真值的现实性和可知性-评VIM第3版(4)

                  真值的现实性和可知性-评VIM第3版(4)

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当前，国际计量界有两大学派。

一派是误差理论派，认为量的真值是客观存在，真值是可知的。误差理论是该派的基本理论。误差理论已有三百年历史。

另一派是不确定度论派，其代表是GUM与VIM。基本观点是真值不可知，因而误差不可求，要用不确定度来表达测量结果。不确定度理论由美国NIST提出，1993年国际计量委员会通过。随后由八个国际学术组织联合推荐，如今是国际计量界的当家理论。

真值概念是测量计量领域两大学派根本分歧点，是误差理论与不确定度论的分水岭。笔者是误差理论派，强烈反对不确定度论，认为不确定度论是错误的。多轮系列评论的目的是为误差理论辩护，并尖锐地揭露不确定度论的弊病。本轮评论，从正面再论几次真值概念，既是对误差理论的宣传，也是对不确定度论的“真值不可知论”的间接批评。

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（一）真值的现实性

量是空间、时间、物质、物体、现象的可定性区别和定量确定的属性。

真值是基础测量（常量测量）的概念。真值就是被测量的实际值、客观值、准确值。

客观存在的量是真值；人对量的认识是测得值。

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人通过认识事物的作用来认识事物的性质，感知事物的存在，认识事物本身。

量值是事物的属性，量值是客观存在。量值是真实的，真值是现实的。

人们认识量的方式是比较。比较的一个重要方法是平衡。平衡态是真值的作用。称重，靠杠杆原理的平衡。平衡是真实的物理状态，表明的是被比较二量真值的相等。

温度100℃，水沸腾。在标准压力下，水沸腾了，水温必是100℃。水沸腾是真实的物理现象，100℃是水的真实的温度。100℃是水沸腾温度的真值。

量值是变化的。变化前后量值不同。变化是真变化，说明变化前后的量值是真量值。

真值的作用，真值的变化，表明真值的客观存在。真值存在着，真值作用着，真值变化着，这就是真值的现实性。

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（二）真值的可知性

人们测量的目的是求得真值。由于测量仪器不可避免地存在误差，测量者得到的是接近真值的测得值。测得值与真值的差距是误差。测得值减真值是误差元，误差元的绝对值的最大值是误差范围。

测量得到测得值，又知道了误差范围，便知道被测量的真值存在的范围。

测量结果是：

                  L= M±R                                                                    （1）

L是被测量，M是测得值，R是误差范围。

表达式（1）是测量计量领域最基本的公式。其意义可解读如下：

1  L是被测量的真值Z，真值在以测得值M为中心的以误差范围R为半宽的对称区间内。

2  L是个真值群。测得值M加减误差范围，表征一个量值群，即真值群。

3  客观存在的是真值Z，测量得到的是测得值M，误差范围是二者之间的差距。在已知真值和测得值的条件下，可以确定误差范围。

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（接下页）

接 1# 史锦顺 文

    式（1）表达的是一个区间。令误差范围R逐渐减小，M便逐渐接近真值。只要R足够小，测得值M与真值的差距也就足够小。误差范围就是准确度，得到误差范围满足要求、也就是准确度够格的测得值，也就达到了测量的目的。

人们测量的目的是要得到真值。其实，对实践来说，只要误差范围足够小，就可以了。得到测得值，误差满足要求，就达到了测量目的。VIM把误差理论中的的测量目的概括为：“得到尽可能接近真值的测得值”，这个概括是正确的。老史把测量的目的表述为：“得到准确度够格的测得值”，意思相近，多一层分档次、以需要为根据的韵味。准确度够格就是误差范围要小到满足要求。这一点靠选用测量仪器、正确操作来实现。要求很高的场合，一时又受已有测量仪器水平的限制，那就要研究并采用减小误差的测量方案。

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真值是可知的。测量单个的物理量，误差范围的缩小，没有不可逾越的门槛。量子物理的“不确定性原理”的界定是：当同时测量有复共轭关系的两个量时，限制测量精度；与此相反，“不确定性原理”不限制单个物理量测量的准确度。测量计量领域的测量，都是单一量值的测量，不存在限制测量准确度的门槛。

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一些人没学过量子力学，却道听途说编瞎话。VIM第1版（1984）说“量子效应排除唯一真值的存在”（7.18条之注），这是错误的说法，本人在北大物理系读过量子力学，没有这条量子效应。这是对海森堡提出的“不确定性原理”（旧译测不准关系）的误解。“不确定性原理”指：两个有复共轭关系的量，如能量与时间、位移与动量、角位移与角动量（学术界只找到这三对），这些成对量中，二量各自的波动量的乘积，不能小于h/4π，h为普朗克常量。也就是说，当同时测量有复共轭关系的二量时，测量不精密度不能小于h/4π。注意，有门限的是“同时”测量两个有特定关系的量。单独测量一个量，没有这个限制。测量计量都是单一量值测量，不存在准确度限制。VIM大概知道第1版讲法不符合量子理论，第2版和第3版的三个版本都不再说“量子效应排除唯一真值的存在”这句话，而改说“真值不可知”。第3版又说在物理常数的特殊情况下真值可知。但没有改变真值不可知的根本立场。

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