Frage:
Wie genau vermeiden Sie es, sich selbst zu täuschen?
Trevor Andrade
2019-10-28 12:05:35 UTC
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In der Frachtkultwissenschaft schreibt Feynman:

"Millikan hat die gemessen Ladung auf einem Elektron durch ein Experiment mit fallenden Öltropfen und habe eine Antwort bekommen, von der wir jetzt wissen, dass sie nicht ganz richtig ist. Es ist ein ein bisschen aus, weil er den falschen Wert für die hatte Viskosität der Luft ... Warum stellten sie nicht sofort fest, dass die neue Zahl höher war? Es ist eine Sache, für die sich Wissenschaftler schämen - diese Geschichte - weil Es ist offensichtlich, dass die Leute solche Dinge getan haben: Als sie eine bekamen Zahl, die zu hoch über Millikans war, dachten sie etwas muss falsch sein - und sie würden einen Grund dafür suchen und finden etwas könnte falsch sein. Als sie eine Nummer näher kamen Millikans Wert, den sie nicht so genau sahen. Und so eliminierten sie die Zahlen, die zu weit weg waren und andere Dinge wie diese taten. Wir haben diese Tricks heutzutage gelernt und jetzt haben wir sie nicht mehr Art einer Krankheit. "

Über welche Tricks spricht er speziell? Welche Tricks lernen Physiker im Allgemeinen, um Experimente durchzuführen und sich nicht selbst zu täuschen?

Zweitens: Ich bin der festen Überzeugung, dass Feynman sich hier auf etwas bezieht, das nicht in Lehrbüchern enthalten ist, sondern in die Kultur der Physik eingebaut ist, aber ich verstehe nicht genau, was es ist, und ich vermute, dass es im Internet weitergegeben wird Kultur der Physiklabore. Wenn jemand mit einigen Geschichten, Beispielen oder allgemeinen Kommentaren erklären kann, wie ist diese Kultur?

