実験データについて(パソコンを使って)

質問

最近怖いなと思うのがパソコンで実験データを扱うことです。
僕の研究テーマ的に実験メインになるので今はプログラミングしたり実験環境を整えているのですがパソコンというものが信じられない自分がいます。0.5秒ごとに数値を取る実験でパソコンは取った数値をエクセルに入れてくれたり便利ですが、いつもこの数値は正しいのかという疑問を持ちます。他の人は「パソコンだから正しい」という思い込みがあるのでデータを自分の目で確かめない人が多いことにきずきました。去年の人の卒論では明らかに数値が間違っていて役に立たない論文がありました。
できたらパソコンは使いたくないから自分で電卓をたたいて実験をしたいのですが時間の都合上それは不可能といわれました。
頭から離れないのは耐震偽装問題のようにパソコンが構造計算したのだから大丈夫だという人間の心理です。昔のようにパソコンなんか無い時代には考えられないことですよね。
卒論は企業や他大学との共同研究みたいな感じなので中途半端な論文や、捏造データが発覚したら笑えない状況に陥ります。
また修士へとつながる論文を書きたいと思います。
パソコンというものを信頼して実験するしかないのでしょうか？なにかアドバイスをください。

回答No.5

bill-berry · ベストアンサー

一応研究者です。

過去の方がPCによるデータ取得でミスがあったとのことですが、原因は調べましたか？もし調べたなら、その対策については考えましたか？そもそも、データがきちんと取得できてるかどうかをチェックするのは、初歩の初歩です。それができてない状態で研究を進めた学生および進めさせた指導教官の能力に、私は疑問を感じます。

ただ。

別に電卓を叩くことを否定する気はありません。でも、私なら質問者様の電卓スキルよりも、ちゃんとデータを取れることを確認したPCを信用いたします。私が質問者様の指導教官なら、扱うデータ点数が多ければ、強制的にでもPCを用いたデータ取得を行わせます。従わなかったら、研究者としての素質すら疑います。

実験データには、可能な限りの客観的性が求められます。PCは設定したこと以外やりませんし、そもそもできません。PCにやらせたことでミスがあったとしたら、設定した人間のミス、もしくは機械的なトラブルのみです。一方、人間はミスをする上にサボりますし、場合によってはねつ造します。ねつ造はPCではなく人の行為ですのでお間違えないよう。

何はともあれ、PCは信用できないのに電卓は信用できるという考えは、全く持って理解できません。

ちなみに構造計算ですが、あれはPCがどうしたこうしたの問題ではありません。いまだに電卓で叩くような事だったら、余計にねつ造が蔓延してたはずです。監査機関がパンクするでしょうから。

回答No.6

kirin_beer

計算機を信用するけど、電子計算機(＝コンピュータの和訳)を信用しない理由がよくわかりません。耐震偽装の問題ですが、あれ計算機でやっていたら、偽装なんて簡単だし、誰も見つけられませんよ。

パソコン上には（計算途中のデータも含めて）データが残りますが、計算機上にはデータは残りません、もし貴方がデータ捏造の疑いを掛けられたとして、「おれは捏造していない！」という証拠が残っているのはパソコンです。

もし、科学技術を信用でき無いというのなら、ソロバンをつかいなされ。

回答No.4

noname#69788

私も卒業研究でコンピュータ（ＵＮＩＸ）を使った理論研究をしましたが、データの入力方法が間違っていたので、ほとんど研究が進みませんでした。私を指導した大学院生も同じ間違いをしていました。コンピュータを使う側の間違えと、精度などのコンピュータ特有の問題を考慮する必要があります。

回答No.3

mydummy

パソコンは電卓の延長線上にある機械です。
たとえば、Intel社のCPUの源流は、日本の電卓メーカーに勤めていた嶋正利さんが設計したものです。
ttp://wpedia.search.goo.ne.jp/search/35420/%C5%E8%C0%B5%CD%F8/detail.html?mode=0
少なくとも、演算論理装置やメモリの仕組みを一通り勉強し、マイコンをマシン語で叩いたりすれば信頼できるようになるでしょう。私もコンピュータを使った研究に関わっておりますが、下手なミスをする可能性がある手計算よりコンピュータのほうが信用がおけるものです。
信頼できない部分があるとすれば、コンピュータへの処理命令が不完全であるもの、コンピュータにデータを入力する人間のミス、コンピュータの特性に対する無知でしょう。

