут узнать все на свете — и дату смерти, и какая женщина (какой мужчина) сделает вас счастливым, и какой дар у вас есть. Или когда правильные декларации и популистские эпатажи маскируют ложь и подлость политика — очередного народного кумира. Или — что, наверное, страшнее всего, ибо от этого труднее всего защититься — красивые слова прикрывают отсутствие любви там, где мы ее искали. И через какое-то время поняли, что нашли только красивые слова.

Нормальный инженер относится к метрологии как к чему-то важному, но проблемы создающему не каждый день. Берем штангенциркуль и меряем. Ну, можно еще сказать два слова о нониусе. Так и живет он себе, «счастливый от ерунды» (No МВ), до момента, когда-либо обнаруживает, что точности прибора не хватает, либо что токарь делает точно по чертежу, а ОТК не пропускает. Причем в одной смене брак стабильно 5 %, а в другой — стабильно 30 %, и в одной отклонение размера все время в одну сторону, а в другой — куда попало. Или летом брак один, а зимой другой, когда дождик — один, когда сухо — другой и так далее. Серьезная проблема с метрологией у технаря возникает, если он начинает заниматься совсем новым объектом, например «измерять» царапину на крышке консервной банки, которая нужна для того, чтобы банка открывалась. Глубина царапины должна выдерживаться с высокой точностью, и с тем более высокой точностью измеряться. И не только глубина, но и профиль и главное — что такое глубина, если не известен профиль, а? Вообще многие современные красивые штучки базируются на строгой технологии и, часто, на более совершенной метрологии.

Физик относится к метрологии с большим пиететом, нежели инженер — ему чаще, чем технарю, для решения своих задач приходится решать новые метрологические задачи. Обычно это происходит, когда приходится измерить некоторую величину на краю освоенного диапазона — либо если она очень мала, либо очень велика, либо ее надо измерить с очень высокой точностью, либо в каких-то необычных условиях. Ниже мы обсудим это подробнее.

И в физике, и в технике по мере развития области и постановки новых либо продвижения старых задач, вопросы измерений (точности, диапазона, необычных условий) возникают всегда. С другой стороны, увеличение точности измерений само по себе достаточно часто приводит к новым результатам. Хотя тут надо быть осторожным — увеличение количества данных иногда (особенно при не вполне корректной обработке или предварительном отборе) позволяет обнаружить «закономерности» и там, где их нет.

В технике увеличение точности измерений позволяет применять более «строгие» технологии, которые, в свою очередь, часто позволяют упростить и удешевить конструкцию. Естественно, возможность точных измерений — не единственное условие применения строгих технологий. Примеры применения таких технологий — гибкие заушники очков без винтов и других узлов вращения, вообще замена узлов вращения гибкими элементами, банки с крышкой с линией разрыва, приклеенные крышечки на «ванночках» с продуктами.

В социологии и психологии, как уже отмечалось, метрология занимает большее место, чем в физике и технике — просто потому, что большого объема теорий (как в физике) или большого объема конструирования (как в технике) в них нет. Ну и остается мерить все подряд, то есть что заказчику взбредет в голову. Или что считает важным сам социолог, если у него каким-то чудом остаются силы на науку и если удалось получить грант. Важность метрологии в этом случае примерно такова, как в физике — то есть она важна для понимания этого мира. Улетевший не туда космический корабль можно всуе не упоминать — власть, понятное дело, не только не допускает социологов к старовому ключу, но и вообще в их советах не нуждается. Был в истории России момент, когда граждане реально кого-то там выбирали, тогда рейтинги и были нужны. Потом социологические данные какое-то время были нужны жуликам и манипуляторам (http://www.hrights.ru/text/sob/index.htm, http://www.koob.ru/paramonov_kirichenko/metodi_falsifikacii).

Но те времена прошли, вертикаль построена и стоит на изумление соседям и оторопь россиянам.

Метрологические проблемы в психологии представляются еще более важными, ибо на основе психологических измерений (тестов) люди делают какие-то выводы о себе и о других и могут предпринимать какие-то реальные действия.

Общие вопросы измерений

Когда измерение становится проблемой

Во-первых, когда предполагается измерять какую-то новую величину. Тут есть тонкость — что значит «новая величина»? Физики и инженеры считают, что существует то, что можно измерить. В величину, которую мы раньше не измеряли — в каком смысле она существовала? В физике и технике величина может быть определена формулой, функцией. Пусть например мы давно измеряем ток и напряжение, но не разу не измеряли мощность, хотя и знаем, что это такое, умеем написать уравнение. Можно поставить задачу — сделать прибор, измеряющий мощность. Эта задача может быть решена по крайней мере двумя принципиально различными способами: аналоговым — посредством такого беленького вращающегося диска (узнаете?) и цифровым — дискретизацией функций «напряжение от времени» и «ток от времени» с перемножением и интегрированием по периоду. Или по какому-то другому времени, если нам нужен счетчик потребления электроэнергии.

Аналогичные ситуации возможны с любой величиной, для которой написано уравнение, хотя вовсе не всегда физикам нужен специальный прибор для измерений, «реализующий» эту формулу в железе и кремнии. В социологии ситуация иная — величины задаются не формулами, а либо согласованным способом диагностирования (анкетами), либо неким социолого-филологическим консенсусом, то есть близким пониманием самих исследователей. Степень такого консенсуса может быть разной, от полного единогласия до полного непонимания, то есть наличия двух противоречащих одно другому пониманий. Соответственно, в этом случае возникает проблема согласования пониманий, которой нет или почти нет в физике и технике. Но и при наличии полного взаимопонимания (или если исследователь один и ни с кем ничего согласовывать не собирается) остается задача превращения интуитивного понимания исследователя в «индикаторы» — то есть те или иные числовые данные, которые мы согласились считать ответами на те проблемы, которые интересовали или мучили социолога или его заказчика.

Во-вторых, измерение становится проблемой, когда предполагается измерять известную величину вне освоенной области измерений. Если измеряемая величина представлена одномерной шкалой, то предполагается измерять необычно маленькую или необычно большую величину. В социологии измерение малых величин, то есть малых относительных количеств добрых граждан, каким-то определенным образом отвечающих на определенный вопрос, решается увеличением выборки.

В-третьих, когда предполагается измерять известную величину внутри освоенного диапазона, но с более высокой, чем освоено, точностью. В социологии увеличение точности также решается увеличением выборки — при условии, что мы верим в репрезентативность выборки и в то, что наши вопросы диагностируют именно то, что мы под этим интуитивно понимаем.

В-четвертых, когда предполагаются измерения в необычных условиях, причем «необычные условия» можно понимать пятью разными способами.

Первый вид необычных условий — измерения при необычных значениях других параметров того же объекта или сигнала. Например, обычное значение мощности и с обычной точностью, но на необычной частоте. Или обычное значение тока, частоты или параметров импульса, но на высоком потенциале (относительно земли). В социологии большинство опросов проводится с людьми старше 18 лет. Понятно, что великое множество вопросов не может быть задано детям, не потому, что они глупые, а потому, что они не вовлечены во взрослую жизнь. Но скажем вопрос об общей удовлетворенностью жизнью задать можно и дошкольнику — но как? Как его задать, чтобы результат можно было сопоставить с результатами для взрослых? Далее — а как задать этот вопрос младенцу? Сюда можно отнести разработку новых шкал для уже известных величин.