Ich habe mich einmal ziemlich schlecht getäuscht, habe einen Temperatureffekt in einer Substanz gesehen, wo ich es erwartet habe.Aber Kollegen wollten es noch einmal überprüfen und stellten fest, dass mein Effekt darauf zurückzuführen war, dass der Probenstab bei niedriger Temperatur kürzer wurde.Schrecklich peinlich, ich hatte Glück, dass dies gefangen wurde, bevor das Ding gedruckt wurde.
Dies scheint eine listenbasierte Frage zu sein, die im Allgemeinen als zu weit gefasst gilt.Weitere Informationen zu den Arten von Fragen, die Sie nicht stellen sollten, finden Sie in der Hilfe (https://physics.stackexchange.com/help/dont-ask).
Laut Skeptics SE kann Feynmans Kommentar tatsächlich etwas irreführend sein.https://skeptics.stackexchange.com/questions/44092/is-feynmans-claim-about-the-history-of-measurements-of-the-charge-of-the-electr
Als Assistent für Physikunterricht gab ich einmal einem Studenten Bestnoten, der ein Standardexperiment durchgeführt hatte, um die Impulserhaltung zu testen - und ein seltsames Ergebnis erzielte.Anstatt zu versuchen, es zu vertuschen, indem er seine Fehlerbalken verlängerte oder mit den Händen über Fehler winkte, die er möglicherweise im Setup gemacht hatte, gab er eine sehr sorgfältige und detaillierte Darstellung seines Verfahrens und kam zu dem Schluss, dass die Dynamik nicht erhalten blieb.Ich verbrachte einige Minuten der nächsten Laborsitzung damit, diesen Bericht zu loben.
Die Zeitleiste, von der Feynman wahrscheinlich spricht, finden Sie hier: https://hsm.stackexchange.com/a/5346
In einem Physikunterricht an einer High School erinnere ich mich an ein Laborexperiment, bei dem _g_ berechnet wurde, indem ein Ball über eine schiefe Ebene gerollt wurde.Meine Arbeitsgruppe hat einen ungeraden Wert von _g_ wie 6,4 m / s ^ 2 gefunden, und das waren unsere Daten, also haben wir den Laborbericht so geschrieben.Andere Gruppen schauten sich ihre Daten an und sagten "ähm, dieser Wert ist falsch ... lasst es uns einfach beheben" und alle ihre Laborberichte meldeten _g_ = 9,8 m / s ^ 2.Es stellt sich heraus, dass das Labor aus diesem Grund ein bisschen erfunden wurde und meine Gruppe die einzige war, die es richtig gemacht hat.Dieses Zeug passiert die ganze Zeit: Wenn Sie die richtige Antwort "kennen", ist es einfach, sie zu "entdecken".
@Pieter Schäme dich nicht zu sehr - das System funktioniert!
@Beta Ich stimme nicht wirklich zu, dass "die Schlussfolgerung, dass die Dynamik nicht erhalten wurde", eine lobenswerte Schlussfolgerung ist.Man sollte versuchen zu bewerten, was wahrscheinlicher ist: dass die Dynamik tatsächlich nicht erhalten bleibt oder dass der Experimentator einen Fehler in seiner Analyse gemacht hat.Im Beispiel würde jeder, der ehrlich ist, sagen, dass der zweite Fall wahrscheinlicher ist.IMO Es ist nichts Falsches daran, dies zu erkennen und zu dem Schluss zu kommen, dass * mehr Arbeit geleistet werden muss, um die offensichtliche Diskrepanz auf die eine oder andere Weise zu beheben *.Es können keine Fortschritte erzielt werden, wenn wir uns immer über die Impulserhaltung streiten.
Dies ist nicht so neu, es gibt eine Volksgeschichte aus dem 15. Jahrhundert zu diesem Thema.Der König will einen neuen Schreiber einstellen.Es gibt 3 Bewerber.Der König bittet sie, eine These darüber zu schreiben, warum es viel mehr weh tut, wenn Sie fallen und Ihren Kopf an die Ecke eines Holztischs schlagen, als wenn der Tisch aus Marmor wäre.Zwei von ihnen schreiben lange Pergamente voller verschlungener Theorien und Erklärungen.Der dritte taucht nicht auf.Als der König nach ihm schickt, ist er immer noch in seinem Zimmer, im Bett, und sagt, dass er es versuchen wollte und er schlug seinen Kopf auf Marmor, und es tut immer noch sehr weh.Er wurde sofort eingestellt.
@Beta: Und was haben Sie am Ende herausgefunden?Wo ist der Schwung geblieben?
@user21820: Wir konnten keinen Fehler im Bericht finden, und als ich versuchte, das Ergebnis (dieser zusätzliche Impuls wurde bei einer Kollision erzeugt) auf demselben Gerät zu reproduzieren, konnte ich es nicht;Die Dynamik schien erhalten zu sein.Wir hätten es weiter verfolgen können, er hätte versuchen können, das gesamte Experiment bis ins kleinste Detail nachzubilden, aber er und ich waren beide zuversichtlich, dass die Dynamik tatsächlich erhalten blieb, wir waren nicht * schrecklich * neugierig, wie das Ergebnis zustande gekommen war, und wirwaren mit anderen Dingen beschäftigt.
@Beta: Ich verstehe.Vielen Dank für die Bestätigung, dass es sich nur um eine statistische Anomalie handelt.(Oder gab es in diesem Moment vielleicht etwas Magie?) =)
Fünf antworten:
probably_someone
2019-10-28 15:53:59 UTC
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Es gibt viele verschiedene Strategien, die von der wissenschaftlichen Gemeinschaft angewendet werden, um der Art von Verhalten entgegenzuwirken, über die Feynman spricht, einschließlich:

  • Blind analyses: In vielen Experimenten ist es erforderlich , dass das Datenanalyseverfahren ausgewählt wird, bevor der Experimentator die Daten tatsächlich sieht. Dieses "Einfrieren" der Methodik stellt sicher, dass nichts an den Daten selbst die Art und Weise ändert, in der sie analysiert werden, und eine Methodik, die sich ändert, sobald Daten eingehen, ist eine rote Fahne, auf die Physiker bei der Begutachtung durch Fachkollegen prüfen.

