莫衷一是的不确定度定义-评VIM第3版(11)

               莫衷一是的不确定度定义-评VIM第3版(11)

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定义是明确概念内涵的逻辑手段。

测量计量领域的不确定度概念，提出于20世纪80 年代。1993年后，由于国际计量委员会与国际标准化组织等八个国际学术组织的推荐，不确定度风行于世。

人们问：什么是测量不确定度？

这个必须回答的问题，回答却很难。原因并不是问题本身多难表达，而是不确定度论的提出者与宣传者们，自己没准谱，说法多变。不确定度论者给“不确定度”下过几个定义，都不靠谱。且看老史的评论。

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（一）意思相背的可信性

【GUM】

2.2.1：“不确定度”这个词，意指可疑的程度，广义而言，“测量不确定度”意指对测量结果的正确性的可疑程度。

3.3.1：测量结果的不确定度反映了对被测量的值的认识不足。

【《测量不确定度》序言】

不确定度定量表示测量结果可信程度。

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【史评】

解释不确定度概念的上述说法，都是含含糊糊的不明确的说法。什么叫“可疑程度”？什么叫“认识不足”？ 什么叫“可信程度”？明确的物理概念，应该用数学的公式表达出来，必要的条件是定量化。含含糊糊的可疑程度，含含糊糊的认识不足，含含糊糊的可信程度，没有办法、也不可能定量表达。查遍不确定度的指导书、规范，涉猎大量的不确定度宣贯材料，找不到一处对“可疑程度”、“认识不足”、“可信程度”的定量表达。

如上三个不确定度含义的不能定量表达，使不确定度概念没有根，没有基础，以致语义不详，所指内容没法界定。

测量不确定度这个词，似是而非、含混其辞，不配当科学术语。

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【互联网】

网上查到如下说法：

在科学名词中，特别是在统计学中有“可信性”与“置信度”等说法。

可信性是一个集合性术语。它用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、保障性等。

置信度,也叫置信水平。置信水平是指总体参数值落在样本统计值某一区内的概率；而置信区间是指在某一置信水平下，样本统计值与总体参数值间误差范围。置信区间越大，置信水平越高。

置信水平表示区间估计的把握程度。要求的把握程度越大，势必得到一个较宽的置信区间，这就相应降低了估计的准确程度。

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【史评】

统计学给出的置信区间，区间越宽，可信度越高，也就是说区间越小，可信性越差。这和当今不确定度概念的意思恰恰相反。现今测量计量领域推广的测量不确定度，是不确定度区间越小表示可信性越大（可疑度越小），而不确定度区间越大则可信性越小（可疑度越大），这和统计学上的概念，和网上所载的人们通常的说法，意思恰恰相反。

就具体数据来数，可信性应该是个百分数。例如正态分布，1σ的置信度为68%，2σ的置信度为95.54%，3σ的置信度为99.97%，即区间越大，则置信度越大。而不确定度论的说法是区间越小，置信度越大。说法反了。

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   （接下页）

接 1# 史锦顺 文

另一个问题是把不确定度说成是可信度，数量级不对。例如，我国计量院研制铯原子频率基准，NIM5 不确定度为2E-15,写成百分数是：

           α= 0. 0000000000002%                          1-α=99.9999999999998%

请问，若这叫不可信性（可疑度）的话，怎么称呼？可信性99%，算很高了。怎么称呼这15个9？“万无一失”，已是极高的要求，不过是4个9；15个9，还是可信性吗？不可能吗。明明是误差范围，硬要说成是可信性，却又不符合可信性的意思。这是不确定度论的一大败笔。

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（二）主次颠倒的分散性说

【VIM】

VIM 第2版（1993）

3.9 与测量结果相联系的参数，表征合理地赋予被测量之值的分散性。

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VIM第3版（2012）

2.26 根据所用到信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。
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【史评】

以上是不确定度论对不确定度这个术语的主定义。

这两个定义明确地说明不确定度表征的是分散性。不久前，竟有两位网友说，上述两个定义的主词不是分散性。学语法学到这种程度，也实在让人没法接话。如果连“不确定度表达的是分散性”的原意都看不出的话，我看也就没法谈论学术了。

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分散性确实是测量结果的一项指标，但绝不是全部，而是一部分，且是次要的一部分。

