“测量不确定度理论”

史锦顺

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【史言】有人说：不确定度不是理论。这种说法不妥。

现由百度文库摘得“理论”条目的解释。供参考。

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理论 理论是指人们关于事物知识的理解和论述。

【解释】

（1）著述，表述。

（2）理论是指具有一定专业知识的智力成果。该智力成果在全世界范围内，或至少在一个国家范围内具有普遍适用性，即对人们的行为（生产、生活、思想等）具有指导作用。例如公平理论、正义理论等；列宁理论、邓小平理论等；哲学理论、经济理论、法律理论、教育理论、理学理论、工学理论、医学理论、农学理论、管理理论、军事理论等。
（3）要称得上是一种理论，它必须不是一个显而易见的解释，它还应该包含一定的错综性(它涉及一种系统的错综关系，而且要证实或推翻他都不是件容易事)。
（4）指系统的理性认识。毛泽东《整顿党的作风》：“真正的理论在世界上只有一种，就是从客观实际抽出来，又在客观实际中得到了证明的理论。”
（5）泛指某种观点。鲁迅《坟·春末闲谈》：“可惜理论虽已卓然，而终于没有发明十全的好方法。”

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【史评】

一篇GUM，就是关于不确定度的“著述”，就是不确定度理论。

“测量不确定度”，已形成一套完整的学说，当然是一种理论。而且是一种影响全世界的理论。不确定度理论，被列入国际规范，国家规范；其地位之崇高，是许多自然科学理论所不能攀比的。

对一般自然科学理论，信不信、用不用，由用者自已判断、自由选取。量子理论是近代科学的最重大理论之一，但科学家爱因斯坦却终生不承认量子理论的主流哥本哈根学派的解释。爱因斯坦的相对论，其影响之大，无与伦比；然而争议之大，竟使诺贝尔评奖委员会在1921年按光电效应的量子解释授予爱因斯坦诺奖，而不是根据相对论。其实，相对论同光电效应的解释相比，重要得多，影响大得多。许多大科学家为爱因斯坦鸣不平，但没办法，当时争议太大。爱因斯坦的相对论的意义，远超越他的时代（1905年提出狭义相对论，1916年提出广义相对论，1955年逝世）。

量子理论、相对论，再伟大，也只能作为“学说”而慢慢流传。不确定度理论，则截然不同，1968年提出，1980年开始被提倡，1993年被国际计量委员会通过，成为全世界计量界的“导则”，随后，成为“中华人民共和国国家计量规范”（JJF1059）。

好家伙，一种观点、一种说法，竟成为“国家规范”！如此尊贵，什么理论能比？因此，不确定度论不仅仅是理论，而且是“当家理论”，是排他性的理论，是“独裁理论”。（请注意：VIM2004版把误差理论的主要术语都列于附录中，不仅贬低误差理论，还明显表示要取缔误差理论。中国从1993年后，不再有“误差规范”，而只有“不确定度规范”。）

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有人说，不确定度没什么理论，不必计较。然而，不理睬是不行的；它是有实际内容的，按常规，必须照办。

但是，计量规范毕竟是技术文件，它必须以理论的正确为前提条件。

计量规范所依据的理论正确，就是必须执行的法规。

计量规范所依据的理论不正确，对实际工作有害，人们就有权利怀疑、置疑；有权利反对。

“正确的要执行，不正确的也要执行”，是奴隶主对奴隶的要求。在当代，行不通。批判错误，正是维护真理。

国家规范的本质是坚持真理、纠正错误、规范行动。

指出错误是纠正错误的前提。

国家规范的宗旨是维护国家利益，保护人民利益。

学术讨论正是辨别真理与错误。坚持真理，才能维护国家利益，保护人民利益，才是本质上维护国家规范。

为真理而战，是学者的光荣。

谁认为争论不必要，可以旁观，可以歇一歇。上网是自愿的，发言更没人强迫。

说不该争论，这是不正确的。

说两种理论都正确，这是错误的判断。

误差理论也有缺点，需要补充改进发展。

不确定度论不行。在工作上误事，在思想方法上误人。坚决揭露它，就是我的态度。

史锦顺

史锦顺  鸣不平

     请管理员撤销此稿。此稿已删改得面貌全非。
     你们办网站，提供一个学术交流的场所，是好事。由于“不确定度”引起的争议，老史的文章是经得起推敲的。过去你们转载我的文章，我来到本网后又发表了大量文章。而且所有文章的文集都报给国家质检总局。我的文章，你们可以审查，但不能随意删改。而且，版面一定要像点样。不公正地对待我，我不来就是了。不知你们到底是什么意思。

