Измерение – познавательный процесс определения численного значения какой-либо характеристики объекта через ее сравнение с единицей измерения, принятой за эталон (стандарт); процедура присвоения рубрикационных символов наблюдаемым объектам в соответствии с установленным правилом.
Онтологическая основа измерения – количественные отношения объективной действительности, выражаемые числом и величиной. Измерение органично связано с наблюдением и экспериментом, образуя вместе с ними эмпирическую основу научного познания.
Приборы и измерительная техника создаются на основе определенных эмпирических и теоретических концепций, позволяющих преодолевать субъективизм и ошибки чувственного созерцания, достигать повышения точности результатов.
В социально-гуманитарном исследовании измерение является способом упорядочения социальной информации, при котором система чисел и отношений между ними ставится в соответствие ряду измеряемых социальных фактов.
Количественные методы играют важную роль в современной науке, поэтому сведение наблюдения к измерению выступает по сути метатеоретическим требованием сложившегося стиля мышления. При этом стоит помнить, что даже в математике, не говоря уже о социально-гуманитарных науках, есть такие области знания, в которых количественные отношения имеют второстепенный характер (например, топология, теория групп).
Кроме того, количественные отношения отходят на задний план при анализе структурных различий, указывая лишь объективные границы, вне которых невозможно существование исследуемого объекта.
Измерение дает не только точные количественные сведения о действительности, но может служить источником научных открытий. Так, измерение атомных весов в химии позволило Менделееву создать знаменитый периодический закон, измерение скорости света Майкельсоном стало предпосылкой развития теории относительности Эйнштейном.
Различают первичные, или прямые, и вторичные, или косвенные, измерения. Первичные – непосредственные измерения (длины, ширины; ответы на вопрос теста, оценка на экзамене). Вторичные, получаемые на основе манипуляции с первичными измерениями, как правило, логико-математическими методами (площадь прямоугольника, результаты тестирования, демографические коэффициенты рождаемости и смертности).
В естествознании, технике и быту применяются специальные инструменты – измерительные приборы, порой очень сложные. Качество измерения определяется точностью, чувствительностью и надежностью измерительного прибора.
Под точностью прибора понимается соответствие существующему эталону (стандарту), чувствительность определяется величиной единицы измерения. Надежность – способностью инструмента (прибора) к воспроизведению результатов измерения в пределах чувствительности шкалы.
В социально-гуманитарных науках (за исключением «математизированных» дисциплин – экономики, демографии, социологии и ряда других) большинство показателей не подаются непосредственному измерению с помощью каких-либо технических средств. Вместо них используются разнообразные анкеты, тесты, стандартизированные интервью и т.п., называемые измерительным инструментарием.
Для гуманитарного инструментария, помимо очевидных проблем точности, чувствительности и надежности, достаточно остро возникает проблема валидности – способности измерять именно то свойство объекта (личности, социальной группы, духовных содержаний), которое исследуется ученым.
Различные меры повторяемости, воспроизводимости социальных фактов и являются социальными измерениями, или шкалами. Примерами простых шкал служат: денежная оценка труда, квалификационные разряды, отметки в учебе, баллы в спорте и т.д. Для измерения в социально-гуманитарном познании требуется большая точность измеряемых признаков и правил построения шкалы.
Измерительной шкалой называется правило (алгоритм) присвоения символа объекту. Представляя собой определенную модель, измерительная шкала должна правильно отражать изучаемые характеристики объекта, иметь те же свойства, что и измеряемые показатели.
Различают четыре основных типа измерительных шкал.
1. Номинальная шкала (шкала наименований) используется только для обозначения принадлежности объекта к одному из нескольких непересекающихся классов. Приписываемые объектам символы, которые могут быть цифрами, буквами, словами, специальными символами, являются не более чем метками соответствующих классов. Отличительной особенностью номинальной шкалы выступает принципиальная невозможность упорядочить классы по измеряемому признаку – к ним невозможно применять суждения «больше-меньше», «хуже-лучше» (например, пол, национальность, профессия, сорт вина, предпочитаемая музыка и т.п.). Единственное отношение, устанавливаемое на шкале наименований, это отношение тождества – объекты, принадлежащие к одному классу, считаются тождественными, к разным – различными.
