本書(shū)是由荷蘭格羅寧根大學(xué)的物理化學(xué)名譽(yù)教授赫爾曼·J.C.貝倫森編著的一本關(guān)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)誤差分析的參考書(shū)。本書(shū)將數(shù)據(jù)和誤差處理方法與各個(gè)領(lǐng)域的大量應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，由淺入深、生動(dòng)形象、通俗易懂。與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合、包含豐富的圖形和完整的程序、配備有大量的習(xí)題，這些特點(diǎn)大大提高了讀者學(xué)習(xí)的效果和樂(lè)趣。同時(shí)本書(shū)兼具理論性和實(shí)用性，適用于不同需求的讀者，同時(shí)加深了讀者對(duì)數(shù)據(jù)處理和誤差分析方法的理解。
我從2010年起就從事數(shù)學(xué)模型、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，一直想找一本比較淺顯易懂的關(guān)于數(shù)據(jù)處理和誤差分析的教學(xué)參考書(shū)。這本書(shū)就具有這樣的特點(diǎn)。本人在翻譯過(guò)程中得到了許多同事的幫助，在此表示真摯的感謝！
由于我們的水平有限，本書(shū)的翻譯難免存在缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，真誠(chéng)地歡迎讀者批評(píng)指正。
李亞玲
本書(shū)可以幫助讀者快速掌握如何恰當(dāng)?shù)靥幚聿⒈硎究茖W(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其誤差，簡(jiǎn)明實(shí)用，適用于所有修物理實(shí)驗(yàn)課以及工程實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生，也可作為科研人員的參考書(shū)。它涵蓋了實(shí)驗(yàn)的所有重要組成部分，包括實(shí)用性指導(dǎo)、計(jì)算機(jī)程序（Python語(yǔ)言）以及處理實(shí)驗(yàn)誤差的方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)告。除了這些基本內(nèi)容以外，本書(shū)還提供了很多背景資料幫助讀者理解書(shū)中介紹的方法和原理。同時(shí)，書(shū)中配有大量的例題、習(xí)題和求解也可以幫助讀者更進(jìn)一步理解書(shū)中內(nèi)容并檢驗(yàn)理解程度。本書(shū)將用到的數(shù)據(jù)、表格和公式編輯到一個(gè)部分，便于讀者參考。
赫爾曼·J.C.貝倫森是荷蘭格羅寧根大學(xué)的物理化學(xué)名譽(yù)教授，其早的研究領(lǐng)域是核磁共振，之后致力于對(duì)生物體系的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究。他是這個(gè)領(lǐng)域的先驅(qū)之一，發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)被引用37000余次，是物理化學(xué)領(lǐng)域被引用次數(shù)多的作者之一。赫爾曼·J.C.貝倫森教授在世界各地教授分子建模的課程，并著有《模擬物理世界》一書(shū)（劍橋大學(xué)出版社，2007）。
大學(xué)生理工專題導(dǎo)讀——數(shù)據(jù)與誤差分析前言
本書(shū)主要介紹了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表示、實(shí)驗(yàn)誤差以及不準(zhǔn)確性的常用處理方法，適用于物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、生命科學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)者。本書(shū)也適用于常常要對(duì)生成的模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析的理論研究者，他們用到的分析方法與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析方法相同。本書(shū)側(cè)重基于給定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如何確定理論中參數(shù)的值和不準(zhǔn)確性的估計(jì)，這也是大多數(shù)物理學(xué)家和工程師們常遇到的問(wèn)題。很多書(shū)的內(nèi)容中包括試驗(yàn)設(shè)計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)，本書(shū)對(duì)此只是稍有涉及而未詳細(xì)說(shuō)明。
