La medición es la cuantificación de los atributos de un objeto o evento, que se puede utilizar para comparar con otros objetos o eventos. [1] [2] En otras palabras, la medición es un proceso de determinar qué tan grande o pequeña es una cantidad física en comparación con una cantidad de referencia básica del mismo tipo. [3] El alcance y la aplicación de la medición dependen del contexto y la disciplina. En ciencias naturales e ingeniería , las mediciones no se aplican a propiedades nominales de objetos o eventos, lo cual es consistente con las pautas del Vocabulario internacional de metrología publicado por la Oficina Internacional de Pesos y Medidas . [2] Sin embargo, en otros campos, como la estadística y las ciencias sociales y del comportamiento , las mediciones pueden tener múltiples niveles , que incluirían escalas nominales, ordinales, de intervalo y de razón. [1] [4]
La medición es una piedra angular del comercio , la ciencia , la tecnología y la investigación cuantitativa en muchas disciplinas. Históricamente, existieron muchos sistemas de medición para los diversos campos de la existencia humana para facilitar las comparaciones en estos campos. A menudo, estos se lograron mediante acuerdos locales entre socios comerciales o colaboradores. Desde el siglo XVIII, los avances avanzaron hacia estándares unificadores y ampliamente aceptados que dieron como resultado el moderno Sistema Internacional de Unidades (SI). Este sistema reduce todas las medidas físicas a una combinación matemática de siete unidades básicas. La ciencia de la medición se desarrolla en el campo de la metrología .
La medición se define como el proceso de comparación de una cantidad desconocida con una cantidad conocida o estándar.
La medición de una propiedad se puede clasificar según los siguientes criterios: tipo , magnitud , unidad e incertidumbre . [ cita necesaria ] Permiten comparaciones inequívocas entre mediciones.
Las medidas suelen utilizar el Sistema Internacional de Unidades (SI) como marco de comparación. El sistema define siete unidades fundamentales : kilogramo , metro , candela , segundo , amperio , kelvin y mol . Todas estas unidades se definen sin referencia a un objeto físico particular que sirva como estándar. Las definiciones libres de artefactos fijan las mediciones en un valor exacto relacionado con una constante física u otros fenómenos invariables en la naturaleza, en contraste con los artefactos estándar que están sujetos a deterioro o destrucción. En cambio, la unidad de medida sólo puede cambiar mediante una mayor precisión en la determinación del valor de la constante a la que está vinculada.
La primera propuesta para vincular una unidad base del SI a un estándar experimental independiente de la ley fue la de Charles Sanders Peirce (1839-1914), [5] quien propuso definir el metro en términos de la longitud de onda de una línea espectral . [6] Esto influyó directamente en el experimento de Michelson-Morley ; Michelson y Morley citan a Peirce y mejoran su método. [7]
Con excepción de algunas constantes cuánticas fundamentales , las unidades de medida se derivan de acuerdos históricos. Nada inherente a la naturaleza dicta que una pulgada tenga que tener una longitud determinada, ni que una milla sea mejor medida de distancia que un kilómetro . Sin embargo, a lo largo de la historia de la humanidad, primero por conveniencia y luego por necesidad, los estándares de medición evolucionaron para que las comunidades tuvieran ciertos puntos de referencia comunes. Las leyes que regulan la medición se desarrollaron originalmente para prevenir el fraude en el comercio.
Las unidades de medida generalmente se definen sobre una base científica, son supervisadas por agencias gubernamentales o independientes y se establecen en tratados internacionales, entre los que destaca la Conferencia General de Pesos y Medidas (CGPM), establecida en 1875 por la Convención del Metro , que supervisa el Sistema Internacional de Unidades (SI). Por ejemplo, el metro fue redefinido en 1983 por la CGPM en términos de la velocidad de la luz, el kilogramo fue redefinido en 2019 en términos de la constante de Planck y la yarda internacional fue definida en 1960 por los gobiernos de Estados Unidos, Reino Unido. , Australia y Sudáfrica exactamente 0,9144 metros.
