miniatura|Patró del quilogram estàndard conservat al National Institute of Standards and Technology dels EUA. Una mesura o mida és un valor numèric o magnitud d'algun atribut físic d'un objecte, com per exemple la longitud, la capacitat, el volum o el pes, obtingut per experimentació mitjançant mètodes empírics i expressat segons uns patrons, les unitats de mesura, determinats per alguna norma estàndard, com podem ser el metre, el litre o el quilogram. Mesurament és el procés per a arribar a obtenir el valor d'una determinada mesura.
La metrologia és la branca de la ciència que s'ocupa de l'estudi de les mesures i a l'establiment dels patrons de mesura, sovint fonamentats en determinats fenòmens físics. El procés de mesurament implica sovint la utilització d'instruments de mesura, com un regle o cinta mètrica, una balança, un baròmetre, un amperímetre o un velocímetre. Aquests aparells han estat calibrats per comparació amb un patró o unitat de mesura. A més de característiques físiques com la distància, l'energia, el temps o la quantitat de matèria també es poden mesurar altres aspectes com les aptituds de les persones o les seves percepcions, així les enquestes o els psicotècnics també poden ser considerats formes de mesurament.
El mesurament d'una determinada magnitud és una estimació i comporta sempre la presència d'un error experimental, sempre hi ha un cert grau d'incertesa. Per tant, la reducció de la incertesa serà un dels principis fonamentals amb el que treballarà la metrologia. Es considera que els errors de mesura presenten una distribució normal al voltant del valor real de la magnitud mesurada, sota aquest pressupòsit cada mesurament tindrà tres components: el valor estimat el marge d'error o d'incertesa el nivell o interval de confiança, la probabilitat que el valor estimat siguin dins del marge d'error
Exemples: 2,5 m (± 0,01 m), indica una mesura de longitud de 2,5 metres amb una incertesa d'1 centímetre. 2,5 m (± 0,01%), indica una mesura de longitud de 2,5 metres amb una incertesa de 0,2 mil·límetres. 2,5 m (± 1-2), indica una mesura de longitud de 2,5 metres amb una incertesa de 2 centímetres.
La mesura és un concepte fonamental de la ciència, és un dels principis que la caracteritzen i la diferencien de la pseudociència. És relativament fàcil construir una teoria sobre aspectes de la natura, però és molt difícil fer-ho seguint el mètode científic que implica la necessitat de predir mesures amb gran precisió. El mesurament també és fonamental en els camps com el de la indústria, el comerç, l'enginyeria, la construcció o l'electrònica.
Estàndards miniatura|Un metre plegable Amb l'excepció d'unes poques constants físiques fonamentals, les unitats de mesura són essencialment arbitràries, és a dir, les persones les han creat i han arribat a un acord per utilitzar-les. No hi ha res inherent a la naturalesa que indiqui que un metre ha de tenir una certa longitud, o que un quilòmetre és una mesura de la distància més adequada que una milla. Però al llarg de la història humana, primer per conveniència i després per necessitat, es van desenvolupar estàndards de mesurament per tal que les comunitats tinguessin certs elements de referència comuns. Les lleis que regulen les mesures van ser desenvolupades originalment per evitar el frau en el comerç.
Avui dia, les unitats de mesura es defineixen generalment sobre una base científica, i són supervisades per organismes governamentals o supra-governamentals, i són establertes per mitjà de tractats internacionals. El metre, per exemple, es va redefinir el 1983 com la distància recorreguda per la llum al buit en 1⁄299.792.458 segons.
El Sistema Internacional d'Unitats, abreujat SI,Nom i abreviatura oficials segons la resolució núm. 12 de l'11a Conferència General de Pesos i Mesures del 1960 és el sistema d'unitats de mesura més utilitzat al món, tant en ciència com la vida diària. La Unió Europea va adoptar el Sistema Internacional el 1971 a través de la directiva 71/354/EEC.