  • Statistical literacy: Je mehr Sie über Statistiken wissen, desto einfacher ist es, manipulierte Daten zu erkennen. Es wurden große Anstrengungen unternommen, um das Wissen der Physiker über geeignete statistische Praktiken zu verbessern, so dass es schwierig ist, eine fehlerhafte Analyse (ob beabsichtigt oder nicht) zu veröffentlichen. Zum Beispiel beinhalten die meisten experimentellen Physikkurse heutzutage Schulungen zu den Grundlagen der Statistik und Datenanalyse (zum Beispiel meine ausgiebig verwendete Datenreduktion und Fehleranalyse für die physikalischen Wissenschaften von Bevington und Robinson).

  • Independent Collaborations: Heutzutage ist es üblich, dass mehrere Detektoren unabhängig voneinander Tests derselben Hypothesen durchführen. Das Verfahren, die Daten und die Ergebnisse werden sorgfältig so getrennt wie möglich aufbewahrt, bevor die jeweiligen Analysen veröffentlicht werden. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Verzerrungen oder Manipulationen erkannt werden, da dies normalerweise zu unterschiedlichen Ergebnissen zwischen mehreren Studien derselben Hypothese führt.

  • Verifizierung alter Ergebnisse mit neuen Daten: Dies ist aufgrund der kulturellen Präferenz für die Durchführung neuartiger Tests wahrscheinlich weniger verbreitet als in der Wissenschaft, tritt jedoch in der Physik immer noch mit einer angemessenen Häufigkeit auf. Selbst in den riesigen Detektoren und Kollaborationen der Hochenergiephysik werden neue Daten als Nebeneffekt einiger Analysen häufig mit alten Daten abgeglichen. Beispielsweise werden bei einer Analyse, bei der versucht wird, die Masse eines neuen Partikels zu messen, häufig bereits bekannte Partikel verwendet, um seine Signatur zu ermitteln, und bei der Charakterisierung des Datensatzes werden frühere Messungen dieser Partikel als "Überprüfung der geistigen Gesundheit" bestätigt. der Integrität des Datensatzes.

  • Incentivierung von ordnungsgemäß durchgeführtem Disproof: In der Regel wird der Fall, in dem eine Messung nicht mit vorhandenen Hypothesen / Theorien übereinstimmt, genauso oder sogar noch aufregender als eine, die vorhandene Hypothesen / Theorien bestätigt. Dies gilt insbesondere für die Hochenergiephysik, wo die Mehrheit der Bevölkerung gespannt auf die ersten statistisch signifikanten experimentellen Meinungsverschiedenheiten mit dem Standardmodell wartet. Diese Aufregung bringt auch eine intensive Prüfung der Experimente mit sich, die behaupten, eine Meinungsverschiedenheit zu messen, was dazu beiträgt, falsch durchgeführte Analysen herauszufiltern.

Dies ist natürlich eine unvollständige Liste.

Wir sehen auch unabhängige Analyseteams in einer einzigen Zusammenarbeit.Diese sind nicht so unabhängig wie separate Kooperationen und werden regelmäßig überprüft, um Fehler und Konvergenzen bei einem einzigen, gut validierten Ansatz zu erkennen.Aber sie zwingen wirklich jedes Team, bereit zu sein, seine Entscheidungen zu verteidigen, da ihre Kollegen nach dem nächsten Kollaborationsmeeting die schwierigen Fragen stellen werden.
lesnik
2019-10-28 13:11:45 UTC
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Meine Lieblingsgeschichte (von der ich kürzlich erfahren habe) handelt von Frank Dunnington und seinen Messungen der Elektroneneigenschaften um 1930.

