Đánh giá

Đo lường là hành động gán giá trị số cho một thuộc tính của đối tượng hoặc sự kiện, cho phép so sánh với các đối tượng hoặc sự kiện khác. Phạm vi và ứng dụng của đo lường phụ thuộc vào ngữ cảnh và lĩnh vực. Trong khoa học và kỹ thuật, đo lường không áp dụng cho các thuộc tính danh nghĩa, theo hướng dẫn của International Vocabulary of Metrology (Từ vựng Quốc tế về Đo lường) do Văn phòng Cân đo Quốc tế phát hành. Tuy nhiên, trong các lĩnh vực khác như thống kê, khoa học xã hội và hành vi, đo lường có thể có nhiều cấp độ, bao gồm thang đo danh nghĩa, thứ tự, khoảng cách và tỷ lệ.

Đo lường là cơ sở của thương mại, khoa học, công nghệ và nghiên cứu định lượng trong nhiều lĩnh vực. Trong lịch sử, nhiều hệ thống đo lường đã tồn tại cho các mục đích khác nhau để tạo điều kiện so sánh. Thường thì điều này được thực hiện thông qua các thỏa thuận địa phương giữa các đối tác thương mại hoặc cộng tác viên. Từ thế kỷ 18, các cải tiến đã dẫn đến việc thống nhất, với các tiêu chuẩn được chấp nhận rộng rãi dẫn đến Hệ thống Đơn vị Quốc tế (SI) hiện đại. Hệ thống này giảm tất cả các phép đo vật lý thành một tổ hợp toán học gồm bảy đơn vị cơ bản. Khoa học đo lường được nghiên cứu trong lĩnh vực đo lường học.

Phương pháp luận

Việc đo lường một thuộc tính có thể được phân loại theo các tiêu chí như loại, cường độ, đơn vị và độ không chắc chắn, giúp so sánh rõ ràng giữa các phép đo.

• Cấp độ đo lường phân loại các phương pháp so sánh. Ví dụ, hai trạng thái của một thuộc tính có thể được so sánh theo tỷ lệ, sự khác biệt hoặc thứ tự ưu tiên. Loại thường không được nêu rõ ràng, mà ẩn trong định nghĩa quy trình đo.
• Cường độ là giá trị số của đặc tính, thường được đo bằng thiết bị phù hợp.
• Đơn vị gán một hệ số toán học cho cường độ, dựa trên tiêu chuẩn hoặc đại lượng vật lý tự nhiên.
• Độ không chắc chắn phản ánh các lỗi ngẫu nhiên và hệ thống trong quy trình đo, chỉ ra mức độ tin cậy của phép đo. Các lỗi được đánh giá qua đo lường lặp lại và kiểm tra độ chính xác của thiết bị đo.

Tiêu chuẩn hóa các đơn vị đo lường

Các phép đo thường dựa vào Hệ thống Đơn vị Quốc tế (SI) để so sánh. Hệ thống này xác định bảy đơn vị cơ bản: kilogram, mét, candela, giây, ampere, kelvin và mol. Sáu trong số các đơn vị này được xác định mà không cần dựa vào một vật thể cụ thể, trong khi kilogram vẫn được xác định qua một vật phẩm tại Văn phòng Cân đo Quốc tế ở Sèvres gần Paris. Các định nghĩa không dựa vào vật thể cố định các phép đo vào giá trị chính xác liên quan đến hằng số vật lý hoặc các hiện tượng tự nhiên, thay vì các tiêu chuẩn có thể bị hao mòn hoặc hư hỏng. Đơn vị đo chỉ thay đổi thông qua việc tăng độ chính xác trong việc xác định giá trị của hằng số liên quan.

Đề xuất đầu tiên về việc liên kết một đơn vị cơ sở SI với một tiêu chuẩn kiểm tra độc lập với fiat được đưa ra bởi Charles Sanders Peirce (1839-1914). Ông đã gợi ý việc xác định mét dựa trên bước sóng của vạch quang phổ. Đề xuất này đã có ảnh hưởng trực tiếp đến thí nghiệm Michelson-Morley; Michelson và Morley đã trích dẫn công trình của Peirce và cải thiện phương pháp của mình.

Tiêu chuẩn

Ngoại trừ một số hằng số lượng tử cơ bản, các đơn vị đo lường chủ yếu dựa vào các thỏa thuận lịch sử. Không có lý do tự nhiên nào khẳng định rằng một inch phải có chiều dài cụ thể, cũng như một dặm không nhất thiết là đơn vị đo khoảng cách chính xác hơn một km. Trong suốt lịch sử, các tiêu chuẩn đo lường đã phát triển để đáp ứng nhu cầu và tiện lợi của cộng đồng. Các quy định ban đầu về đo lường được tạo ra để ngăn chặn gian lận trong thương mại.

