Концепция измерения в классическом естествознании.

Проблема измерения в классическом естествознании.

При измерении любой физической величины автоматически предполагается возможность осуществления серии экспериментов, в частности, чтобы составить представление о некой характеристике системы самой по себе, необходимо проанализировать результаты серии экспериментов по ее измерению в разных состояниях. Наоборот, чтобы составить представление о некоем состоянии самом по себе, необходимо проанализировать результаты серии экспериментов по измерению в этом состоянии разных наблюдаемых характеристик.

В любой серии экспериментов мы получаем, во-первых, совокупность численных значений физической величины (наблюдаемой) из какого-то интервала возможных ее значений и, во-вторых, информацию о том, насколько часто каждое из этих значений повторяется при измерениях. Это означает, что состояние физической системы в общем случае задается некоторым распределением, описываемым теорией вероятностей, а результат измерения физической величины представляет собой ее среднее значение.

Простейшими примерами таких измерений являются измерение длины с помощью линейки с делениями, температуры – термометром, электрического напряжения – вольтметром и т. д. Разновидностью прямых измерений является использование так называемого компенсационного метода, когда производят сравнение исследуемой величины с известной однородной ей величиной (путем их взаимной компенсации). Примером таких измерений служит взвешивание на рычажных весах с помощью гирь.

Косвенными называют измерения, результат которых определяется путем расчета на основании данных по прямым измерениям других величин. Для этого должна быть заранее известна взаимосвязь между ними в виде определенной формулы. Так, объем прямоугольного параллелепипеда можно найти по результатам прямых измерений длин его ребер. Это пример косвенного измерения объема. Однако его можно было бы определить и непосредственно: скажем, по объему воды, вытесненной им из сосуда, если в распоряжении экспериментатора есть мензурка, проградуированная в единицах объема. В этом случае выполняется прямое измерение объема.

Заметим, что прямые измерения, как правило, сводятся к измерению размера (линейного или углового) – даже величину температуры мы определяем по длине столбика ртути в термометре. Прогресс в измерительной технике связан с тенденцией превращения косвенных измерений в прямые.

Единицы измерения и системы единиц.

Международная система единиц (СИ). Она основана на наборе основных единиц, отвечающих измерению наиболее фундаментальных физических величин: длины, массы, промежутка времени, электрического тока и температуры. Для них установлены современные эталоны и существует специальная метрологическая служба, следящая за их совершенством. В то же время очень часто используется и целый ряд внесистемных единиц измерения.