测量误差范围由随机误差与系统误差构成。随机误差表现为测得值的分散性，它是重要的，必然存在的，但它通常是次要的。通常，测量误差的主要部分是系统误差。

单个测得值对测得值平均值的波动，是分散性；测得值平均值对被测量真值的偏离，是偏离性，又叫偏倚。随机误差是分散性；系统误差是偏离性。由于随机误差可以用多次测量的方法减小，而系统误差不能用增加测量次数的方法减小，因而系统误差表征的偏离性最重要，而随机误差表征的分散性虽然存在，却是次要的。

不确定度论定义不确定度表达的是分散性，并用此来表征测量的总指标，这是顾小失大，只捡芝麻而丢了西瓜。

VIM给出的关于不确定度的定义，界定是分散性，回避偏离性，主次颠倒了。

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（接下页）

接 2# 史锦顺 文

（三）来路不明的包含区间半宽说

【VIM第2版1993】

3.9注1

不确定度是“说明了置信水准的区间的半宽”。

【VIM第3版2012】

2.26 注2

不确定度是“说明了包含概率的区间的半宽”。

2.36

包含区间是说明了包含概率的包含被测量真值组的区间。

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【史评】

包含区间半宽的说法，很让误差理论派高兴，不确定度论自己说出“不确定度是包含有真值的包含区间的半宽”，这就和误差论派的表达一致了。包含真值的区间的半宽就是误差范围，即误差元绝对值的最大值。啊！不确定度论与误差理论在这里沟通，原来不确定度就是误差范围！

可惜，不确定度论的包含区间半宽的说法，来路不明。

       VIM第2版，虽说是区间半宽，但不提真值的事，所谓区间，就可以解释得含糊；而VIM第3版，明确说是包含真值的区间的半宽，这就没法再让区间随意地飘忽不定了，必须明确定位，即必须包含真值。

问题是：包含区间是怎样包含真值的呢？这是一个极大的漏洞，是不确定度论不能解决的问题。道理很简单，不确定度论出世的基本立足点是“真值不可知”，从而回避真值，切断测得值与真值相连的线索——误差，不提真值概念、不要误差概念，于是才弄出个不确定度概念来。不确定度在诞生时已经明确，它不与真值联系。不确定度与真值间没有关系，这是GUM反复向人们交代过的，人们怎会忘记？VIM第3版却又说不确定度是包含真值的区间的半宽，真值从哪里来？真值是怎样被包含的？没法说通！

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如今VIM第3版说不确定度是包含真值区间的半宽，于是就必有如下表达式：

             │M-Z│max =B                                           （1）

M是测得值，Z是真值，B是区间半宽即不确定度。而误差理论的表达式为

             │M-Z│max =│r│max= R                         （2）

比较（1）（2）两式即知，不确定度B就是误差范围R。这样不确定度论就变成误差理论了。注意，（1）式的写法是误差理论的写法。不确定度论者不能这样写，谁这样写，他已经是承认真值概念了，就算不上是不确定度论者。

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区间半宽说存在如上两大问题。第一，按不确定度论，不能说明真值是怎样被区间包含的，即无法从数学上建立不确定度与真值的关系，因此区间半宽说就没有物理上数学上的根据。第二如果按条文写出（1）式，那就与（2）式相同了，完全成了误差理论，不确定度论也就不必自立门户了。

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（接下页）

回复 3# 史锦顺

（四）当做误差，又不许说是误差

  不确定度到底是什么？

  笔者认为：测量计量，说到底，就是那么点事：真值、测得值、误差。测量计量的客观对象是量值，量值的实际值叫真值，用测量仪器测得的是测得值，测得值与真值的差距是误差。

测量计量这门学科，研究对象是量值，就是处理真值、测得值、误差的问题。不确定度论妄图绕开真值，抛弃误差，于是也就说不清测量计量该处理的问题。

近二十来，毕竟世界上有大量的不确定度在用。人们又是怎样用的呢？仔细看看，仔细想想，原来，无非是偷用，就是拿误差范围当不确定度用。老史说的不是事实吗？且看：

1 不确定度的A类评定，即得到的A类不确定度，不过是随机误差范围。按贝塞尔公式算西格玛，测量计量界算了快二百年了，不确定度的作法，毫无新意。

2 不确定度的B类评定，就是利用按误差理论给测量仪器确定的误差范围（又称最大允许误差），吃别人嚼过的馍，真没味。偷人家的东西，算干什么。

3 大量样板评定，评出的不确定度，是按误差理论计算出来的。

4 中国的铯原子频率基准，受国家奖励时，指标是准确度，同一值，又报道说是不确定度。美国的铯原子频率最高标准，二十年前的指标称准确度，近二十年称不确定度，2011年4月的报道又称“不准确度”。细分析，“准确度”/“不准确度”/“不确定度”都是指误差范围（误差元绝对值的最大值）。原本为同一指标。也就是说，在铯基准这个范畴中，实际应用上，不确定度与误差范围等效。

