确保测量设备准确至关重要,但过程繁琐

仪器校准对于科学和公正至关重要

马丁·吉

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撰写关于科学的文章的挑战之一是,重要的概念并不总是令人兴奋,要使一个枯燥的主题焕发光彩绝非易事。然而,最近发生的事件凸显了一个既枯燥又极其严肃的话题:仪器校准。

校准是确保仪器准确工作的过程。通常,这涉及对照已知标准(或一组标准)进行测试。每位使用仪器的科学家都会学习如何校准它;像美国地质调查局这样进行大量测量的组织,都有确保定期和准确地进行校准的规程。校准服务是美国国家标准与技术研究院工作的重要组成部分,工业界和其他联邦机构都依赖于该研究院。

但这并非一劳永逸的事情;仪器会漂移,因此必须定期检查。没有校准,我们进行的测量可能毫无意义。而事实证明,这正是美国各地每天使用的一种非常重要的仪器所发生的情况:酒精测试仪,用于确定驾驶员是否饮酒过量。


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2017年,马萨诸塞州一位法官驳回了数千起酒后驾车定罪,理由是所使用的酒精测试仪不可靠。在此裁决之前,州检察官和代表被指控酒后驾车司机的律师之间达成了一项协议,即呼吸测试数据将不会在审判中使用(除非是严重犯罪),此前有证据表明结果值得怀疑。据一项统计,该决定影响了2011年至2017年期间的35,000起未决案件。另一项统计表明,受影响案件的总数可能超过58,000起。其他州也对基于酒精测试仪结果的定罪提出质疑:在新泽西州,超过20,000起酒后驾车定罪受到质疑。

酒后驾车是一个巨大的问题。每年有超过一百万美国人因此被捕,并且根据疾病控制和预防中心的数据,超过10,000人死亡可归因于此。社会有充分的理由识别酒后驾车者并让他们远离道路。但是,如果用于识别他们的工具不可靠,那么无辜的人可能会失去驾照,在某些情况下,可能会被错误定罪和监禁。反过来也是如此:在数万起警方有理由怀疑驾驶员受到酒精影响的案件被驳回的情况下,很可能许多有罪方将逍遥法外。

为什么会发生这种情况?一个普遍存在的问题是仪器校准。事实证明,酒精测试仪与所有科学仪器一样,需要定期校准,而警察通常既没有接受过培训,也没有配备进行这项工作的设备。在某些情况下,似乎警察局甚至没有意识到需要校准。这里有一个非常简单的解决方案:警察需要请技术人员来检查他们的仪器。正如一家提供仪器校准的公司所说,正如机动车辆需要定期维护一样,用于测试驾驶员的酒精测试仪也需要定期维护。这当然会增加一些警务成本,但当然,这种结果比失去多年的起诉工作或将无辜的人送进监狱而让有罪的人逍遥法外要好得多。

这里有一个关于科学和技术的更深层次的教训:科学仪器不会变魔术。你不能只是对着机器吹气就能得到好的结果;准确的数据是持续关注的产物。获得好的数字需要良好的工作。几十年来,科学教师一直被告诫不仅要教授事实,还要教授过程,包括进行科学研究的过程。我记得我自己的孩子种植番茄、进行海洋生物普查和构建火山模拟。但是,州科学标准中是否包含关于校准的单元?也许现在是时候添加一个了。

科学仪器的误用造成的冤假错案,突显了为什么我们需要理解的不仅是科学的发现,还有获得科学证据的过程,即使这些过程看起来很枯燥。

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