Er hat das Verhältnis $ e / m_e $ span> gemessen.Die Experimente dauerten ziemlich lange (vier Jahre!).Als das experimentelle Gerät konstruiert wurde, bat er die Person, die ihm beim Konstruieren half, ihm kein Schlüsselattribut des Geräts mitzuteilen.Er fragte: Bitte machen Sie hier zwei Schlitze, der Abstand zwischen ihnen sollte irgendwo zwischen 18 und 22 Grad liegen.Obwohl dieser Abstand sehr wichtig war, wusste er es nicht, bis alle Experimente beendet waren.

Als er mit den Experimenten fertig war, zerlegte er das Gerät, maß den Abstand, gab den tatsächlichen Wert in Formeln in seiner Arbeit ein und veröffentlichte ihn.

Diese Kategorie von Vorsichtsmaßnahmen wird als "Verblendung der Analyse" bezeichnet und kann sowohl in Software als auch in Hardware durchgeführt werden.Es ist heutzutage ein weit verbreitetes Verfahren in der Teilchenphysik.
Ja, der einfachste Weg, dies heutzutage zu tun, besteht darin, dem Ergebnis Ihrer Analyse eine Zufallszahl mit einem festen Startwert hinzuzufügen, während Sie das Experiment ausführen, und diesen Teil der Analyse zu entfernen, wenn Sie mit der Datenerfassung und Überprüfung fertig sindJede Systematik, die Sie sich vorstellen können und die Sie veröffentlichen können
Die zu verwendende Manipulation kann abhängig vom Nautre der Analyse eine Addition oder etwas Komplizierteres sein.Es muss etwas sein, das mit den Transformationen pendelt, die Sie während der Analyse an den Daten ausführen.Für Asymmetrieanalyseexperimente kann ein multiplikativer Faktor, der auf die Rohraten angewendet wird, leicht zurückgesetzt werden, aber eine Addition wäre katastrophal.
anna v
2019-10-28 14:26:30 UTC
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Worüber Feynman spricht, ist nicht speziell für Physiker, sondern speziell für die menschliche Natur und wird als "Bestätigungsvoreingenommenheit"

bezeichnet

Bestätigungsverzerrung ist die Tendenz, Informationen auf eine Weise zu suchen, zu interpretieren, zu bevorzugen und abzurufen, die die früheren Überzeugungen oder Hypothesen bestätigt. Es ist eine Art kognitive Verzerrung und ein systematischer Fehler des induktiven Denkens. Menschen zeigen diese Tendenz, wenn sie Informationen selektiv sammeln oder sich daran erinnern oder wenn sie sie voreingenommen interpretieren. Der Effekt ist stärker für gewünschte Ergebnisse, für emotional aufgeladene Probleme und für tief verwurzelte Überzeugungen.

Dies geschieht nicht mehr wie zum Zeitpunkt der Elektronenmessungen, da die Menschen sich dieser Verzerrung im Allgemeinen bewusst geworden sind. Darüber hinaus gibt es in der Teilchenphysikforschung die entgegengesetzte Tendenz: Menschen, die nach Abweichungen von erwarteten Werten und Theorien suchen, die auf eine neue Physik hinweisen würden. Ein aktuelles Beispiel ist das schneller als leichtes Neutrino, das sich schließlich als Messfehler erwiesen hat.

