Podemos describir como experimentos de prueba aquellos en los que realizamos operaciones que no pretenden arrojar la cantidad del fenómeno principal, sino alguna cantidad que de otro modo permanecería como un error en el resultado.
Así, en las observaciones astronómicas, casi todo error instrumental puede evitarse aumentando el número de observaciones y distribuyéndolas de tal manera que se produzca en la media final tanto error en un sentido como en el otro. Pero hay una fuente de error, descubierta por primera vez por Maskelyne, que no puede evitarse de este modo, porque afecta a todas las observaciones en la misma dirección y en la misma cantidad promedio, a saber, el Error Personal del observador o la tendencia a registrar el paso de una estrella por los hilos del telescopio un poco antes o un poco después.
Este error personal fue descrito cuidadosamente por primera vez en el Edinburgh Journal of Science, vol. i, p. 178. La diferencia entre el criterio de los observadores en el Observatorio de Greenwich suele variar entre 1/100 y 1/3 de segundo, y se mantiene bastante constante para los mismos observadores.16
Un observador experimentado en los experimentos con péndulo de Sir George Airy registró todas sus observaciones temporales con un promedio de medio segundo de adelanto en comparación con el observador principal.17 En algunos observadores ha llegado a ser de siete u ocho décimas de segundo.18 De Morgan parece haber sostenido la opinión de que esta fuente de error era esencialmente incapaz de ser eliminada o corregida.19
Pero parece claro, tal como sugerí sin saber lo que se había hecho,20 que este error personal podría determinarse de forma absoluta con cualquier grado de precisión deseable mediante experimentos de prueba, que consisten en hacer que una estrella artificial se mueva a una distancia considerable y registrar mediante electricidad el momento exacto de su paso por el hilo. Este método se ha empleado de hecho con éxito en Leiden, París y Neuchâtel.21
Más recientemente, los observadores fueron entrenados para las Expediciones del Tránsito de Venus mediante un modelo mecánico que representaba el movimiento de Venus sobre el sol; este modelo se colocaba a poca distancia y se observaba a través de un telescopio, de modo que las diferencias en los criterios de los distintos observadores se hacían patentes. Parece probable que pruebas de esta naturaleza pudieran emplearse con ventaja en otros casos.
Newton empleó el péndulo para realizar experimentos sobre el choque de bolas. Dos bolas se colgaban en contacto, y una de ellas, al ser apartada a lo largo de un arco medido, se dejaba caer entonces para golpear a la otra; los arcos de vibración proporcionaban los datos suficientes para calcular la distribución de energía en el momento del impacto. La resistencia del aire era una causa perturbadora que él estimaba de forma muy sencilla haciendo que una de las bolas diera varias vibraciones completas sin impacto y marcando después la reducción en las longitudes de los arcos, una fracción adecuada de dicha reducción se añadía a cada uno de los demás arcos de vibración cuando tenía lugar el impacto.22
La definición exacta del patrón de longitud es una de las cuestiones más importantes, al tiempo que una de las más difíciles de las ciencias físicas, y la práctica dispar de las distintas naciones introduce una confusión innecesaria. Si todos los patrones se construyeran de modo que otorgasen la longitud verdadera a una temperatura uniforme fija, por ejemplo, el punto de congelación, entonces cualquier par de patrones podría compararse