Ακρίβεια και Πιστότητα – μια πρώτη προσέγγιση

Στην καθημερινή μας ζωή έχουμε συνηθίσει να χρησιμοποιούμε τους όρους ακρίβεια (accuracy) και πιστότητα (precision), σχεδόν εναλλάξιμα. Είναι όμως τελικά το ίδιο; Και αν όχι, σε τι διαφέρουν τελικά;

Στην καθημερινή μας ζωή έχουμε συνηθίσει να χρησιμοποιούμε τους όρους ακρίβεια (accuracy) και πιστότητα (precision), σχεδόν εναλλάξιμα, σαν τις κάννες διαφορετικού μήκους σε ένα SCAR-Η. Στον κόσμο όμως των πειραματικών μετρήσεων και της ανάλυσης αυτών, οι δύο αυτές έννοιες είναι εντελώς διακριτές μεταξύ τους. Ακρίβεια είναι η απόκλιση που έχει η μέση τιμή μίας ομάδας πειραματικών μετρήσεων από το σημείο που προβλεπόταν να βρεθεί. Ουσιαστικά δηλαδή, αν το παρομοιάσουμε με τις βολές ενός σκοπευτή, πόσο μακριά από το κέντρο του στόχου είναι το κέντρο του κύκλου μέσα στον οποίο έχουν βρεθεί οι βολές μας.

Αν έχεις δηλαδή ένα διακριβωμένο κομμάτι χάλυβα, φρεζαρισμένου στα 15.00 x 10.00 x 5.00 mm και το παχύμετρό σου το μετράει συστηματικά 14.92×9.92×4.92, ξέρεις ότι έχεις μια σταθερή απόκλιση 0.08mm (οπότε μάλλον, αν δε συμβαίνει κάτι άλλο με το παχύμετρό σου, δεν έχεις μηδενίσει καλά το όργανό σου ή για κάποιον άλλο λόγο, σου δίνει ένα συστηματικό σφάλμα των 0.08mm).

Πιστότητα είναι το μέγεθος της διασποράς αυτών των βολών. Στο προηγούμενο παράδειγμα, αν μετράμε το μήκος του χάλυβα 14.97, 14.95, 14.89, 14.87, 14.94, 14.90 κάθε φορά που παίρνουμε το παχύμετρο, η μέση τιμή είναι ασφαλώς 14.92 αλλά αν η θερμοκρασία παραμένει σταθερή, κάτι δεν πάει καλά με το σύνολο των μετρήσεων (εκτός από τον μηδενισμό του).

Επιστρέφοντας στην προηγούμενο ανάλογο με τις βολές, όσο πιο σταθερά εκτελούμε τις βολές μας, τόσο πιο «μαζεμένες» θα είναι, δίνοντας μικρή διασπορά και άρα μεγάλη πιστότητα. Ένα πολύ μικρό (και άρα, καλό) γκρουπ βολών, μπορούμε πολύ πιο εύκολα να το μετακινήσουμε και να φέρουμε την πλειονότητα των βολών μας στο επιθυμητό σημείο επί του στόχου.

Στη φωτογραφία που ακολουθεί μπορείτε να δείτε στο αριστερά μισό του στόχου βολές οι οποίες αντιπροσωπεύουν μικρή πιστότητα, αν και δεν είναι κακές ως προς την ακρίβειά τους (είναι όμως πολύ μέτριες) και δεξιά, βολές πολύ καλύτερης συγκέντρωσης (και άρα πιστότητας) και σαφώς βελτιωμένης ακρίβειας.

Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η βαθμολογία που θα συγκεντρώσουν όλες οι βολές επί του στόχου, ποιο υποσύνολο είναι πιο εύκολο να μετακινηθεί προς το μικρότερο δαχτυλίδι του 10; Αυτό αριστερά ή εκείνο δεξιά; Προφανώς εκείνο δεξιά. Μετρήσεις οι οποίες διακρίνονται από τέτοια σφιχτή «κατανομή» είναι σίγουρα πιο αξιόπιστες και όπως οι μαζεμένες βολές δείχνουν έναν συγκεντρωμένο και καλό σκοπευτή, έτσι και οι συγκεντρωμένες μετρήσεις ενός πειράματος υποδηλώνουν (μεταξύ άλλων) έναν αφοσιωμένο πειραματικό επιστήμονα.