일전에 올렸던 공칭치수에 대한 글의 댓글에서 이야기가 나온 것이 생각나서, 잠깐 이야기합니다.

과학·공학 분야에서 사용되는 개념으로 정확도(accuracy)와 정밀도(precision)이란 것이 있습니다. 얼핏 보기에 이 두 단어는 같은 것을 가리키는 것처럼 보이지만, 그렇지 않습니다. 용어가 다르다는 것은 개념에 차이가 있다는 뜻이지요. 마치 실험(experiment)과 시험(test)이 서로 다른 개념인 것과 같습니다.

정밀도(precision)란 무언가 똑같은 것을 반복해서 측정했을 때 얼마나 비슷한 값이 나오느냐 하는 정도를 나타냅니다. 예를 들면 100분의 1 mm까지 측정이 가능한 다이얼 캘리퍼스라는 도구를 이용해서 A라는 물건의 두께를 재었더니 몇 번을 재어봐도 10.2 mm라는 값이 나왔다면 그 다이얼 캘리퍼스를 이용한 측정은 정밀한 것입니다. 반면 0.5 mm까지 눈금이 새겨져 있는 자를 이용해서 A의 두께를 재었더니 눈금이랑 눈금 사이에 끄트머리가 걸쳐 있어서 한번은 10 mm가 나오고, 다시 재면 10.5 mm가 나오고, 다시 재면 10 mm가 나오고… 이러면 그 자를 이용한 측정은 정밀하지 못한 것이지요. 이 때문에 정밀도는 “반복재현성”(Repeatability)이라고도 합니다.

정확도(accuracy)란 측정된 값이 얼마나 실제 값(True value)에 가깝느냐 하는 것을 말하는 것입니다. A를 가지고 계속 예를 들어 보지요. 자료를 보니 A의 두께는 10.25 mm라고 합니다. 다이얼 캘리퍼스로는 10.2 mm가 나왔으니, 0.05 mm의 오차가 있는 것이죠. 그래서 디지털 캘리퍼스라는 다른 도구를 가져와서 A의 두께를 다시 재어보니 딱 10.25 mm가 나왔습니다. 여기서 다이얼 캘리퍼스는 정확도가 떨어지는 것이고, 디지털 캘리퍼스는 정확도가 높은 것입니다. 다른 말로 하자면, 이 다이얼 캘리퍼스에는 계통오차(systematic error)가 있다고도 할 수 있습니다. 아마도 영점이 안 맞다거나 하는 것이겠지요.

정확도와 정밀도의 차이를 설명한 위키피디아의 그림.

위에서 든 예에서 알 수 있듯이, 계통오차가 있는 경우 정밀도가 높아도 정확도가 떨어지는 경우가 있을 수가 있습니다. 다른 예를 들자면 다음 사진과 같은 경우 말이지요. 군대에서 탄착군 형성에 대해 배우신 군필자 분들은 금방 이해하실 수 있으실 겁니다.

반대로 생각하면, 정확도가 높으면 대개는 정밀도 또한 높을 수밖에 없다는 것을 유추할 수가 있습니다. 하지만 정밀도는 (상대적으로) 높이기가 쉬워도, 경우에 따라서 정확도는 보증하기가 까다롭습니다. 왜냐면 절대적이고 정확한 기준을 잡는다는 것은 어렵거든요. 그래도 정확도를 높이려면, 먼저 정밀도부터 높여야 합니다.

마지막으로, 정확도와 정밀도의 중요성에 대해 설명한 TED-Ed 동영상으로 마무리하도록 하겠습니다. 화면 오른쪽 하단에서 한국어 자막을 켤 수 있습니다.