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我们称具有相同性质的一类事物为同质，而在同质条件下，就同一观察指标来说，各观察单位表现出来的数量间存在着差异，这种客观存在的差异性称为变异。

例如，研究儿童的身体发育，同性别、同年龄儿童（统计上称为“同质”观察单位）的身高，有高有低，各不相同，称为身高的变异。日常生活中，有时也可以看到，同性别中，有的低年龄儿童的身高，高于高年龄儿童，但总的说来，儿童的身高总是随年龄而增加，这是客观规律。

同理，同种属、同性别、年龄相近的小白鼠，喂以同种饲料，其所增体重（g）亦各不相同，亦称为变异，但客观规律是饲料所含营养成分愈多，所增体重愈多。上例中的个体变异表现为定量，如身高的高低，所增体重的多少；有时亦可表现为定性的，如用某药治疗某种病人后的痊愈、好转、恶化等。同质观察单位之间的个体变异，是生物的重要特征，是偶然性的表现，是由于生物体内外环境中，多种因素的综合影响造成的，其中许多因素是未知的，也是难于控制的。

统计研究的是有变异的事物，统计的任务就是在同质分组的基础上，通过对个体变异的研究，透过偶然现象，反映同质事物的本质特征和规律。