Història miniatura|Cúbit reial de Nippur Des dels temps més reculats de la humanitat que els homes han fet servir la mesura per progressar intel·lectualment, en la més bàsica, la longitud, els patrons espontanis que es van utilitzar varen ser parts del cos: el dit, la mà, el colze, passa i el doble pas, que lògicament, el seu valor variava en cada individu. En establir la mesura immediatament superior a les mides de l'anatomia humana, els 4 passos ja es va agafar com a patró la canya el que permetia marcar-la amb subdivisions corresponents a totes les altres mesures utilitzades que en són submúltiples.
Els tres imperis més antics que es coneixen van aparèixer fa 5.000 anys a les valls de l'Indus (Imperi de l'Indus), del Tigris i Eufrates (L'imperi d'Accad), i del Nil (Imperi antic d'Egipte) on per mantenir l'estabilitat de la unificació de les ciutats estat es va estandarditzar en cada imperi la llengua escrita, la religió i els patrons de mesura en longitud i capacitat (volum i pes). La unitat de mesura per la capacitat era un gra mètric, per calibrar un recipient per fer servir com a patró de mesura es contaven les llavors que hi cabien.
Uns dels primers que es coneixen en normalitzar el sistema de mesurament lineal és l'egipci Cúbit reial, que és conegut per haver estat fet amb precisió en temps del Faraó d'Egipte Djoser en el 2700 aC. Aquest patró s'utilitza per organitzar els treballs de construcció i l'agricultura, i el més conegut, per registrar les altures de les inundacions anuals del Nil, que es registren en la Pedra de Palerm. Vegeu Unitats de mesura de l'antic Egipte.
A l'Europa medieval hi havia lleis locals controlades pels col·legis que regulaven els pesos i les mesures utilitzades al comerç de cada ciutat. Per exemple, la vara era una unitat de mesura habitual a tot Europa però el seu valor variava segons el lloc, així a Castelló de la Plana feia 90,6 centímetres, al Pallars 77,8 centímetres, a algunes parts d'Alemanya 40,2 centímetres, als Països Baixos podia ser de 70 cm i a Edimburg 94,5 cm. Una enquesta feta a Suïssa el 1838 va revelar que hi havia 37 diferents variacions regionals del peu al país, la vara en tenia 68, hi havia 83 mesures de capacitat per al gra i 70 per als líquids, a més de 63 tipus diferents per a la mesura del pes.
Durant l'antic règim, existia l'ofici de mesurer públic, que s'encarregava mesurar les quantitats segons les mesures oficials de la ciutat o la contrada. Els mesurers més importants eren els de l'oli i els del blat, que sovint s'encarregaven també de garbellar el blat a la quartera. A Mallorca, els mesuradors estaven dividits en dos col·legis: els d'oli i els de blat, que formaven col·legi amb els porgadors (garbelladors). El col·legi de porgadors i mesuradors de blat, que treballava a la plaça de la Quartera, data del , i el seu patró era la Visitació de Maria, celebrada el 2 de juliol, que no veneraven en cap capella determinada. L'escut del col·legi consistia en una barcella i un garbell. Per la seva banda, els mesuradors d'oli formaven un col·legi propi, existent ja el 1603, que romania separat del dels traginers d'oli, baldament tots dos oficis es duien a terme a la plaça del Banc de l'Oli.
Quan Isaac Newton va publicar Philosophiae Naturalis Principia Mathematica el 1687, va utilitzar per als seus mesuraments el peu de París per tal que els lectors poguessin entendre la mida. Alguns exemples d'esforços per aconseguir una norma vàlida per diverses ciutats o estàndards nacional per a les mesures són la llei d'Escòcia del 1641 i la norma britànica establint els sistema d'Unitats Imperial del 1845. A la Xina també va haver un moment en què es va establir uns sistema estàndard d'unitats de mesura per a tot el seu territori, però una investigació oficial del 1936 va mostrar grans oscil·lacions per al valor de les diferents unitats segons el lloc. Seria la Revolució Francesa la que posaria les bases del que seria el sistema definitiu que és l'utilitzat per gairebé tot el món.
