化學分析中的統計學
高斯分佈
/ GOW-see-an dis-tri-BYOO-shun /
設想請一千個人各倒出正好一杯水,然後逐一稱量。大多數人會倒得接近正確的量,少數偏多,少數偏少,幾乎沒人錯得離譜。把每種結果出現的頻率畫出來,你會得到一座光滑、對稱的小山——中間高,兩側漸漸落下。這座鐘形的山,就是高斯分佈。
高斯分佈,又稱正態分佈,是描述純隨機誤差如何在某個中心值周圍散佈的數學曲線。它只由兩個數確定:平均值——決定峰在哪裡;標準偏差——決定鐘形有多寬。大約 68% 的結果落在離平均值一個標準偏差之內,約 95% 落在兩個標準偏差之內。
它之所以重要,是因為化學家用的大多數統計——置信區間、t 檢驗、誤差棒——都暗暗假定隨機測量誤差服從這條曲線,而對許多表現良好的測量來說,確實如此。但要坦誠一句:真實數據並不總是高斯的——偏斜的結果、污染,或僅僅測量次數太少,都會破壞這個假定,所以應當去檢驗,而非想當然。
一台天平把一個 100.0 毫克的標準物稱了幾百次。讀數對稱地堆在 100.0 毫克周圍,呈鐘形,其中三分之二落在 99.9 到 100.1 毫克之間——一條教科書式的高斯曲線。
對同一標準物的多次重複稱量,散佈成一條鐘形曲線。
這裡的「正態」是一個技術名稱,並非價值判斷:不是高斯分佈的,並不「不正常」,只是「非正態」。這條曲線因其形狀也叫「鐘形曲線」。
又稱
另見