1.2 Измеряемое свойство Свойства объекта измерения

Каждый объект измерения (объект окружающего мира) обладает некоторой совокупностью свойств. Свойство — это признак, присущий объекту и отлича­ющий его от других объектов или делающий похожим на них (твердость, цвет, шероховатость и т. д.). Разли­чают существенные и несущественные свойства. Со­вокупность существенных свойств конкретного объек­та выражает его качественную определенность. Изме­рению подлежат именно свойства, в связи, с чем понятие «свойство» используется в определениях многих мет­рологических терминов.

Отношением называют результат со­поставления однородных свойств разных объектов или различных сторон конкретного объекта. Например, коэффициент электропроводности у металла больше, чем у диэлектрика; толщина пластины меньше ее дли­ны и ширины. Совокупность проявлений какого-либо свойства образует множество, элементы которого на­ходятся в определенных логических отношениях. По­этому правомочно говорить о том, что свойство обла­дает определенной логической структурой.

Огромное разнообразие известных свойств может быть упорядочено путем их многоуровневой классифи­кации. На общесмысловом уровне свойства можно сгруппировать в четыре класса: качественные, коли­чественные, пространственно-временные, комбиниро­ванные.

Качественное свойство описывается множеством его проявлений, не обладающих количественной харак­теристикой. Конкретное проявление качественного свойства принято называть его оценкой. У качествен­ных свойств можно выделить такие признаки: дискрет­ность, непрерывность, неупорядоченность, упорядочен­ность по сходству, многомерность.

Качественные свойства используют в многочис­ленных моделях идентификации и классификации: распознавания образов, качественного химического анализа, диагностирования, установления сортности и т. п. Следует иметь в виду принципиальную непереводи­мость качественных свойств в количественные ввиду отсутствия у качественных свойств количественного отношения «больше — меньше».

Количественное свойство описывается множе­ством его количественных проявлений, и его принято называть величиной. Конкретное проявление количе­ственного свойства называют значением величины. Все величины можно разделить на неархимедовы, ска­лярные и многомерные.

Пространственно-временные свойства имеет смысл выделить в отдельный класс свойств ввиду фундаментального характера философских и есте­ственнонаучных представлений о времени и про­странстве. Свойства, отнесенные к пространственно-временной категории, по большей части имеют особые характеристики и могут быть разделены на три группы.

Пространственные свойства включают величины, свойства взаимного расположения, направления и ориентации, формы, пространственной симметрии, структуры и поляризации. Пространственными вели­чинами являются: расстояние (длина), площадь и объем.

Для временных свойств в общепринятой модели времени характерны неограниченность в прошлое и будущее, однонаправленность («стрела времени»), не­прерывность, равномерность течения времени; имеют место также временные величины. Временными вели­чинами являются собственно время (хронология собы­тий, отсчитываемая от принятого по соглашению нуля — начала летоисчисления) и интервал времени (скаляр­ная аддитивная величина в инерциальной системе отсчета).

Третью группу составляют свойства, которым одновременно присущи пространственные и времен­ные характеристики и которые теория относительно­сти определяет единым пространственно-временным континуумом, обладающим относительностью пространственной протяженности (длины) и интервалов времени в движущихся системах отсчета

Комбинированные свойства объединяют различные виды качественных, количественных и пространствен­но-временных свойств, поэтому их деление на более мелкие классификационные группы нецелесообразно. Комбинированные свойства, как правило, многомерны. Например, состояние погоды характеризуется совокуп­ностью многих показателей; среди них — атмосферное давление, температура, скорость и направление ветра, количество и виды осадков, влажность, степень и вид облачности, концентрация и вид аэрозолей и др.

Оценка свойства (измерение величины) становит­ся возможной только после установления шкалы изме­рений, которая отображает логическую структуру мо­дели этого свойства на систему условных знаков, бал­лов, чисел и т. п. Установление шкалы измерений свойства означает, по существу, соглашение о системе кодирования первичной измерительной информации о проявлениях данного свойства у разных объектов.

Для всех рассмотренных свойств существуют впол­не определенные шкалы измерений. Качественным свойствам соответствуют шкалы наименований. Неар­химедовы величины могут быть измерены в шкалах порядка, скалярные величины — в метрических шка­лах разностей или отношений, относительные вели­чины — в абсолютных шкалах. Многомерным величи­нам соответствуют многомерные шкалы.

Анализ состояния современной прикладной метро­логии показывает, что большая часть рассмотренных групп свойств охвачена измерительной техникой. При этом имеются и необходимые средства для обеспечения единства измерений этих свойств. Хотя способы описания точности измерения некоторых свойств выходят за рамки обычных форм оценки погрешностей или нео­пределенностей, такие измерения фактически являют­ся частью Государственной системы обеспечения един­ства измерений.