Статистический характер экспериментальных исследований

Любое экспериментальное исследование, в конечном итоге, сводится к изучению причинно-следственных связей между факторами и откликами. В идеале эти связи должны быть функциональными (или детерминированными), т.е.каждому набору факторов хi должен соответствовать вполне определенный набор откликов yi при любом числе повторений опыта.

В действительности все изучаемые связи являются вероятностными (стохастическими), т.к. каждому набору факторов xi или каждому фактору x соответствует множество различных значений откликов, случайным образом рассеянных в некотором интервале (имеется ввиду многократное повторение одного и того же опыта).

Рассеивание откликов при фиксированных значениях факторов происходит по двум причинам:

1. От наличия погрешностей процесса измерения, связанных с конечной точностью измерительных приборов.
2. От воздействия отсеянных и потому не учитываемых т.н. несущественных факторов. Эти факторы, однако, воздействуют на отклики, и поскольку их значения изменяются, то меняются и отклики, хотя и не значительно. Это и приводит к их рассеиванию относительно «истинных» значений.

Неучитываемые и неконтролируемые факторы объекта исследования называются помехами или «шумом».

Поскольку изменение несущественных факторов не контролируется, то влияние их на отклик носит случайный характер. Поэтому и рассеивание откликов является случайным.

Моделью реального объекта исследований является т.н. «черный ящик», т.е. система, механизм функционирования которой не доступен для изучения и об изменении его состояния можно судить только по изменению откликов ym в результате изменения контролируемых факторов xn и неконтролируемых помех zk.

Случайные помехи эксперимента нельзя устранить по определению, но их воздействие можно учесть методами математической статистики. Поэтому статистические методы являются одним из основных инструментов при исследованиях реальных явлений и процессов.