El desig d'un únic sistema internacional de mesures deriva del creixent del comerç internacional i la necessitat d'aplicar un estàndard internacional comú als béns intercanviats. Quan una empresa compra un producte en un altre país necessita saber que el producte arribarà tal com es descriu. La vara medieval va ser abandonada en part perquè no podia ser estandarditzada. Es pot dir que l'avantatge principal del Sistema Internacional d'Unitats és simplement el seu caràcter internacional, i la pressió per estar en conformitat amb aquest sistema s'ha incrementat a mesura que ha incrementat el seu caràcter d'estàndard internacional. El Sistema Internacional d'Unitat no és l'únic exemple de normalització internacional, hi ha d'altres organitzacions internacionals de normalització per a diversos sectors, com per exemple l'Organització Internacional per a l'Estandardització (ISO), la Comissió Electrotècnica Internacional (IEC) o la Unió Internacional de Telecomunicacions (ITU).
Dificultats de la mesura i imprecisió Per a algunes magnituds físiques, l'obtenció de mesuraments exactes pot ser una tasca molt difícil de portar a la pràctica. La precisió absoluta no es pot aconseguir: mesures successives poden variar a causa de diversos factors com la temperatura, el temps, els camps electromagnètics, i, per descomptat, del mètode de mesurament. Per exemple, la velocitat del so presenta una variància, ja que el seu valor varia en funció de les condicions sota les quals es realitza el mesurament. Per tal de calcular la velocitat s'apliquen tècniques estadístiques a les mostres mesurades.
Atès que la mesura exacta és essencial en molts camps, i atès que tots els mesuraments són necessàriament aproximacions, s'ha de fer un gran esforç per fer mesures tan exactes com sigui possible. Per exemple, considerem el problema de mesurar el temps que triga un objecte a caure des d'una altura d'un metre. La física ens demostra que, en el camp gravitatori de la Terra, qualsevol objecte trigarà al voltant de 0,45 segons a caure des de d'aquesta altura. No obstant això, haurem de tenir en consideració diverses fonts possibles d'error. En primer lloc, el valor utilitzat per a l'acceleració de la gravetat, 9,8 metres per segon cada segon, aquesta mesura no és exacta, sinó tan sols precisa per a dos dígits significatius. A més, el camp gravitatori de la Terra varia lleugerament depenent de l'altura sobre el nivell del mar i d'altres factors. A més, el càlcul de 0,45 segons comporta la utilització d'una arrel quadrada, una operació matemàtica que requereix l'arrodoniment a un nombre de dígits significatius, en aquest cas dos dígits significatius.
Qualitat de la mesura 90px|Precisió i exactitud Davant la impossibilitat de fer mesures absolutament precises és necessari establir algun tipus de paràmetre que ens permeti de definir la qualitat de la mesura.
Avui dia la precisió és encara per als àmbits més comuns el paràmetre que ens indica la qualitat de la mesura, tanmateix, amb el desenvolupament de la metrologia s'ha arribat a concloure que aquest paràmetre tot sol era insuficient per a descriure totes les característiques d'una mesura, fins al punt de considerat sol pot ser una simplificació excessiva que pot portar a conclusions errònies.
A l'àmbit de la metrologia el concepte de precisió tendeix a ser substituït per un conjunt de paràmetres metrològics que defineixen millor les característiques de la mesura: incertesa, repetibilitat, exactitud, etc.
Com a exemple podem observar les imatges de la dreta i intentar arribar a definir la precisió aproximada dels tiradors que han disparat a cadascuna de les dianes.
Una primera observació ens porta a constatar que tots els trets són dins la diana, però també que la distribució dels trets dins la diana difereix notablement entre els diferents tiradors: