1.2 Зачем мы измеряем?

Зачем производится так много измерений? Очевидно, что для получения информации об окружающем нас мире, необходимы наблюдения. Поэтому одной из причин может быть наше желание сделать восприятие нами мира богаче и совершеннее. Говоря отвлеченно, наша цель состоит в том, чтобы больше знать об окружающем мире и о взаимосвязях, существующих между характеристиками, состояниями и явлениями этого мира. Именно так об­стоит дело даже с такими каждодневными измерениями как давление в шинах, температура тела и т.д. Собранная информация дает нам возмож­ность свести сложные характеристики, состояния, явления и соотношения к более простым законам и взаимозависимостям. Таким образом, мы имеем возможность сформировать в нашем сознании лучшую, более ясную и объек­тивную картину мира, основанную на информации, полученной в резуль­тате измерений. Другими словами, эта информация позволяет нам строить модели мира (или его частей) и формулировать законы и теоремы. Затем мы должны определить (снова с помощью измерений), дают ли эти модели, гипотезы, теоремы и законы верное представление о мире. Это осуществля­ется путем выполнения тестов (измерений), позволяющих сравнить теорию с действительностью. Фактически мы изложили здесь процедуру измерений в «чистых» науках, полагая, что описание окружающего нас мира является единственной целью «чистой» науки, которая и ответственна за наше вос­приятие мира. Это иллюстрирует схема, приведенная на рис. 1.1.

На рис. 1.1 показана также роль измерений в «прикладных» науках. Под «прикладной» наукой мы подразумеваем область знаний, предназначенных для изменения мира. В «прикладной» науке модели, законы и теоремы «чис­той» науки используются для того, чтобы видоизменять окружающий мир. В этом контексте цель измерений состоит в том, чтобы прямо или косвенно

8 Основные принципы измерений

мир представление о нем

(эмпирические состояния, явления и т.д.) ( абстрактные числа, символы, метки и т.д.)

измерение

интерпретация

путем обработки

результаты измерений

чистые прикладные

науки науки

гипотезы

законы

теории

проверка (= измерение)

управление / изменение

Рис. 1.1. Измерение как звено между реальным миром с одной стороны и представлением о нем в «чистых» и прикладных науках с другой.

осуществлять регулирование определенных процессов в окружающем мире, контролировать их или вносить в них изменения на основе результатов из­мерений и (существующих) моделей, законов и теорем. Затем можно прове­рить результаты такого регулирующего воздействия, сравнить их с желае­мыми результатами и в дальнейшем сделать необходимые поправки.

Даже сравнительно простое измерение, такое как проверка давления в шинах автомобиля, можно описать в приведенных терминах. У нас есть ги­потеза: мы опасаемся, что давление в шинах слишком мало (или велико); в противном случае нам не надо было бы его проверять. Выполнив измерение, мы узнаем, лежит ли на самом деле давление в тех пределах, которые указа­ны изготовителем. Если это не так, то мы изменяем давление и снова изме­ряем его, пока оно не станет нужным.

Отсюда видно, что измерения образуют существенное звено между эм­пирическим миром с одной стороны и нашим отвлеченным представле­нием о нем с другой. Именно измерения удерживают наше представление об окружающем мире от того, чтобы становиться сном, служа звеном между действительностью и нашим восприятием ее. Без измерений мы обладали бы лишь философским видением (как это было у древних гре­ков). Кроме того, перед лицом различных представлений мы были бы не способны проверить, какое из них справедливо. Каждый мог бы замк­нуться в своем собственном восприятии, лишенный возможности когда-либо достичь общепринятого понимания, в отличие от того, что мы име­ем теперь.

Поэтому без измерений наше общество могло бы застрять на том уровне развития, которого оно достигло во времена алхимиков, аст­рологов и колдунов!

1.3 Теория измерений 9