定量数据

科学探究与测量

dìng liàng shù jù

定量数据是以带单位的数字表示的测量结果,例如以克为单位的质量或以秒为单位的时间。

Definition

定量数据是你通过测量或计数得到的数字,它们总是带着单位,比如厘米或秒。它们按仪器的精密度记录,可以取平均、作图并进行数学比较,这使它们成为分析和解释结果的支柱。数值可以是连续的(质量、温度),也可以是离散的计数(发芽的种子数),每一个都带有由仪器分辨率和方法决定的不确定度。精密度通过有效数字来表达,可靠性通过重复试次和离散程度的度量来表达,而统计分析只适用于这类数据。

Example

测量豆苗得到定量数据:植株 A 高 $8.5\ \text{cm}$,植株 B 高 $7.2\ \text{cm}$,植株 C 有 $6$ 片叶子。在三个温度下给盐的溶解计时,得到 $10^\circ\text{C}$ 时 $48\ \text{s}$、$30^\circ\text{C}$ 时 $26\ \text{s}$、$50^\circ\text{C}$ 时 $14\ \text{s}$,可以直接画成折线图。天平读数 $12.47\ \text{g}$(分辨率 $0.01\ \text{g}$)和量筒读数 $5.0\ \text{mL}$(估读到 $0.1\ \text{mL}$)给出密度 $12.47 / 5.0 = 2.494$,报告为 $2.5\ \text{g/cm}^3$,因为体积只有两位有效数字。

Key Insight

记住“定量”就是“数量”:一个带单位的数字。没有单位的数字不是数据;“小车走了 82”谁也看不懂,而“$82\ \text{cm}$”就能看懂。数字给人的感觉比文字更确定,但一个测量的好坏取决于它的仪器和方法,在数值旁边报告不确定度,才是定量数据与一个光秃秃的数字之间的区别。