En Estados Unidos, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología ( NIST ), una división del Departamento de Comercio de Estados Unidos , regula las mediciones comerciales. En el Reino Unido, la función la desempeña el Laboratorio Nacional de Física (NPL), en Australia el Instituto Nacional de Medición , [8] en Sudáfrica el Consejo de Investigación Científica e Industrial y en la India el Laboratorio Nacional de Física de la India .
La unidad es una cantidad conocida o estándar en términos de la cual se miden otras cantidades físicas.
Antes de que las unidades SI se adoptaran ampliamente en todo el mundo, los sistemas británicos de unidades inglesas y más tarde unidades imperiales se utilizaban en Gran Bretaña, la Commonwealth y los Estados Unidos. El sistema pasó a ser conocido en Estados Unidos como unidades habituales y todavía se utiliza allí y en algunos países del Caribe . Estos diversos sistemas de medición a veces se han denominado sistemas pie-libra-segundo, en honor a las unidades imperiales de longitud, peso y tiempo, aunque las toneladas, quintales, galones y millas náuticas, por ejemplo, son diferentes para las unidades estadounidenses. Muchas unidades imperiales siguen utilizándose en Gran Bretaña, que ha cambiado oficialmente al sistema SI, con algunas excepciones, como las señales de tráfico, que todavía están en millas. La cerveza de barril y la sidra deben venderse por pinta imperial, y la leche en botellas retornables puede venderse por pinta imperial. Muchas personas miden su altura en pies y pulgadas y su peso en piedras y libras, por poner sólo algunos ejemplos. Las unidades imperiales se utilizan en muchos otros lugares, por ejemplo, en muchos países de la Commonwealth que se consideran métricos, la superficie terrestre se mide en acres y el espacio en pies cuadrados, particularmente para transacciones comerciales (en lugar de estadísticas gubernamentales). De manera similar, la gasolina se vende por galón en muchos países que se consideran métricos.
El sistema métrico es un sistema de medida decimal basado en sus unidades de longitud, el metro y de masa, el kilogramo. Existe en varias variaciones, con diferentes opciones de unidades base , aunque estas no afectan su uso diario. Desde la década de 1960, el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el sistema métrico reconocido internacionalmente. Las unidades métricas de masa, longitud y electricidad se utilizan ampliamente en todo el mundo, tanto para fines cotidianos como científicos.
El Sistema Internacional de Unidades (abreviado como SI del nombre en francés Système International d'Unités ) es la revisión moderna del sistema métrico . Es el sistema de unidades más utilizado en el mundo , tanto en el comercio cotidiano como en la ciencia . El SI se desarrolló en 1960 a partir del sistema metro-kilogramo-segundo (MKS), en lugar del sistema centímetro-gramo-segundo (CGS), que, a su vez, tenía muchas variantes. Las unidades SI para las siete cantidades físicas básicas son: [9]
En el SI, las unidades básicas son medidas simples de tiempo, longitud, masa, temperatura, cantidad de sustancia, corriente eléctrica e intensidad de la luz. Las unidades derivadas se construyen a partir de las unidades base; por ejemplo, el vatio , es decir, la unidad de potencia, se define a partir de las unidades base como m 2 ·kg·s −3 . Otras propiedades físicas se pueden medir en unidades compuestas, como la densidad del material, medida en kg/m 3 .
El SI permite una fácil multiplicación al cambiar entre unidades que tienen la misma base pero diferentes prefijos. Para convertir de metros a centímetros sólo es necesario multiplicar la cantidad de metros por 100, ya que en un metro hay 100 centímetros. A la inversa, para pasar de centímetros a metros se multiplica el número de centímetros por 0,01 o se divide el número de centímetros por 100.
