本帖最后由 史锦顺 于 2010-11-29 10:23 编辑
不确定度论是《术语及定义》的主导思想,也是同80年代前此项标准的根本不同点。本人反对不确定度论,认为它概念含糊,逻辑混乱,公式错误,表达混沌。以下对不确定度的批评,自知难以被接受,写在这里供研究讨论,或算是立此存照吧。 请注意,VIM2008版对2004版的改进:1 把经典测量学的一系列概念由附录移到正文;2 承认在某些条件下,例如对物理常数,真值存在;3 承认在某些条件下误差可知。 说明:不确定度概念在基本物理常数测量中可用。对宇宙最稳定的量用世界最准确的仪器测量,此时,分不清测量仪器误差和量本身的变化,也没有必要去分。对测量计量的绝大多数场合,不确定度概念不能用或不好用。 1基本定义多变,由明确变为含混 在不确定度论的发展史上,各次对“不确定度”的定义有两类:
A. 由测量结果给出的被测量的估计值中可能误差的量度(见导则) B. 表征被测量的真值所处的量值范围的评定。(VIM,1984,3.09条。)C. VIM第二版(1993)3.9项 与测量结果相关的参数,表示合理赋予的被测量之值的分散性。 D. VIM第三版(2004),定义C加基于所应用的信息。 E. VIM2008版,定义D再加非负参数。定义A 、B属一类。定义A讲误差范围,定义B讲真值所处的量值范围,是非常准确的定义,道出了测量计量的本质。后来变成了定义C、D、E,核心词是分散性,显然与前两种定义本质不同。主定义为分散性,轻说是含混,实质是不对路,离题。测量计量必须讲准确,分散不分散,只是准确性要求的一部分,准确性要求的最主要部分是符合性或称偏离性。这是不确定度论否定真值概念的必然结果。许多人善意地认为误差论与不确定度论各有领域,其实是不确定度一出,否定真值误差准确度这些基本概念。你想共处,人家不容呀。
2基本公式错误
不确定度的计算用平均值的标准偏差,而不用单个值的标准偏差,是基本概念的错误。既然不确定度的基本定义已说明它是量值的变化所引起,量值变化是客观存在,只能用单个值的标准偏差σ,σ不能除以根号N。这是混淆基础测量与统计测量的结果。
被测量变化远小于测量仪器误差的情况,是基础测量(经典测量)问题,考察的是测量的误差,即测得值与被测量实际值的差别;被测量的变化量远大于测量误差的情况,是统计测量(变量测量)问题,测得值就是实际值,测量误差可略,考察的是被测量的变化情况。基础测量(经典测量)问题的着眼点是认识同实际的关系,对测得值求平均,以减小认识的偏差(误差),故表达时用平均值的标准偏差;统计测量的着眼点是量值的变化,表征时必须是单个值的标准偏差(及其范围)。上述关系,在不确定度论中混淆了。把分散性归因于被测量,却用平均值的标准偏差公式,这是不对的。应知,取平均值的标准偏差这种操作,只能用于分散性是测量仪器引起的这类基础测量上;既然认为分散性归因于被测量,已是统计问题,再用平均值的标准偏差,则抹杀了量的变化,掩盖了量值的分散性。还应指出,不确定度的表达方法中,所谓A类评定B类评定,都使用贝塞尔公式。需知,贝塞尔公式成立是有前提的。有数学期望才有贝塞尔公式。发散型统计测量不能用贝塞尔公式。不承认真值,不承认数学期望,只着眼分散性的不确定度论,基本公式竟照搬前提不同的贝塞尔公式,是前提性错误。不确定度论比阿仑方差理论退步多了。请注意阿仑方差是对单值讲的。
3 否定真值
不确定度论的基础思想是否定真值。真值是客观存在,否定真值就是否定客观,这就否定了认识(测得值)的客观标准。于是就否定了认识与客观存在的差别(误差),也就否定了准确度(误差范围)。测量学就是研究如何得到真值的学问,否定真值的可认识性,也就否定了测量学自身。计量的物质基础是体现单位制的基准和代表基准工作的各等级标准。各种标准的量值,就是各种层次的相对真值;否定真值,也就否定了计量。
4 单讲分散性
不确定度论的主要内容是“分散性”。抛弃真值(实际值)、误差(偏差)、准确度(误差或偏差的范围)这些测量与计量的基本要素,单讲分散性,这对测量与计量是远远不够的。举个形象的例子,一个射手的射击,弹着点分散不好;但如果打了一百枪,都射在靶子的一个角上,“不分散性”是很好,但不符合射击要求。只有弹着点集中于靶心,既集中又准,才是好成绩。
5 抹煞系统误差
不确定度论开始就称“系统误差修正后,仍有不确定性”,这实际上是把已经修正系统误差当作了讨论测量问题的前提,这是非常不妥当的。不管是测量还是计量,系统误差在绝大多数情况下都是测量问题的主要内容,把重要的系统误差轻轻抹煞,这等于偷换测量的概念。不确定度论应声明:不考虑系统误差时才适用,于是一下把应用场合缩小了百十倍。
系统误差,在测量仪器设计中是基本问题。分析系统误差、减小系统误差是测量仪器设计的基本任务。测量仪器性能的提高主要是系统误差的缩小。如此重要内容,怎能漫不经心地舍弃?抹煞系统误差,对测量仪器设计思想将造成极坏的影响。
6无法测定测量仪器指标
测量精度分析的一类重要场合是分析测量仪器的误差范围,确定测量仪器的精度指标。当测量结果偏差范围由测量仪器误差与被测量的变化来共同决定时,既得不到测量仪器的误差,也得不到量值的变化特性,而必须用孤立法,分开两项,才能区分各自的作用。要确定仪器的误差,就必须用一量值标准(视为常量、相对真值),被测量仪器测,测得值与标准值之差,即仪器误差。要知量的变化特性,这是统计测量,必须符合统计测量条件,选台误差范围(可放宽到稳定度)远小于量的变化范围的测量仪器来测量。像不确定度论那样,不选仪器,拉过来就测,测了评,十各方面一起算,评不出测量仪器指标来。而根据不确定度的定义,测量不确定度已合理地归因于被测量了,没有测量仪器表现的余地,还怎样检定测量仪器?
我国自从推广使用不确定度以来,受到一部分人的抵制。或说,我国改革开放,与国际接轨是大势所趋,ISO等8大国际组织的标准应该照办。改革开放,与国际接轨,都是非常正确的。但无论何时何事,盲从是不行的。要有鉴别,要有明确的是非观念。(请注意,VIM2008版已比2004版有重要改进。)
我们再看看国外情况。在“不确定度”理论的提出国美国,基本文件(NIST TN 1297)并没要求“不确定度”用于生产。美国人对特殊问题(极精密测量,例如物理常数测量、基准测量)提出些看法,国际组织竟当普遍规则推广。美国以生产精密测量仪器著称的HP公司,直到当前,仪器样本还是用“准确度”(accuracy ),而不用“不确定定” (uncertainty )。美国人的主张,在美国的生产领域不能贯彻,从一个角度说明这套主张脱离实际。(全文完) |