本書(shū)可以作為誤差分析的教學(xué)用書(shū)，或者結(jié)合實(shí)驗(yàn)課使用，或者教師可以用此書(shū)單獨(dú)開(kāi)設(shè)數(shù)據(jù)分析與表示的課程。書(shū)中配有大量的例題以及習(xí)題，大部分學(xué)生也可以自學(xué)。同時(shí)，本書(shū)包含了一系列的“數(shù)據(jù)表”和計(jì)算機(jī)程序，因此也可供實(shí)際應(yīng)用參考。
本書(shū)由四大部分內(nèi)容構(gòu)成。第1部分是本書(shū)的主體。這部分內(nèi)容介紹了實(shí)驗(yàn)誤差的常見(jiàn)統(tǒng)計(jì)分布，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了如何處理誤差才能正確計(jì)算報(bào)告結(jié)果的精度，同時(shí)也關(guān)注了物理數(shù)據(jù)及其單位的正確報(bào)告。在后一章內(nèi)容中，作者從貝葉斯觀點(diǎn)的角度出發(fā)推斷來(lái)自數(shù)據(jù)的知識(shí)，希望讀者可以坐下來(lái)仔細(xì)思考。第1部分內(nèi)容是具有實(shí)用性的，并沒(méi)有過(guò)多討論各種分析方法的理論背景，因此對(duì)數(shù)學(xué)功底扎實(shí)或者想要深入理解分析方法原理的讀者會(huì)稍顯不足。第2部分內(nèi)容是附錄，可以滿足讀者的求知欲：附錄中包括對(duì)各種問(wèn)題詳細(xì)的解釋以及第1部分內(nèi)容中引用方程的推導(dǎo)過(guò)程，這部分內(nèi)容需要用到更多的數(shù)學(xué)方法（特別是線性代數(shù)）。第3部分是Python代碼。后一部分是第4部分，以緊湊的“數(shù)據(jù)表”形式給出了大量含有實(shí)用信息的參考數(shù)據(jù)一覽表。
運(yùn)用計(jì)算機(jī)程序解決書(shū)中應(yīng)用的計(jì)算問(wèn)題非常方便，計(jì)算機(jī)程序貫穿了全書(shū)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析有專業(yè)的軟件包。作為一名教育工作者，我強(qiáng)烈建議不要使用專門的“黑匣子”軟件包，濫用這些軟件包會(huì)產(chǎn)生病態(tài)的結(jié)果。絕不能在不理解方法的情況下使用“黑匣子”計(jì)算機(jī)程序作為一個(gè)的替代品。要想使用軟件包，則該軟件包需要包含通用的數(shù)學(xué)工具以及圖形工具，同時(shí)要以解釋器而不是編譯器作為交互方式。例如， MATHEMATICA、MATLAB以及Mathcad這些商業(yè)軟件包就非常好。但是，本書(shū)的大部分讀者沒(méi)有這些軟件包的部分或者全部入口權(quán)限，只能通過(guò)機(jī)構(gòu)獲得暫時(shí)的入口權(quán)，但可能過(guò)了某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)就又無(wú)法進(jìn)入了。因此本書(shū)選擇使用通用性好、更新及時(shí)、開(kāi)源的解釋性語(yǔ)言Python。Python語(yǔ)言具有矩陣處理能力、科學(xué)擴(kuò)展NumPy以及SciPy，其功能越來(lái)越接近商業(yè)數(shù)據(jù)包。與本書(shū)相關(guān)的軟件可以在www.hjcb.nl/下載，軟件包含PYTHON模塊plotsvg.py，該模塊提供了簡(jiǎn)單的繪圖功能。
1997年，Goed meten met fouten（Berendsen,1997）被格羅寧根大學(xué)物理化學(xué)系作為教材，本書(shū)是繼Goed meten met fouten之后的又一荷蘭教科書(shū)。Emile Apol、A.van der Pol和Ruud Scheek為本書(shū)的內(nèi)容提出了很多好的建議并做出了部分修正，作者在此表示誠(chéng)摯的感謝。歡迎讀者留言至author@hjcb.nl。