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第5节

测量中的误差定律

上述的说明并没有给予我们的问题以解决之道。我们渴望知道,如果通过某种方式找到了心理过程中恰当的、恒定的平均数值,那么为了进一步应用这个平均数值,我们要如何假定一种单纯的、有决定作用的条件呢?物理学家在研究中通常会预先知道他要处理哪种单一的因素组合;统计学家要知道他会处理哪些成组的因素组合,这些因素组合是用任何分析方法都难以分解的。他们都是通过简单的知识,预先了解自己将要处理的因素,因而在进行深入的研究之前就已经明确了整个实验过程的性质。

我们在前面的章节也提到过,已有的心理学知识过于笼统,我们无法依靠它们来确定是否能够使一些实验条件固定下来,而且它们也无法为我们提供参考,让我们明确在一些案例中要处理的是一种单纯的因素组合,还是同时起作用的多个因素组合。这个问题涉及,如果我们通过其他标准,使得实验条件相对稳定,所得到的结果能否把整个实验的前因后果说清楚?

我们得出的结论必然是:通过这种方式得到的虽然不是绝对准确的结果,却无限接近准确。这是因为,我们采用了一些物理常数并预设了和物理实验一样的假设,在这样的条件下,心理学的实验才开始迈出第一步。反复比较预设计算出的数值和实际的实验所得的数值,结果表明,假设所得数值和实际所得数值之间有很大的共性,足以导致结果一致。由此,我们得出的结论是,预设的结果和实际数据是很接近的。预设结果的关键在于,把一些之前多次提到的、由同类因素产生的个别数值合并起来的结果,用一个数学公式表示,这就是我们要谈的误差率。这个公式有一个显著的特点,它只包含一个未知数,这个未知数就是个别数值的集中趋势强弱的量化。它依据观察材料种类的不同而变化,依据具体数值的计算来确定。

我们这里的任务不是要仔细剖析这个公式,如果有对此感兴趣的读者,可以去看概率计算和误差理论方面的书籍。对于不熟悉概率计算和误差理论的读者而言,我们将以图解的方式来说明和讨论题解,以便于理解。

设想,一个实验观察反复进行了1000次,每一次观察材料用1mm表示,它的数值和1000次观察材料的中间数值之间的差异用图2-1中的pq水平线来表示。把每一次相当于中心数值的观察结果在mn垂直线上画1mm。每次的比中心数值大一个单位的观察结果在mn右边距离1mm的线上画1mm。高于中心数值的观察结果画在mn的右边,低于中心数值的结果画在左边。之后,我们会看到,画出来的图形轮廓很整齐。如果有些数值是这样的性质,它们的中心数值可以视为和物理学中的常数一样,曲线的形成就是图2-1中(a)和(b)的样子。

如果中间数值是一种统计常数,曲线就可能是任何形式的。由一组观察所得的曲线的形状,到底是扁平的还是细高的,要看观察对象的性质。实验过程中,我们的观察越精确,数据就越趋向于中间数值,偏差较大的数据越少,曲线显得越细高。对于部分特定的观察来说,主试人员如果从观察中得出了数据的规律,他就能得知全部观察的大致情况。比如,他获得了一定数值偏差发生的次数频率,那他就能在一定范围内预测会发生多少次偏差。或者,他也能够预见到,在一定数值和中间数值之间的个例数值有多少,占全部观察结果的百分比是多少。在图2-1(a)中,+W和-W两根线中间包括了代表全部观察结果的一半数据。但是,在图2-1(b)所做的更精确的观察中,+W和-W与mn的距离只有图2-1(a)的一半。所以说,+W和-W之间的相对距离,也可以被视为衡量观察精确性的指标。

图2-1

图2-1

可以说,只要一组结果的产生每一次都是由相同的因素组合引发的,该因素组合每次只受一些偶然条件的干扰,那么,这些结果的数值就会按照误差律进行分配。但如果把这个命题反过来推,得出的结论是:只要数值是按照误差定律分配的,那么结果就一定是这类因素造成的,这个结论就未必是对的。大自然不会偶尔用更复杂的方式引发类似的组合吗?现实中,这样的情况似乎很少见。在统计上,化为平均数值的所有组合中,通常还没有发现一种是没有任何意外地产生于特定数量的因素系统,表现出完全按照误差律进行分配的情况。

所以,这个规律不是完全可靠,但它最接近真相,若用它作为标准,可以判断出在所有过程中获得的接近恒定的平均数值,是否能在试验中作为纯正科学常数来运用。误差律不为这样的应用提供充分的条件,可它却能提供必要条件,这就是为什么我用它所提供的准则作为前面提到的那个问题的答案:如果把条件尽可能地控制在稳定的状态下,学习同样性质的材料,达到第一次可能再现时,所需要的重复遍数的平均数,可以作为自然科学上的恒定平均数值吗?我可以事先告诉大家,研究的结果证实,答案是肯定的。 /tgm1SuEPXOPPDZJZB4gAQY6iSM3DIUDPEpo6uphFc8S/lT4NljMwkpAxqj7in9t

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