本帖最后由 史锦顺 于 2014-4-16 18:06 编辑
- 再论真值是可知的 - 史锦顺 -
1 真值就是实际值 GUM说:“真值的真字可以去掉,就称量值”。我反对不确定度论,但赞成两条:一是区间半宽的说法(只赞成其形式),另一条就是取消真值的真字。为了与测得值相区别,可把真值改称为实际值或客观值。 我曾试着把测量计量学的一切场合的真值都改成实际值,都说得通,不产生任何误解。 1964年出版的冯师颜的误差理论书,就提到真值“玄”,但没人说真值不可知。大家就把真值看成是实际值、客观值,因此并不怀疑误差理论的前提。经典测量学针对的对象是常量测量,以真值为标准引入误差概念,再把误差合成为误差范围,用误差范围来表征测量仪与计量标准的性能,表达计量与测量的质量,都是成功的,都是正确的。 不确定度论的提出者,为给不确定度出世找借口,于是抓住经典测量学的真值概念有点“玄”这一点,全面否定误差理论。我也就只好维护不存在问题的真值可知说,坚决反对真值不可知的谬论。而不提把真值改名这件事。 改名的起因是我提出的“两类测量新概念”的需要。这个新概念导致一些新的测量计量法则,如离群值舍弃的条件判别、两个σ应用条件的判别以及计量是统计测量的类别判别。这些对实际工作都是必须明确的,我就要强调统计测量的重要。而经典的真值的概念,在基础测量(常量测量)中是必要的,而在统计测量中,就显得累赘。统计测量(快变化量的测量)时,测量仪器误差可略,测得值各个是真值,也就没必要叫真值了,直接叫量值就可以了,因为测得值、实际值、真值在统计测量中是三者归一的。但“量值”一词不好用于基础测量(常量测量),因为那里被测量的值是常量,要点是测得值与实际值(真值)的差别。分析表明,可用“实际值”来贯通统计测量与基础测量这两类测量。 误差理论曾把真值说玄,这神化了真值;不确定度论说真值不可知,于是导出误差不可求;真值概念成了误差理论遭难的祸根。不确定度论把真值贬成了妖。 真值既不是神,更不是妖,不过就是客观存在的物性而已。 老史称真值为实际值,这样就把真值概念从天堂上拉下到人间,也从地狱里,提升到人间。 实际值是事物的可定量确定的属性。实际值是可知的。经典测量学所称的真值就是实际值,当然是可知的。 -
2 真值的地位 为了维护误差理论,我写了几篇关于真值的短文。坚持真值的可知性是必要的,但按惯例把真值排在最高处,欠妥。从去年起,我有了新认识,排序法逐渐改变。真值实际是金字塔的塔座,测得值是塔身,而塔尖是定义值。量值有几种,在宇宙间、在世界上,它们的数量差异很大。按单个量作用之大小,影响的广泛性,依次为: 1 国际定义值 2 国家基准值 3 各级标准值 4 测得值 5 实际值(真值) - 这个排序体现了少者为贵,难者在上。国际定义值是国际计量大会通过的。国际计量单位的基本单位7个,有专门名称的导出单位22个。还有些其他单位。 国家基准是复现单位的装置,在一国之内,准确度最高。 各级标准传递基准的量值,校准与考核测量仪器。 测量仪器是认识量值的基本工具。人们用测量仪器认识实际值,得到测得值。 为什么实际值(真值)在最底层呢?因为实际值是认识的对象,是一切测量的基础。从数量上说,实际值(真值)数以亿亿……计。一个人有身高、体重,全世界70亿人口,就有140亿个每人身高体重的实际值(真值)。中国粮食产量2013年已达6亿吨,平均说,大概两粒为1克,1吨是2百万粒,一年产的粮食就有一千二百万亿粒粮食,每粒粮食都有它自身的重量的实际值,这就有一千二百万亿个重量实际值(真值)。世界有十大沙漠,每个沙粒都有自己的重量与体积,世界上各个沙粒的重量与体积的真值,那就多得数也数不尽,说也说清。实际值(真值)太多了。 真值就是实际值,想知道,用测量仪器测量一下就知道了。真值不可知论是错误的。 -
3 量子物理的结论 德国科学家海森堡于1927年提出“不确定性原理”(旧译“测不准关系”),是说当同时测量两个量值时,二者波动量的乘积不能小于约化普朗克常量的二分之一。至今人们找到的有这种关系的成对量只有三对:时间与能量、位移与动量、角位移与角动量。海森堡同时说明,单个测量一个量,没有这个限制。测量计量都是单独测量一个量,因此,准确度没有门限。也就是说,量子物理表明,人们可以无限制地取得准确值。这也就是说:真值是可知的。不确定度理论的提出者,大概没学过量子物理,VIM1说根据量子物理,唯一真值不存在。这是胡说,后来不提了。VIM2与VIM3不说真值不存在,改口说“真值不可知”。真值就是实际值,说真值不可知,等于说实际值不可知,是错误的。 -
4 什么叫真值可知 人们表达一个数,除按单位数数以及若干单位的定义值外,客观的物理数值,写出来都是有误差的。你写到一百位,那第一百零一位还是有误差。只要误差范围满足要求就可以了。 为给鱼喂食,要知道鱼的位置。鱼养在鱼缸中,鱼缸在1号楼234号房间的阳台上。养鱼者知道鱼缸的位置,就算是知道了鱼的位置,这对喂鱼者就足够了,不必把鱼钉在木板上才算知道鱼的位置。 测量者,通过测量得到测得值,所用仪器的误差范围就是测得值的误差范围。测得值加减误差范围就是测量结果,测量结果就是以测得值为中心的、以误差范围为半宽的区间,此区间以99.73%的概率包含真值,也就是说,测量结果包含有真值。因此就是知道了真值。只要误差范围足够小,就满足了认识真值的要求,达到了测量的目的。 不确定度论者一方面说真值不可知,又说不确定度区间包含真值,这是自相矛盾的。你说真值不可知,怎么就能知道真值在区间中?既然知道真值在区间中,就不该说真值不可知了。 -
5 物理公式中的量都是真值 物理学是近代科学的基础。物理学的定量关系,就是物理公式。 人们的测量,总是有误差的。但建立在实验与测量基础上的物理公式,却是没有误差的。物理公式是实验与观测的总结,是人类智慧的结晶。物理公式超脱误差,物理公式中的量值,都是实际值,即都是真值。 不确定度论否认真值可知,实质是否定一切物理公式。这是反科学的。 - 物理公式是测量的依据。测量要用物理公式,以建立待测量与已知量的关系。把物理公式的量作标记(是测得值还是标称值),得计值公式。联立物理公式与计值公式,得到测量方程,解得测得值函数。基于测得值函数做误差分析,合成为误差范围。这是设计测量仪器、确定误差范围指标的基本程序。 承认物理公式的值就是真值,是误差分析的基础。于是可利用已知标准的量值,解出测得值与被测量真值的差,就是误差元。如果不承认物理公式的值是真值,就没法推导误差关系。 总之,离开物理公式,否认物理公式的量是真值,否认真值可知,就没法设计仪器,没法测量,也没法计量。 - |