ความเที่ยงตรง Accuracy และ ความแม่นยำ Precision ต่างกันอย่างไร?

ความแตกต่างระหว่างความเที่ยงตรง(Accuracy)กับความแม่นยำ(Precision)ในทางวิทยาศาสตร์ สามารถอธิบายให้เข้าใจให้ง่ายขึ้น โดยการเล่าเรื่องราวของนักธนูระดับตำนาน วิลเลี่ยม เทล ที่ถูกลอร์ดผู้ฉ้อฉนบังคับอย่างโหดร้าย โดยจะลงโทษประหารชีวิตลูกชายของวิลเลี่ยม ถ้าหากเขาไม่สามารถยิงผลแอปเปิ้ลที่วางอยู่บนหัวเด็กได้ แต่วิลเลียมก็ทำได้สำเร็จ 

ลองมาดูมุมที่ต่างกัน 2แบบของตำนานนี้ 

แบบแรก ท่านลอร์ดจ้างหัวขโมยไปขโมยคันธนูคู่ใจของวิลเลี่ยมมา บังคับให้เขาต้องไปยืมคันธนูของคนอื่นแต่คันธนูที่ยืมมานั้นยังไม่ได้ปรับให้ได้ศูนย์ ขณะที่ทดสอบยิงธนูวิลเลียมพบว่าลูกธนูของเขาทุกดอกที่ยิงออกไปรวมกันอยู่ตำแหน่งเดียวคือที่ใต้เป้าหมายซึ่งจะเป็นตำแหน่งของหน้าเด็ก โชคดีที่เขามีเวลาที่จะแก้ไขโดยพยายามเล็งปรับระยะให้สูงขึ้นก่อนจะยิงจริง

แบบที่2 วิลเลียมรู้สึกไม่มั่นใจในฝีมือของเขา มือของเขาเกิดสั่นขึ้นมาระหว่างยิงทดสอบ ทำให้ลูกธนูที่ยิงไปปักอยู่รอบๆผลแอปเปิ้ลและมีบางครั้งที่ยิงโดนผลแอปเปิ้ล เพราะการสั่นของมือเขาจึงไม่สามารถที่จะยิงเข้าเป้าที่ผลแอปเปิ้ลได้ เขาจึงจำเป็นต้องควบคุมมือที่สั่นของเขาโดยพยายามเล็งให้แม่นเพื่อช่วยชีวิตลูกชาย

จุดหลักของทั้ง2มุมนี้ คือความเที่ยงตรงและความแม่นยำ ความแตกต่างของทั้ง 2อย่างนี้มีนัยสำคัญในทางวิทยาศาสตร์ 

ความเที่ยงตรง(Accuracy) คือความสามารถในการยิงเข้าใกล้เป้าหมายได้มากแค่ไหน ความเที่ยงตรงของคุณจะดีขึ้นเมื่อเครื่องมือได้รับการปรับให้ถูกต้องและคุณได้รับการฝึกฝนมาอย่างดี 

ความแม่นยำ(Precision) ในทางกลับกัน คือการที่คุณยิงเข้าเป้าหมายได้อย่างต่อเนื่องด้วยวิธีเดียวกัน ความแม่นยำของคุณจะดีขึ้นเมื่อคุณมีเครื่องมืออย่างดีโดยที่คุณไม่ต้องมาเล็งระดับเป้าหมายเอง

เรื่องการถูกขโมยคันธนู คือการมีความแม่นยำที่ไม่มีความเที่ยงตรง วิลเลี่ยมยิงผิดเป้าที่จุดเดียวกันทุกครั้งเนื่องจากปัญหาที่คันธนู

เรื่องขาดความมั่นใจ คือแต่มีความแม่นยำ ลูกธนูของวิลเลี่ยมปักอยู่รอบผลแอปเปิ้ลไม่เข้าเป้าทั้งหมดเป็นเพราะมือของเขาสั่น 

ในชีวิตประจำวันคนทั่วไปอาจไม่ค่อยพบปัญหาเกี่ยวกับความเที่ยงหรือความแม่นยำ แต่สำหรับวิศวกรและนักวิจัยต้องใช้ความเที่ยงตรงในระดับสูง ซึ่งผิดพลาดได้น้อยมากในส่วนของการออกแบบและวิจัยต่างๆ การที่จะเพิ่มความแม่นยำได้ต้องใช้อุปกรณ์ที่ดีขึ้นซึ่งมีค่าใช้จ่ายที่สูงแต่มันสามารถพาเราไปสู่สิ่งที่เหนือความเป็นไปได้ แม้แต่การไปไกลถึงดาวอังคาร การคำนวนว่ายานทำการลงจอดตำแหน่งไหนได้ต้องใช้การคำนวนที่มีความแม่นยำ ความหนาแน่นของบรรยากาศบนดาวอังคารจะแตกต่างมากน้อยอย่างไร ยานจะทำมุมไหนเมื่อลงสู่บรรยากาศ คอมพิวเตอร์จำลองได้ลองทดสอบสถานการณ์นั้นเป็นพันๆครั้ง โดยผสมผสานและจับคู่ค่าของตัวแปรทั้งหมด แล้วดูน้ำหนักของความเป็นไปได้ คอมพิวเตอร์จะบอกตำแหน่งบริเวณที่ลงจอดได้ 

ในปี 1976 บริเวณที่ยานไวกิ้ง (Viking lander) เพื่อสำรวจดาวอังคารลงจอด มีขนาด 62×174 ไมล์ ซึ่งกว้างเกือบเท่ารัฐนิวเจอร์ซีย์ ด้วยการจำกัดพื้นที่เช่นนั้น นาซ่าจึงต้องเพิกเฉยกับพื้นที่ๆน่าสนใจแต่เสี่ยงในการลงจอด ต่อมาด้วยข้อมูลใหม่ๆเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศบนดาวอังคาร เทคโนโลยียานอวกาศจึงก้าวหน้าขึ้น คอมพิวเตอร์จำลองมีประสิทธิภาพเพิ่มสูงขึ้นช่วยลดความไม่แน่นอนในการคำนวนลง

ในปี2012 บริเวณที่ยานคิวริออสิตี้(Curiosity lander) ลงจอดได้ มีขนาดแค่ 4×12 ไมล์ ซึ่งน้อยลงกว่ายานไวกิ้ง 200เท่า สิ่งนี้ช่วยให้นาซ่ากำหนดเป้าหมายเฉพาะจุดในหลุมอุกาบาตเกล (Gale crater ได้ ซึ่งเป็นพื้นที่น่าสนใจอย่างมากในทางวิทยาศาสตร์ที่เคยลงจอดไม่ได้ก่อนหน้านี้ 

ขณะที่เราดิ้นรนเพื่อความเที่ยงตรง ความแม่นยำได้สะท้อนให้เห็นถึงความมั่นใจในความสำเร็จที่เชื่อถือได้ของเรา ด้วยหลักการของทั้ง 2 อย่างนี้ เราสามารถพุ่งสู่ดวงดาวต่างๆด้วยความมั่นใจว่าจะได้ลงจอดถูกที่ ถูกจุด ทุกครั้ง

 

ที่มา: TED-ED
เรียบเรียง: SignorScience