Các đơn vị đo lường thường được xác định dựa trên cơ sở khoa học, được quản lý bởi các cơ quan chính phủ hoặc độc lập và được thiết lập qua các hiệp định quốc tế, trước đây là Hội nghị chung về Trọng lượng và Đo lường (CGPM), được thành lập vào năm 1875 theo Công ước mét, phụ trách Hệ thống đơn vị quốc tế (SI). Ví dụ, đồng hồ được xác định lại vào năm 1983 bởi CGPM dựa trên tốc độ ánh sáng, kilôgam được xác định lại vào năm 2019 theo hằng số Planck và yard quốc tế được định nghĩa vào năm 1960 bởi các chính phủ của Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Úc và Nam Phi chính xác là 0,9144 mét.

Tại Hoa Kỳ, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST), thuộc Bộ Thương mại Hoa Kỳ, đảm nhiệm việc quy định các phép đo thương mại. Ở Vương quốc Anh, vai trò này được thực hiện bởi Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia (NPL), tại Úc do Viện đo lường quốc gia, tại Nam Phi do Hội đồng nghiên cứu khoa học và công nghiệp, và ở Ấn Độ do Phòng thí nghiệm vật lý quốc gia Ấn Độ thực hiện.

Các hệ thống đo lường

• Hệ thống đo lường quốc tế
• Hệ thống đo lường truyền thống của Việt Nam

Đơn vị và hệ thống đo lường

Hệ thống đo lường của Vương quốc Anh và Hoa Kỳ

Trước khi các đơn vị SI trở nên phổ biến toàn cầu, hệ thống đo lường Anh và các đơn vị Hoàng gia đã được sử dụng tại Anh, Khối thịnh vượng chung và Hoa Kỳ. Hệ thống này, được gọi là đơn vị phong tục của Hoa Kỳ, vẫn còn được áp dụng ở Mỹ và một số quốc gia Caribbean. Những hệ thống đo lường này thường được gọi là hệ thống foot-pound-second để chỉ các đơn vị Hoàng gia về chiều dài, trọng lượng và thời gian. Tuy nhiên, các đơn vị như ton, hundredweight, gallon và hải lý khác với các đơn vị của Hoa Kỳ. Nhiều đơn vị Hoàng gia vẫn đang được sử dụng tại Anh, nơi hệ thống SI đã được áp dụng chính thức với một số ngoại lệ như biển báo giao thông sử dụng đơn vị dặm. Bia tươi và rượu táo phải được bán theo đơn vị pint, trong khi sữa có thể trả lại cũng được bán theo đơn vị pint. Nhiều người vẫn đo chiều cao bằng feet và inch, cân nặng bằng stone và pound. Các đơn vị Hoàng gia cũng được sử dụng ở nhiều quốc gia Khối thịnh vượng chung, ví dụ như diện tích đất được đo bằng acre và diện tích sàn tính bằng feet vuông, đặc biệt trong các giao dịch thương mại (không phải thống kê chính phủ). Tương tự, xăng vẫn được bán theo gallon ở nhiều quốc gia sử dụng hệ mét.

Hệ thống đo lường mét

Hệ mét là một hệ thống đo lường thập phân dựa trên các đơn vị cơ bản là mét cho chiều dài và kilôgam cho khối lượng. Hệ thống này có một số biến thể với các đơn vị cơ sở khác nhau, nhưng điều này không ảnh hưởng đến việc sử dụng hàng ngày. Từ những năm 1960, Hệ thống Đơn vị Quốc tế (SI) đã trở thành hệ thống số liệu được công nhận toàn cầu. Các đơn vị đo khối lượng, chiều dài và điện của hệ mét được sử dụng rộng rãi cho cả mục đích khoa học và hàng ngày.

Thách thức trong đo lường

Việc đo lường thường xuyên đòi hỏi phải giảm thiểu sai số của phép đo đến mức tối thiểu. Tuy nhiên, việc này thường gặp khó khăn trong thực tế.

Trong lĩnh vực vật lý

Một phần của sự khó khăn có thể xuất phát từ giới hạn tự nhiên của nguyên lý bất định, đặc biệt khi làm việc với các vật thể có kích thước nhỏ hơn micrômét. Khó khăn cũng có thể nằm ở giới hạn về không gian và thời gian của con người khi nghiên cứu các vật thể ở khoảng cách xa và thời điểm xa trong vũ trụ.

Trong lĩnh vực khoa học xã hội

Khó khăn có thể đến từ việc định nghĩa khái niệm, cách so sánh và mục đích của việc đo lường. Ví dụ, một số khái niệm khó có thể được đo lường chính xác như

• Kiến thức cá nhân
• Cảm xúc của con người

• Đơn vị đo lường
• Sai số đo lường
• Nguyên lý bất định
• Đo lường trong kinh tế
• Công nghệ đo lường

Các liên kết bên ngoài

• Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường và Chất lượng Việt Nam
• Viện Đo lường Việt Nam