上帝

呵呵，不好意思，不要误会
系统只是自动删除了你的链接，你第二次发的文章我没动你看看

史锦顺

回复 4# 上帝

     谢谢。我能够自由、大量地发表个人的学术研究成果，我一向对网站与辛苦工作的管理人员，心存感激之意。本次之事，我也感觉像是电子系统的问题；又经“上帝”先生的解释，我就放心了。我还是继续发文章 ，继续参加讨论，本网人气高，是很难得的；来之不易，大家该共同维护。我自己也有不当的语言，如对我的老熟人李慎安先生（在一个大院中10年）就说过不恭的话，借此机会向李慎安先生道歉。以后，我将在学术上更严谨，言辞上要谦和。当然必须坚持真理；也要知错必改 。

都成

回复 5# 史锦顺

您在这里向李老道歉他是不好知道的，因为李老从不上网，不过我先替李老谢谢您，如有机会我可代为传达。

我与李老认识和交往已十余年，1059由他起草是有原因的，您可能比我更清楚，这本是计量院误差理论专家的事，例如钱老、肖老、刘老等等，可是没办法啊。李老的1059、他的讲课、他的文章我看着都很舒服，没有多少错。
我认为GUM会一直走下去，应该为它多做一些完善的事，您对待它太过分了，它不可能有那么多错，错的一塌糊涂，否则那七八个国际组织也太无能了。

上帝

另外二楼那个排版比较杂乱的贴是否可以删除，只留下1楼的内容？

史锦顺

回复 7# 上帝

     可以。谢谢。

changchunshi

回复 6# 都成

我也赞成都成先生的意见，对于GUM应该是研究、理解、完善、补充，而不是排斥。史老作为计量的老前辈，发表自己的观点本无可厚非，毕竟您对误差理论及GUM都有深入的研究（不管是正的还是反的）。可是某些人本就对计量的基础知识一知半解，看了你的文章，就可能会放弃GUM的学习，在我们现在工作中，不会GUM，不学习GUM，对工作有帮助吗？

chuxp

建议大家仔细研究一下史老在本版推荐的文章： ~~~术语“不确定度”定义的剖析~~~
本人也有幸与楼上提到的诸位专家（李、刘、肖）当面请教过，得到过明确答复，不确定度主要研究的解决的，或者说占到比较多有实际意义的分量，实质仍然是＂测量误差＂的不确定度。史老推荐的文章作者，建议把它定义为测量不确定度，以区分现在混成一锅粥的测量（结果）的不确定度。真是高水平的文章，指出了目前理论上混乱的根源。
从事测量计量工作的专业人员，认为没必要研究测量误差，实在是一件很奇怪的事情。

都成

回复 8# changchunshi

感谢支持！

刚跟李慎安老师通了电话，交流了近来讨论的不确定度与误差理论的关系，不确定度理论研究解决的就是原误差理论中随机误差与未定系统误差的内容，采用了一个“不确定度”的概念，在评定的方法和表示上进行了梳理和细化而已。

本人认为不可能再回头，还是多做一些对不确定度评定与应用有用的事，譬如有人觉得定义不好，那您给个恰当的定义；合成方法不妥，那您给出好的合成方法，总之，您觉得哪儿不好就治哪儿，全盘否定恐怕不行，八个国际组织不会答应。说的不好听一点，不确定度理论就是误差理论的延伸，没有多少创新，找本误差理论的书对照一下就知道了，既然还是“误差理论”，发展为“不确定度理论”我认为最大的贡献是用“不确定度”的概念代替“误差范围”的概念，解决了“误差”在误差理论中即是“测量结果-真值”又是“误差范围”的概念混乱的问题。

别争了！知道了不确定度理论的来历，也就有了学习和应用不确定度的动力。因为要回到误差理论时代会更麻烦。

八一八

混乱的局面是否要完善理论呢？

wjyiscool

支持10楼的现实主义态度。不确定度就是起了个名而已，非要叫张三，李四没办法，祖宗是误差理论就得了，我们这小胳膊扭不过大腿呀

规矩湾锦苑

　　我认为，误差理论发展为“不确定度理论”最大的贡献是用不确定度的概念代替“误差范围”的概念，这个结论有待商榷。理由很简单，误差范围是两个极限误差限定的范围，如果不确定度也是两个极限误差限定的范围，如何解读不确定度不是通过测量得到极限误差再通过数学计算得到，而是主观评估得到？且不确定度定义离误差范围的含意相差甚远又如何能让不确定度代替误差范围？
　　李慎安老师如果说“不确定度理论研究解决的就是原误差理论中随机误差与未定系统误差的内容”，也是二十多年前在讲解不确定度时我的看法，但现在看来我认为这有问题。随机误差与未定系统误差都是“误差”，不确定度解决的是部分误差的内容，无异于将不确定度与误差画等号，或与误差的一部分（总误差排除已知系统误差剩余的部分）画等号，明显混淆了不确定度与误差的概念。如果真是这样，的确就如史锦顺老师批评的那样，不确定度纯属添乱和没事找事，完全可以用传统的误差理论解读随机误差和未定系统误差的事非要鼓捣个不确定度完全没有必要。

星空漫步

同意13楼的观点，这次要支持规版一把。

285166790

回复 13# 规矩湾锦苑


   极限误差，是通过误差合成的方法获得，你可以看看书，和不确定合成方法是不是一样的，也是带有一定主观因素的评定，并不是说完全靠测量得到的。至于有没有必要，这很好解释，有了”真值“这个定义，为什么还要弄个”约定真值“的定义？“极限误差”的定义和“不确定度”定义上唯一的区别就在于它们的中心点，一个是”真值“，一个是”约定真值“。好处就是，以”约定真值“ 为中心来定义的 “不确定度”  比“极限误差” 的定义更加符合测量实际，而且误差合成之后所谓的“极限误差”实际上也只能反映了当时测量结果的质量，起名叫“极限误差”  也未必科学，改叫 “不确定度” 其实更贴切一些。虽然表面上只是一个小小的变化，却体现了理论定义在表述上的的严谨性，不应小看这种改进的意义。原来误差合成没有评定方法具体规范 现在有了JJF1059.1等规范，进一步明确了评定的方法，让大家尽可能的有章可循，所以也是一个重要进步。

都成

回复 15# 285166790

您不但不确定度理解的好，误差理论也学的不错，不像有些人误差理论没学好，不确定度的概念都不懂，还到处指手画脚，愧对他的老师，令人十分的讨厌。

规矩湾锦苑

回复 15# 285166790

　　 极限误差，是通过误差合成的方法获得，但参与误差合成的是已知计量要求或通过测量和实验已获得的最大误差，不存在任何主观评估，不确定度则纯属靠测量过程的信息主观评估。误差的合成结果只要求圆整到与测量结果的末位数一致即可，不要求不准超过两位有效数字。因为误差是计算得到，理论计算结果是什么就是什么，有效数字有多少位都行。不确定度是主观评估，有效数字多于2位实质上是走秀，是画蛇添足，费力办坏事。
　　极限误差就是极限误差，极限误差是误差范围内的两个极值，根本就不是测量不确定度。还是那句话，如果不确定度就是极限误差的“改叫”，就如史锦顺老师所说，放着被大家所熟知和习惯了的好端端的误差理论不应用，放着现成的术语不用，非要鼓捣个不确定度取代这个，代表那个，就是“纯属添乱”，我们理应将其坚决铲除，坚决扼杀在摇篮中，还计量学一片清净的蓝天白云。

285166790

回复 17# 规矩湾锦苑


   极限误差是误差范围内的两个极值，定义这样是不错，但实际上误差合成的结果由于测量人员、方法、环境的不同，结果是不相同的，一台仪器怎么能有多个极限误差？说明这种表述不科学。从书上的案例来看，误差合成也有什么读数误差、温度误差什么的项目，和不确定的项目没什么不同。不确定度评定中即使引用现有数据，也是基于经验或资料得出的客观存在的、经过论证的数据，又不是随心所欲就想出来的，从这个角度来说，其实没多少主观因素。

285166790

回复 16# 都成


   正是由于看到大家的争论使我产生了研究的兴趣，进而发现很多人说的问题不是事实。

都成

回复 18# 285166790

再次认同和鼓励！您绝不是一位误差理论和不确定度的新手，是高手！继续与他们辩论，支持您。注意的是论坛中不只一个人混乱。。

285166790

回复 20# 都成


   其实说真的，我真的是新手，也就这两年考注册计量师才认真看了一下相关内容，原来我也是云里雾里的。我们计量行业原来对人员的培训和考核确实太不重视了。

规矩湾锦苑

回复 18# 285166790

　　您的这个问题问得好，在讲极限误差时同样应该讲清楚是什么东西的极限误差。
　　如果是测量设备的极限误差，因为规定使用检定合格的测量设备，其极限误差就是检定规程/校准规范，或生产标准规定的，这两个极限值称为“计量要求”，就是规程/规范/标准已经规定的“允差”的两个极限值，这两个极限值是规定值，不允许其他人主观“估计”，您说的“测量人员、方法、环境的不同”对测量设备极限误差的影响均由设计人员或检定规程/规范制定人员事前充分计算在规定的允差之内。
　　如果是测量结果的极限误差，则是指对同一个被测参数的多个测量结果，每个测量结果的误差中的最大与最小两个误差限制的区间，其它所有测量结果的误差均在这两个极限误差限制的范围内。那么“测量人员、方法、环境的不同”对测量结果造成的影响已经反映在每一个测量结果中，每一个测量结果以及作为“真值”使用的“上游”测量过程的测量结果，都是通过测量得到，它们的差是计算得到，这都是客观的，因此也不存在任何主观“估计”。
　　不确定度并不是客观的，而是评估者通过自己掌握的所有信息按规定的（JJF1059)评定方法主观“估计”的，在估计中可能也使用了某些误差分析使用的数学计算公式，但通过所掌握信息的每个评估人的主观估计与通过给定数据和客观实测数据的理论计算终究不是一回事。允许每个人的估计结果不同，八九不离十即可，但不允许每个人的理论计算结果不相同。这有点像某个工程的成本是根据实际发生费用计算得到，每个财会人员的结果都一样，但对已建工程剩余价值的评估，每个评估者都不会相同，相差百分之几完全是正常现象，所以成本核算与剩余价值评估尽管可能都使用了加减乘除的计算方法却完全是两回事。不确定度评定与误差分析不能以都使用了相同的数学计算方法就认为它们是一回事。

都成

回复 21# 285166790


那就更值得称赞了，有些人妄学了那么多年，竟然不懂得误差理论的全貌。《误差理论与数据处理》几乎是所有计量、测量、检测、仪器仪表、测控技术等专业必修的课程，这是基本功，也基本满足了计量、测量及检测等的需要，但是在这个误差理论中存在一个“误差”概念混乱的问题，一是理解成定义的误差（测量结果-真值），这个始终未变，二是理解成“误差范围”，如说测量误差是0.2m，实际上是说测量误差不超过±0.2m。另外，已定系统误差的合成始终未变，其它误差的合成方法不统一。于是有人提出“不确定度”的概念来取代“误差”的第二个意思，对合成的方法以及结果的表示作了细化和规定，也就是要取代误差理论中的相应部分的内容，有的教材已经这样做了，有的教材则保留了原来完整误差理论，再加上不确定度评定章节，具体是哪些教材我发过帖子，这里不说了。如此而已。

285166790

回复 22# 规矩湾锦苑


   您认为不确定度合成与误差合成的理论来源不是一回事，那可以提供依据嘛，比如那本书指出了它们的本质区别，或是给出了不确定度合成的来源或推导的方法，可以推荐给我们看。不确定合成中，重复性的计算公式，也就是贝塞尔公式，就是误差理论中的实验标准偏差的计算公式，这在JJF1059.1中都说明了的，明显体现了和误差理论基础知识的关联性。B类评定还是基于不确定的系统误差的随机性，概率分布也是数学问题。应该说，各个环节都是基于很成熟的理论。

规矩湾锦苑

造成“误差”概念理解混乱局面的正是出自我们计量界自己的一些学者和教师。标准/规范给“误差”的定义写得明明白白，却非要把另外一个术语“误差范围”硬简称为“误差”。“误差”本来是指具体某个测量结果与被测量真值的差，非要把一群测量结果与被测量真值的一群差所处的区间也叫误差，把误差与误差范围两个不同的术语熬成一锅浆糊交给计量工作的入门者，搞得整个计量领域在误差这个概念上成了浆糊。
　　测量误差是0.2m只能表达某个测量结果与被测量真值的差是0.2m，却告诉初入计量门或门外人说“误差范围”是0.2m，如果真要说误差范围是0.2m，那就该老老实实告诉人家说我给的所有测量结果误差都不超过0.2m，或简单点说我给的所有测量结果最大误差不超过0.2m，而不该说误差是0.2m。
　　不确定度诞生后，计量界的有些人又把熬浆糊的做法如法炮制，把定义明显不同的两个术语硬要说不确定度就是误差，或者不确定度就是误差的一部分（随机误差＋未定系统误差），不将不确定度和误差也熬成浆糊誓不罢休。我们不禁要问若果真如此又何必鼓捣个不确定度出来呢？史锦顺老师发了这么多反对不确定度的帖子，我认为其贡献就在于用反证法证明了不确定度不是误差、误差范围，也不是误差的一部分。
　　如果测量者给出测量结果和不确定度的表达式50.23±0.02时，这个表达明明是测量结果是唯一的50.23，这个测量结果的可疑度为0.02，但却被有的人解读成测量结果介于50.21至50.25之间，这种把不确定度看成误差、误差范围或误差的一部分的做法，正是史老师反对不确定度的基点。基于此，史老师的一切观点都是那么完美无缺，丢弃这种概念混淆的基点，才能识别不确定度的本质所在。一方面支持不确定度理论（或方法），另一方面又把不确定度与误差混淆不清，永远都会自相矛盾，得出的结论只能是不确定度评定不过是个“添乱”的“没事找事”的工具。