5 在中华人民共和国国家计量规范《JJF1033-2008 计量标准考核规范》中，对规格项目（同一栏目），多处规定为“不确定度或准确度等级或最大允许误差”，也就是说不确定度与最大允许误差是等效的。

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由以上5条可知，实用中不确定度是当误差范围用的，但请注意，“是”也不许说“是”，说“是”，就没有不确定度存在的必要了。不确定度论要保持自身的存在，自己是不肯说实话的。

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不确定度是什么？GUM与VIM给出过几种定义，但莫衷一是。不确定度论即使能解决的问题，误差理论都可以解决。没有一件是不确定度的特有功能（注）。有人问：那还搞个测量不确定度干什么？15年前，中国计量科学研究院的著名学者马凤鸣在全国时频计量讲习班上说过，是：“国际计量委员会的委员们，吃饱撑的。”

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注：这里说的没有特有功能，指的是VIM意义下的现有应用。

但需说明，“不确定度”一词，曾另有应用。笔者注意到，1973年（不确定度论尚未诞生）的国际基本物理常数的指标用的是“不确定度”，意指测量误差与常数本身变化的综合。

基础测量（常量测量）讲误差，是认识工具的问题，有“误”的含义；统计测量（变量测量），仪器的误差可略，波动量（偏差）由量值本身的变化引入，已不是“误”。基础测量与统计测量分不开的情况，例如物理常数测量、基准测量，既有误差部分，也有量值本身的变化部分，因而不该叫“总误差”“综合误差”之类的词，而可以叫“不确定度”。此不确定度是测量误差与客观量值变化的综合体。不确定度一词在测量计量中的应用，也许这是一个适宜的场合。但这和当前喧嚣于世的不确定度论无关。

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看来大家都懒得给予评论啦

跟他争论毫无意义，一点也不会接受别人的意见

回复 6# nextsun
      有意见就说出来，你不说，谁能知道你有何等高见？你还没说出意见，就说人家不接受意见，这是没话凑话。
      没人评论，就得出结论说是不值得评论，太想当然了。本网至少有十几位网友表示过愿意看老史的文章 。《驳不确定度论一百六十篇集》，下载已达130次，这说明，老史的心血不白费，毕竟有百余网友想知道老史在讲些什么。
      学术问题，必须实事求是，有一说一。不说，没人怪你；自己摸不着边，说了也没意思。欢迎你批评，但要认真地讲出意见来。

2.2.1还有下半句怎么不说啦，断章取义。由于不确定度的一般概念和提供此概念的定量度量的说明量，如标准偏差，缺少可用的不同词汇，因此需要在两种不同意义中使用"不确定度"这个词。
2.2.2 当需要明确某个具体度量时要用适当的形容词
2.2.3给出了具体的定义
怎么会是似是而非、含混其辞，不配当科学术语

“不确定度论的说法是区间越小，置信度越大”
GUM有这样说嘛？还是你编造的.

“另一个问题是把不确定度说成是可信度，数量级不对。例如，我国计量院研制铯原子频率基准，NIM5 不确定度为2E-15,写成百分数是：
           α= 0. 0000000000002%                          1-α=99.9999999999998%
请问，若这叫不可信性（可疑度）的话，怎么称呼？可信性99%，算很高了。怎么称呼这15个9？“万无一失”，已是极高的要求，不过是4个9；15个9，还是可信性吗？不可能吗。明明是误差范围，硬要说成是可信性，却又不符合可信性的意思。这是不确定度论的一大败笔。”

谁告诉你，不确定度是多少？就说可信度是多少

GUM的3.2.4假设测量结果对所有己识别的重要的系统影响已经进行了修正，并且己作了一切努力来识别这些影响。
因此在评定测量结果的测量不确定度时，首先尽一切努力，识别并修正系统误差，你的结论“顾小失大，只捡芝麻而丢了西瓜。VIM给出的关于不确定度的定义，界定是分散性，回避偏离性，主次颠倒了。”带有强烈的主观色彩，而且可以说，你对不确定度的理解完全不准确

GUM通篇也没说过，抛弃误差，只是回避“真值”这个概念。你一直认为真值是可知的，真值知道了，你还花功夫去测量干嘛？正是真值不知道，我们采取花力气，不断去改善技术，不断去追求