科学とエンジニアリングにおける正確性と精度の重要性

要約

本記事では、正確性と精度の違いと、それらが科学的な取り組みにおいて重要であることについて探究します。ウィリアム・テルの物語を用いて、精度と正確性の重要性を説明します。また、エンジニアや研究者の仕事において、微小なレベルで高い正確性が求められること、そしてその正確性が常に確実に得られることが必要であることについても議論します。最後に、NASAが精度と正確性を利用して、宇宙探査に大きな進歩を遂げた方法についても検討します。

ウィリアム・テルの物語：精度と正確性

ウィリアム・テルの物語は、腕利きの射手が腐敗した領主によって残酷な挑戦に迫られる伝説的な物語です。ウィリアムの息子は、彼が息子の頭からリンゴを撃ち落とせなければ処刑されます。本記事では、物語の2つのバリエーションを探究します。最初のバリエーションでは、領主は盗賊を雇い、ウィリアムの信頼できるクロスボウを盗ませます。そのため、彼は農民から劣ったクロスボウを借りなければなりませんでした。しかし、借りたクロスボウは完全に調整されておらず、ウィリアムの練習射撃は的の真下に集まってしまいます。幸い、彼は間に合って修正する時間がありました。2つ目のバリエーションでは、挑戦の前の長い時間の間、ウィリアムは自分の腕前に疑問を感じ、手に震えが現れます。彼の練習射撃はリンゴの周りに集まっていますが、ランダムなパターンで集まっています。時々、彼はリンゴを撃ち落としますが、揺れ動きがあるため、的の真ん中に命中する保証はありません。彼は神経質な手を落ち着かせ、狙いを確実にする必要がありました。これらのバリエーションの核心には、正確性と精度という2つの用語があります。これらの用語はしばしば交換で使用されます。

科学とエンジニアリングにおける精度と正確性

正確性と精度の区別は、多くの科学的な取り組みにとって重要です。正確性は、正しい結果にどの程度近づけるかに関係しています。正確性は、適切にキャリブレーションされたツールを使用し、熟練したトレーニングを受けることで向上します。一方、精度は、同じ方法を使用してその結果をどのように一貫して得られるかに関係しています。精度は、より細かくインクリメントされたツールを使用し、推定が少なくなるように向上します。盗まれたクロスボウの物語は、正確性がなく、精度だけがあるものでした。ウィリアムは、毎回同じ誤った結果を得ました。手の震えがあるバリエーションは、正確性があっても精度がないものでした。ウィリアムのボルトは正しい結果の周りに集まっていましたが、どのショットが的の真ん中に命中する保証がなかったのです。

日常的なタスクでは正確性や精度が低い場合でも問題ないことがありますが、エンジニアや研究者は、微小なレベルで高い正確性が常に得られることが必要です。工場や研究所は、より良い装置やより詳細な手順によって精度を向上させます。これらの改善は高価な場合があるため、マネージャーは各プロジェクトに対する許容不確実性を決定する必要があります。ただし、精度への投資は、以前には不可能だったことを超えることができ、火星まで達することができます。