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[概念] 真值的现实性和可知性-评VIM第3版(4)

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发表于 2012-10-31 07:18:38 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 史锦顺 于 2012-10-31 07:22 编辑

                  真值的现实性和可知性-VIM3(4)

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                                                                                                      史锦顺

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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GUMVIM。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)

 楼主| 发表于 2012-10-31 07:23:25 | 显示全部楼层
1# 史锦顺



    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。VIM1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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