物理学の研究分野では、実験で生じる誤差は可能な限り0にすることが前提なんでしょうか？

質問

物理学の研究分野では、実験で生じる誤差や、平均値の標準偏差は、可能な限り減らすことが、当然のこととして認識されているのでしょうか？誤差を0に収束させるように努力することは、物理学の本質に迫るという意味で、できるだけ必要とされることなのでしょうか？また、実験データを理論式でフィッティングする場合も、理論と実験に矛盾がない場合は、きれいにフィッティングされることが望まれるんでしょうか(フィッティングできない場合は、新たな理論や原因を考察する必要があると思うのですが)？

回答No.1

my3027 · ベストアンサー

誤差を可能な限り減らす努力は必要ですが、ゼロにする事は出来ません。逆に、理論計算の値が実験値と1桁上ずれてたりする事もあります。(金属のせん断エネルギ実測値と、分子結合の転移による理論値等)。そういう場合は、指摘のように逆に理論の修正をする場合もあります。

お礼

具体的な回答ありがとうございました。

回答No.4

cigue

望むか、という問ならば当然望むと思います。
ただし望みすぎてデータの改ざんをするほどには望みません。

有名な例では
>>
ミリカンの油滴による荷電量測定では、 38回の測定から7つの測定値を捨て去った、すなわちデータ操作が行われたことをミリカン自身が認めている。(URLより)
<<
>>
たくさんの油滴に関して実験を繰り返すことによって、測定値がいつもある特定値の整数倍にあたることが見出された（Wikipediaより)
<<

8割しか採用せずにいつも特定の整数倍である、という結論は中々のワザだと思います。
しかし、もし誤差が0に近くなければ物理の本質ではないのか、と言われればこのようにデータの操作を行なった結果、正しい物理の本質に行き着く場合もありますので、ケースバイケースかと。

参考URL：

http://www.nuclear.jp/~madarame/lec1/betrayers.html

お礼

エピソードも踏まえて回答ありがとうございました。

回答No.3

isoworld

どのような実験にも誤差はつきものです。誤差が小さいのは好ましいことですが、現実的な範囲で実験せざるを得ません。

　客観的な評価を受けるべき実験や研究では「誤差の評価」が不可欠です。どの程度の誤差がありうるのか、それが把握できない実験や研究のデータでは、客観性・信憑性・信頼性に欠けます。
　考えられる誤差範囲を考慮に入れて、その実験や研究の成果から結論を帰納法によって出せばよいわけです。

お礼

回答ありがとうございました。私も誤差の評価は大切だと思っています。

回答No.2

b_bb

実験には目的があるはずです。
目的に沿ったオーダーによって実験に生じる許容誤差を定めると思われます。
つまり、必要に応じて精度は定まるかと思われます。

また、微妙に質問の意図から外れてる気もするのですが、補足。

もしかなりの精度が求められる場合、誤差を0に収束させるというよりは、各計器の誤差の範囲になるべく近づけるということのほうが適切だと思われます。
ただ、誤差やオーダーなどの精度を高めようと何でもかんでも細かく見ていけばいいというものではなくて、たとえば流体の密度という概念をミクロでみてしまうと分子の存在しているところと真空のところで密度にばらつきが出てしまったりします。

・・・なんかやっぱり違うような気がしますね。すみませんでした。

ただ既出ですが、実験によって理論は書き換えられます。
というよりは理論というものはすべからく正しい実験の前には無力です。
正しい実験が行われた場合理論的におかしくてもそれは当然のことながら理論がまちがってます。

理論と実験に矛盾がないのに、フィッティングが誤差の範疇に収まらないというのでしたら当然のことながら、理論と実験のいずれかに間違いがあるわけですからご指摘の通り新たな理論や原因を考察する必要があります。
つまり、何が言いたいかといいますときれいにフィッティングできないということは理論と実験に矛盾がない場合は起こりえないのでは？ということです。

お礼

丁寧な回答ありがとうございました。