Если идентифицированные классы обозначить цифрами (1-м, 2-м, 3-м и т.д.), что удобно при компьютерной обработке результатов измерения, то такие цифры не являются числами, не обладают свойствами чисел и к ним неприменимы арифметические действия.
Чистый случай шкалы наименований представляет дихотомическая шкала, с помощью которой фиксируется наличие или отсутствие у объекта определенного свойства, его соответствие – несоответствие определенному требованию. По давней традиции, дихотомические показатели обозначаются следующими цифрами: 0 – объект не обладает измеряемым качеством; 1 – обладает.
2. Шкала порядка не только разбивает объекты на классы, но и упорядочивает их по возрастанию (убыванию) изучаемого признака. На шкале порядка, кроме отношения тождества, определяется еще и отношение порядка: объекты, отнесенные к одному классу, не только тождественны, но и обладают измеряемым свойством в большей или меньшей степени. При этом порядковая шкала не дает ответа, на сколько (во сколько раз) это свойство выражено больше или меньше (например, сила землетрясения, уровень образования, военные или академические звания, типы поселения и т.п.).
Упорядоченные классы часто нумеруют по порядку возрастания (убывания) измеряемого качества. Но так как различия в значениях качества (свойства, признака) не поддаются точному измерению, к шкалам порядка, аналогично шкалам наименований, действия арифметики не применяют.
Исключениями здесь являются оценочная шкала (объект получает оценки, исходя из определенного числа баллов – например, средний балл по диплому) и ранговая шкала (в случаях, когда признак заведомо не поддается объективному измерению – красота, место национальной сборной в мировом футболе, рейтинг политика).
Поскольку символы, пусть даже цифровые, присваиваемые объектам в соответствии с номинальными и порядковыми шкалами, не обладают числовыми свойствами, то эти два типа шкал являются качественными, в отличие от шкал интервалов и отношений.
Шкалы интервалов и отношений обладают общим свойством – предполагают не только определенный порядок между объектами (их классами), но и наличие некоторой единицы измерения, позволяющей определять, на сколько значение признака у данного объекта больше или меньше, чем у другого. Другими словами, на обеих количественных шкалах, помимо отношений тождества и порядка, определяются отношения разности (различия), к которым можно применять арифметические действия сложения и вычитания. Здесь символы, приписываемые объектам в соответствии с количественными измерительными шкалами, могут быть только числами.
Количественные шкалы делятся на дискретные и непрерывные. Первые измеряют в результате счета (количество детей в семье); во втором случае измеряемое свойство меняется непрерывно и при наличии соответствующих средств может быть измерено с необходимой степенью точности. Если же результаты измерения непрерывных показателей выражаются целыми числами (IQ для интеллекта), то это связано не с природой самих показателей, а с характером измерительных процедур.
3. На шкале интервалов нуль устанавливается произвольно или по соглашению, конвенционально (календарь, температурная шкала и т.п.). Шкала оценок с заданным количеством баллов может рассматриваться как интервальная, если минимальное и максимальное положение на шкале соответствует крайним оценкам или позициям и интервалы между баллами шкалы имеют одинаковую длину.
4. Шкала отношений имеет абсолютный нуль, не зависящий от произвола наблюдателя, и соответствующий полному отсутствию измеряемого признака. Таковы абсолютное большинство шкал, применяемых в науке, технике и быту: рост, вес, возраст, расстояние силы тока, температура по Цельсию…
Шкала отношений является единственной шкалой, на которой определено отношение отношений; разрешающей арифметические действия умножения и деления. Отсюда возможность говорить, во сколько раз больше (или меньше) одно значение признака от другого.