在測量一個物理量時，我們並不期望得到的值是準確的真值。重要的是給出某種程度的指示，說明結果與真實值的接近程度，也就是說，一些指示表明測量的可靠性精度。在物理學中，我們透過包括誤差估計和結果值來實現這一點。在分析結果時，重要的是要考慮誤差來源以及這些來源如何影響結果。測量的誤差和不確定度通常是以間接的方式估計的，並且計算中包含一些假設。誤差可分為兩大類：系統誤差和隨機誤差。系統誤差是指在重覆測量同一量時保持不變或有規律地變化的誤差。相反，隨機誤差是變化的，可能是正的，也可能是負的。讓我們來看看兩者之間的一些關鍵區別。

什麼是系統誤差(systematic error)？

系統誤差是每次在同一方向上發生的誤差，在重覆測量同一個量時，系統誤差保持不變或有規律地變化。系統誤差在一組讀數中保持不變，並使測量量偏離可接受或預測值。系統誤差的產生是由於實驗安排與理論假設不同，忽略了考慮這種差異的修正繫數。在許多情況下，這種誤差是由實驗裝置的某些缺陷引起的。系統誤差可以透過使用適當的技術、校準裝置和使用標準來消除。

什麼是隨機誤差(random error)？

顧名思義，隨機誤差是指在整個實驗過程中，由於不可預測和未知的變化而產生的以隨機方式變化的誤差。任何型別的誤差，如果不一致，並且除了偶然的情況外，不會在同一大小或方向上重覆，則被視為隨機誤差。Gulliksen定義了統計意義上的隨機誤差，即平均誤差、誤差與真實分數之間的相關性以及誤差之間的相關性為零。例如，風速可能在不同的時間點下降或上升，從而導致結果的變化。隨機誤差是透過在相同條件下重覆進行相同數量的測量而發現的。

系統誤差與隨機誤差的區別

系統誤差與隨機誤差的含義

誤差可分為兩大類：系統誤差和隨機誤差。顧名思義，系統誤差是一種一致的、可重覆的誤差，它與測量的真實值有一定的偏差。系統誤差是指由於測量裝置的故障，每次在同一方向上發生的系統誤差。相反，任何型別的誤差，如果不一致，除非偶然，否則不會在同一大小或方向上重覆，則被視為隨機誤差。隨機誤差有時被稱為統計誤差。

系統誤差與隨機誤差的性質

隨機誤差是透過在相同條件下進行相同數量的多次測量而發現的，它們涉及自然界和任何測量中固有的可變性。另一方面，透過將給定結果與使用不同方法或使用更精確的測量儀器進行的相同量的測量進行比較，可以在實驗上發現系統誤差。系統誤差給出的結果要麼始終高於真值，要麼始終低於真值。

系統誤差與隨機誤差的原因

系統誤差是一致的，是由實驗裝置的某些缺陷或有缺陷的實驗設計引起的。這些誤差是由錯誤的測量裝置引起的，這些裝置在測量時被個人錯誤地使用，或者儀器校準不完善。系統誤差被認為比隨機誤差更危險。另一方面，隨機誤差是由測量裝置讀數的不可預測變化或觀察者無法解釋儀器讀數引起的。

消除

系統誤差可以透過使用適當的技術、校準裝置和使用標準來消除。系統誤差通常是由於實驗過程中人為的錯誤解釋或環境的變化而產生的，很難完全消除。用同一儀器重覆測量既不能揭示也不能消除系統誤差。原則上，所有的系統誤差都是可以消除的，但在任何測量中都會存在一些隨機誤差。然而，隨機誤差可以透過取大量觀測值的平均值來減少。

系統誤差與隨機誤差：比較圖

總結 - 系統的(of systematic) vs. 隨機誤差(random error)

原則上，所有的系統誤差都是可以消除的，但在任何測量中都會存在一些隨機誤差。然而，隨機誤差可以透過取大量觀測值的平均值來減少。系統誤差通常是由於實驗過程中人為的錯誤解釋或環境的變化而產生的，很難完全消除。這就是為什麼系統性錯誤可能比隨機錯誤更危險。然而，系統誤差可以透過使用適當的技術、校準裝置和使用標準來消除。