Während meiner Arbeit in der Industrie in der Vergangenheit habe ich gesehen, dass die Forscher eine Computerberechnung als leichtes "Upgrade" empfehlen.Ich war der Meinung, dass die aktuelle Berechnung korrekter war.Weil mir das klar wurde, habe ich die Daten aus beiden Berechnungen farblich gekennzeichnet, sodass ich nicht erkennen konnte, welche Berechnung welche war.Als ich die bessere Methode wählte, stellte sich heraus, dass es die war, die ich bevorzugte, aber das wusste ich nicht, als ich die Auswahl traf.Es lohnt sich, sich Ihrer eigenen Vorurteile bewusst zu sein und Maßnahmen zu ergreifen, um sich vor ihnen zu schützen.
Ich denke, der wichtige Teil war, dass Millikan sich dessen bewusst war und dass alle Menschen nicht in der Lage waren, dies vollständig zu kompensieren.Aus diesem Grund haben wir den Begriff "Ausreißer" und warum die wissenschaftliche Methode ihre Aufnahme in den Datensatz erfordert.Sie können dies in seinen eigenen Notizen sehen, in denen "Veröffentlichen" am Rand für Daten steht, die ihm gefallen haben.Wenn Sie sich jedoch den gesamten Datensatz ansehen, sind alle Ausreißer vorhanden.
tobi_s
2019-10-29 16:17:59 UTC
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Die Particle Data Group (PDG), die alle zwei Jahre das Wissen über die Teilchenphysik zusammenfasst, stellt ihrem Band die folgende Abbildung voran (aus der Ausgabe 2016). Es zeigt, wie sich unser Wissen über einige ausgewählte Werte im Laufe der Zeit entwickelt. Sie können sehen, wie einige der Werte zu verschiedenen Zeitpunkten springen. Das bedeutet nicht, dass sich die Natur plötzlich verändert hat, sondern dass unsere Messungen immer verfeinert werden und (hoffentlich) vergangene Fehler korrigieren. Wenn sich die Werte signifikant ändern, ist die Erklärung manchmal harmlos (z. B. wurde die Masse eines Partikels relativ zu einem anderen Partikel gemessen, für das zu diesem Zeitpunkt eine bessere Messung verfügbar wurde), manchmal wurden ungültige Annahmen bei der Messung korrigiert (z. B. a vernachlässigbare Menge erwies sich als nicht vernachlässigbar), manchmal hat der von Feynman beschriebene Effekt eine Rolle gespielt (möglicherweise vermittelt durch eine andere Menge, die für die Kalibrierung verwendet wurde).

Nicht nur wegen meines Interesses an diesem Teilchen (bitte lesen Sie meine These) finde ich, dass die faszinierendste dieser Darstellungen die ist, die die Masse der $ \ eta (547) $ span> (zweiter von unten, Spalte ganz links), eines der Lichtmesonen. Hier fielen eine Reihe von Messungen bis 1990 in den gleichen Ballpark, jedoch mit viel Spannung (angezeigt durch die grünen Fehlerbalken, die uns sagen, dass die PDG ihre Skalierungstechnik angewendet hat). Dann erschien um 1990 eine neue Messung, die den Mittelwert um mehrere Fehlerbalken verschob, und nach einigen experimentellen Spannungen in der Mitte der Nullen sprang der Wert wieder auf den jetzt besten Wert. Grundsätzlich konnte die Spannung nur zweimal durch viel genauere Experimente gelöst werden, bei denen der zentrale Wert signifikant verschoben wurde.

Es scheint also, dass selbst bei den grundlegendsten Messungen eine Zurückhaltung bei Änderungen auftreten kann, aber Präzision gewinnt.

Particle properties over time

Eric Towers
2019-10-28 21:25:33 UTC
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Sie haben Feynmans Bedeutung bei der Verwendung des Wortes "Tricks" genau umgekehrt.Seine Verwendung von "Tricks" bezieht sich darauf, Werte zu verwerfen, die weit von Millikans entfernt sind, und Werte nahe an Millikans zu halten.Daher verwendet er "Tricks", um uns selbst zu täuschen.

Sie verwenden dann "Tricks" im genau entgegengesetzten Sinne.Folglich gibt es nicht das, was Sie verlangen: "Über welche Tricks spricht er speziell. Welche Tricks lernt der Hauptfach Physik im Allgemeinen, um Experimente durchzuführen und sich nicht selbst zu täuschen?"beschreibt explizit eine leere Reihe von Tricks.

Ihr Recht! Guter Fang,


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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