物理化學的工具與方法
有效數字(significant figures)
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如果你的捲尺只有釐米的刻度,那麼聲稱一張桌子長142.3847釐米就很可笑——那些多出來的數字是編出來的。有效數字不過是一個數裡你確實知道的那些位,是一種低調地、誠實地表明某物被測量得有多精確的方式。
更準確地說,一個測量值的有效數字,是那些攜帶真實資訊的位:所有確定的位,再加上第一個不確定的位。從量筒上讀出12.4毫升意味著三位有效數字——你確信12,而對.4是在估讀。有一些規則規定零如何計數、以及有效數字如何在算術中傳遞,使得一個結果不會被報告得比它背後的測量更精確。
為什麼重要:保留正確位數的有效數字,能阻止計算器憑空造出虛假的精度,並使最終答案的精度對其輸入保持誠實。一個提醒:有效數字只是不確定度的一種粗略簡寫,並不能替代真正的不確定度估計。它們大致告訴你一個數值有多精確,卻不告訴你應該對它有多大的把握。
學生在計算器上把4.6克的質量除以2.13毫升的體積,看到2.159624413。由於質量只有兩位有效數字,他們把密度四捨五入為2.2克/毫升——報出那一長串數字會虛假地宣稱一種天平根本沒有提供的精度。
計算器多出來的位是噪聲;有效數字只保留真正測出來的部分。
有效數字和小數位不是一回事。0.0027有四位小數,卻只有兩位有效數字,因為前導的零只是用來定位小數點。末尾的零是棘手的情形:1500是含糊的,而把它寫成1.50×10^3就清楚地表明了三位有效數字。
又稱
另見