Una regla o regla es una herramienta utilizada, por ejemplo, en geometría , dibujo técnico , ingeniería y carpintería, para medir longitudes o distancias o trazar líneas rectas. Estrictamente hablando, la regla es el instrumento que se usa para reglar líneas rectas y el instrumento calibrado que se usa para determinar la longitud se llama medida ; sin embargo, el uso común llama a ambos instrumentos reglas y el nombre especial de regla se usa para una regla sin marcar. El uso de la palabra medida , en el sentido de instrumento de medida, sólo sobrevive en la frase cinta métrica , instrumento que puede usarse para medir pero no para trazar líneas rectas. Como se puede ver en las fotografías de esta página, una regla de carpintero de dos metros se puede plegar hasta una longitud de sólo 20 centímetros, para caber fácilmente en un bolsillo, y una cinta métrica de cinco metros de largo se retrae fácilmente para caber dentro. una pequeña vivienda.
El tiempo es una medida abstracta de cambios elementales en un continuo no espacial. Se indica mediante números y/o períodos nombrados, como horas , días , semanas , meses y años . Es una serie aparentemente irreversible de sucesos dentro de este continuo no espacial. También se utiliza para indicar un intervalo entre dos puntos relativos en este continuo.
La masa se refiere a la propiedad intrínseca de todos los objetos materiales de resistir cambios en su impulso. El peso , por otro lado, se refiere a la fuerza hacia abajo que se produce cuando una masa se encuentra en un campo gravitacional. En caída libre (sin fuerzas gravitacionales netas) los objetos carecen de peso pero conservan su masa. Las unidades imperiales de masa incluyen la onza , la libra y la tonelada . Las unidades métricas gramo y kilogramo son unidades de masa.
Un dispositivo para medir el peso o la masa se llama báscula o, a menudo, simplemente báscula . Una báscula de resorte mide la fuerza pero no la masa, una balanza compara el peso; ambas requieren un campo gravitacional para funcionar. Algunos de los instrumentos más precisos para medir peso o masa se basan en células de carga con lectura digital, pero requieren un campo gravitacional para funcionar y no funcionarían en caída libre.
Las medidas utilizadas en economía son medidas físicas, medidas de valor de precio nominal y medidas de precio real . Estas medidas se diferencian entre sí por las variables que miden y por las variables excluidas de las mediciones.
En el campo de la investigación por encuestas, se toman medidas a partir de actitudes, valores y comportamientos individuales utilizando cuestionarios como instrumento de medición. Como todas las demás mediciones, la medición en la investigación por encuestas también es vulnerable a errores de medición , es decir, la desviación del valor real de la medición y del valor proporcionado utilizando el instrumento de medición. [10] En investigaciones sustantivas mediante encuestas, los errores de medición pueden llevar a conclusiones sesgadas y efectos estimados erróneamente. Para obtener resultados precisos, cuando aparecen errores de medición, es necesario corregir los resultados para detectar errores de medición .
Generalmente se aplican las siguientes reglas para mostrar la exactitud de las mediciones: [11]
Dado que la medición precisa es esencial en muchos campos, y dado que todas las mediciones son necesariamente aproximaciones, se debe hacer un gran esfuerzo para que las mediciones sean lo más precisas posible. Por ejemplo, considere el problema de medir el tiempo que tarda un objeto en caer una distancia de un metro (aproximadamente 39 pulgadas ). Utilizando la física, se puede demostrar que, en el campo gravitacional de la Tierra, cualquier objeto debería tardar aproximadamente 0,45 segundos en caer un metro. Sin embargo, las siguientes son sólo algunas de las fuentes de error que surgen:
Además, otras fuentes de error experimental incluyen:
Los experimentos científicos deben realizarse con mucho cuidado para eliminar la mayor cantidad de errores posible y mantener realistas las estimaciones de error.