・コンピュータへの処理命令が不完全
俗にバグと呼ばれるものです。たとえば構造計算をする方程式をコンピュータプログラムとして入力したとき、プログラムが方程式を正しく反映していなければ期待した動作は得られません。エクセルのセルに書き込んだ式が間違っていれば、エクセルは確実に間違った解答を返します。ベータ関数を使うべきところにガンマ関数を使っていないかなど、入念なチェックが必要です。なお、手計算でもそもそもの計算式や計算順序を間違えば同じミスは起きます。

・コンピュータにデータを入力する人間のミス
仕事を入力すべきところに仕事率や力を入力してしまうとか、表にまとめられたデータを升目をひとつずれて入力してしまうとか、そもそもコンピュータに入力する前のデータがおかしいとか、さまざまなことがおきます。手計算でも同じことです。

・コンピュータの特性に対する無知
パソコンで最初に引っかかる制限は、実数精度の問題でしょう。典型的には0.1を1億回足すと1000万からわずかにずれた値になります。電卓でも同じことがおきるので、誤差のない有理数を扱うトリックを使えるパソコンのほうがいくらか有利でしょう。パソコンはリアルタイム性に関しては怪しげな機械です。電圧をパソコンから出力するには音源回路を利用するのが手軽ですが、音を切れ目なく出力するには少し“ため”をつくって余裕を持たせる必要があるため、0.1秒程度の遅れが必ず出ます。自分で電気回路を組んでも組み方がおかしければ同様のミスが出ます。

と、いろいろ列挙してみましたが、電卓を使っても筆算しても同じレベルのミスがおきえることもご理解いただけたかと思います。コンピュータは馬鹿正直な機械で、設計者や入力者のミスも黙って反映します。要は使う人が、それが正しい動作をしているか見極めなければならないのです。一度見極めてしまえば、手計算をするよりはるかに正確で速い頼れる相棒になります。
耐震偽装問題の件でも、わざと偽装したデータを入力して提出したのが原因であり、プログラム自体は正しかったと聞きます。見抜けなかったのは、構造計算を知り尽くしていなかったのがひとつの原因でしょう。本当に方程式をよく知っているのなら、ある入力に対する出力の範囲は大体予想できますから（カオス的挙動を示すのでない限り）。

コンピュータを文字通り計算機として使いこなすには、データの入力から出力まで、どこが正しくてどこが間違っているのか、一つ一つ検証できる目が大切です。

回答No.2

swan0519

一応、研究をしている者ということでアドバイスを。

個人的にパソコンは信用しても問題ないと思います。
ただし、人間をあまり信用しすぎるのはミスの元です。
「明らかに数値が間違っていて役に立たない論文がありました」とのことですが、
間違ったのは「パソコン」ではなくプログラムを組んだり数値を入力した「人間」ではないですか？

アドバイスですが、まず自分で電卓をたたいて実験することが可能であれば、
短い時間や簡単な例でいいですので、何回か実施してプログラムを使って処理したデータと比較することです。
他の人にチェックをお願いするのも非常に有効です。自分のミスには気づきにくいものですから。
また、プログラムで処理する前の段階のデータが出るような実験なら、そのデータもしっかりとっておくことも重要です。
ミスの検証もできますし、単純な計算ミスならリカバリーがききますから。

あと余計なお世話ですが、「パソコン」の機械的な部分に関しては信用しすぎない方がいいです。
故障などでデータが消えることはありますから、バックアップはできるだけとっておいた方がいいですよ。

hoshinokanataさんの「いつもこの数値は正しいのかという疑問を持ちます」という考え方は重要なものです。
いい卒業研究ができるといいですね。

回答No.1

qaz_qwerty_me

> パソコンというものが信じられない自分がいます。
データーをグラフ化してチェックすれば確認できませんか？

　ＰＣを道具と考えれば『○○とハサミは使い方』という諺があるように、道具に使われるのではなく、道具を使うと考えれば、ＰＣは便利な道具ですよ！　

> パソコンは使いたくないから自分で電卓をたたいて実験をしたいのですが時間の都合上それは不可能
最近は測定機にＰＣを直結して無人でデーターを収集する事も珍しくないのに・・・電卓を叩くは不便とは思いませんか？

> 耐震偽装問題のようにパソコンが構造計算したのだから大丈夫だという人間の心理
耐震偽装問題は検査側の職務怠慢をコンピューターのせいにしている言い訳以外の何もでもないと思います。『パソコンが構造計算・・・』は私がコンピューターを勉強し始めた２０数年前から言われていますが、コンピューターを理解していない人が言う台詞で、コンピューターを正しく理解している人達には笑い話以外の何もでないです！！

　どちらにしても大学院への進学を考えているなら、コンピューターを使ったデーター処理の勉強に多変量解析や実験計画などを勉強すれば、コンピューターを使えば、どんなに楽に実験ができるか理解できると思いますよ