En la definición clásica, que es estándar en todas las ciencias físicas, la medición es la determinación o estimación de proporciones de cantidades. [13] Cantidad y medida se definen mutuamente: los atributos cuantitativos son aquellos que se pueden medir, al menos en principio. El concepto clásico de cantidad se remonta a John Wallis e Isaac Newton , y fue presagiado en los Elementos de Euclides . [13]
En la teoría representacional, la medición se define como "la correlación de números con entidades que no son números". [14] La forma más elaborada técnicamente de teoría representacional también se conoce como medición conjunta aditiva . En esta forma de teoría representacional, los números se asignan en función de correspondencias o similitudes entre la estructura de los sistemas numéricos y la estructura de los sistemas cualitativos. Una propiedad es cuantitativa si se pueden establecer tales similitudes estructurales. En formas más débiles de teoría representacional, como la implícita en el trabajo de Stanley Smith Stevens , [15] los números sólo necesitan asignarse de acuerdo con una regla.
El concepto de medición a menudo se malinterpreta como simplemente la asignación de un valor, pero es posible asignar un valor de una manera que no sea una medición en términos de los requisitos de la medición conjunta aditiva. Se puede asignar un valor a la altura de una persona, pero a menos que pueda establecerse que existe una correlación entre las mediciones de altura y las relaciones empíricas, no es una medición según la teoría de la medición conjunta aditiva. Asimismo, calcular y asignar valores arbitrarios, como el "valor contable" de un activo en contabilidad, no es una medición porque no satisface los criterios necesarios.
Tres tipos de teoría representacional
1) relación empírica
En ciencia, una relación empírica es una relación o correlación basada únicamente en la observación y no en la teoría. Una relación empírica requiere sólo datos confirmatorios independientemente de la base teórica.
2) La regla del mapeo
El mundo real es el dominio del mapeo y el mundo matemático es el rango. Cuando asignamos el atributo al sistema matemático, tenemos muchas opciones para el mapeo y el rango.
3) La condición de representación de la medición.
La teoría de la información reconoce que todos los datos son inexactos y de naturaleza estadística. Así, la definición de medición es: "Un conjunto de observaciones que reducen la incertidumbre donde el resultado se expresa como una cantidad". [16] Esta definición está implícita en lo que los científicos realmente hacen cuando miden algo e informan tanto la media como las estadísticas de las mediciones. En términos prácticos, se comienza con una estimación inicial del valor esperado de una cantidad y luego, utilizando diversos métodos e instrumentos, se reduce la incertidumbre en el valor. Desde este punto de vista, a diferencia de la teoría representacional positivista , todas las mediciones son inciertas, por lo que en lugar de asignar un valor, se asigna un rango de valores a una medición. Esto también implica que no existe una distinción clara o clara entre estimación y medición.
En mecánica cuántica , una medición es una acción que determina una propiedad particular (posición, momento, energía, etc.) de un sistema cuántico. Las mediciones cuánticas son siempre muestras estadísticas de una distribución de probabilidad; la distribución de muchos fenómenos cuánticos es discreta. [17] : 197 Las mediciones cuánticas alteran los estados cuánticos y, sin embargo, las mediciones repetidas en un estado cuántico son reproducibles. La medición parece actuar como un filtro, cambiando el estado cuántico a uno con el único valor cuántico medido. [17] El significado inequívoco de la medición cuántica es un problema fundamental no resuelto en la mecánica cuántica ; La interpretación más común es que cuando se realiza una medición, la función de onda del sistema cuántico " colapsa " a un valor único y definido. [18]
En biología, generalmente no existe una teoría de medición bien establecida. Sin embargo, se enfatiza la importancia del contexto teórico. [19] Además, el contexto teórico que se deriva de la teoría de la evolución lleva a articular la teoría de la medición y la historicidad como una noción fundamental. [20] Entre los campos de medición más desarrollados en biología se encuentran la medición de la diversidad genética y la diversidad de especies. [21]
Medios relacionados con la medición en Wikimedia Commons