《误差PK不确定度六十篇集》代序——致国家质检总局的信

-  
                   《误差PK不确定度六十篇集》代序
                                           ——致国家质检总局的信                  

尊敬的支树平局长、尊敬的韩毅司长：
       我是中国电子科技集团总公司第27研究所（河南郑州）的退休高级工程师，党员，77岁。1956年入北大物理系，1963年无线电电子系毕业。一生工作于测量计量领域。毕业分配到中国计量科学研究院，建立微波阻抗国家标准与阻抗计量7年，参加铯原子时间频率基准研制3年。1973 年调入27所（主要专业方向是测控），研制晶体频标2年，研制小铯钟3年，负责频率计量与航天测量设备（外测）的测量、检验等20年。曾任中国计量测试学会时频专业委员会委员。在学术刊物上发表学术论文十余篇。退休后的16年，在网络上发表学术讨论文章百余篇。现就一项国际性的学术争论与我建立的测量计量新学说，向领导报告如下。

一  关于学术争论的情况      
       测量是人类的一项基本实践活动。计量是保证测量准确的社会行为。我国的计量事业，历史悠久。秦始皇统一度量衡，计量已是国政。新中国建立后，计量受到党和国家的重视。改革开放以来，我国计量事业发展迅速。
       近代测量计量理论，以误差理论为基础，已有三百年的历史。近代科学技术的发展，现代工业的成功，证明误差理论的主流是正确的。受历史的限制，误差理论以常量测量为基本对象，这是它的局限。现代大量变量测量的出现（如宇航中的频率测量），要求发展测量计量理论。1966年美国人阿仑提出的阿仑方差，起到一定作用，但只限于对频率稳定度的表征，其视觉狭小且公式的物理意义费解，未能改善误差理论的全局。时代催生新的测量计量学说。
       1980年之后，美国的NIST（相当国家计量院），提出不确定度理论，要点是认为“真值不可知，误差不可求。要评定不确定度”。它不是已有理论的发展，而是否定常规、否定历史，重新搞一套。由于抛弃误差理论的朴素的唯物论思想，以“真值不可知论”为出发点和指导思想，步入歧途。
       1993年国际计量委员会就不确定度论进行表决，18个委员，有16票反对；不知怎么，不久就通过了。此后，八个国际学术组织联合向全世界推荐。我国的计量主管部门，质检总局及所属计量司，以“与国际接轨”为理由，大力推行不确定度论。制定出大量贯彻不确定度论的规范、规程等法规性文件，硬性贯彻推行。且把推行不确定度当做方针，这不妥，因为不确定度论是错误的。
       对不确定度论，许多人有异议。一些有识之士，如中国计量科学研究院的马凤鸣、钱钟泰等名家，早在二十年前就强烈反对不确定度论，却未能引起重视；推行不确定度论以来，许多技术人员违心地执行错误的规定与作法，心情压抑，牢骚颇多。而有意见又得不到表达机会，影响了计量界的干群关系和上下级关系。当我在网上开始发表系列批评不确定度的意见时，不少网友表示有同感，并希望向高层领导部门呼吁。此事不单纯是学术问题，牵涉一系列以质检总局名义发布的国字号的计量法规的指导思想（讲辩证唯物论还是讲不可知论）、政策原则（与国际接轨要不要鉴别是非）、思想路线（尊重历史、尊重实践，还是只相信个别洋人的怪论）、以及实际应用（靠实测还是讲评估，操作是对还是错）等等问题，各方意见分歧。特别是，不确定度论本身毫无实际用途，而且错误严重，妨碍实际工作（如工业上最常用的游标卡尺，按不确定度评定（倪育才《实用测量不确定度评定》150页引用的欧洲的评定实例），全中国、全世界就没有一把同规格的卡尺能合格。）；反对者有理，有力；压服，是不能持久的，也不应该。我恳切希望质检总局与计量司领导重视这个问题，采取果断措施，停止推行不确定度论。并下决心，在测量计量的理论上开创一条中国人的独创之路。
        不确定度论的要害是立足于“不可知论”，全盘否定以真值概念为基础的经典测量计量学。不确定度论否定真值的可知性，出发点错；否定误差可求，舍实测而搞评估，方向错；混淆对象与手段，逻辑关系错；公式错、表达错，以致根本错、全盘错。我经十多年的严格探索，认定不确定度论的伪科学本质，写出论文，抨击不确定度论。该文提出重大学术争议，无疑是有价值的。送给刊物，被拒绝发表，编辑通知我：与当前计量主管部门意见相悖，不能发表。我只好另寻出路。恰值互联网兴起，我于2004年在网上发表“测量不确定度理论置疑”一文，随即被二十几个网站转载。《中国物理网》对此文冠以“思想的火花”的前置标题，分七次转载。此后，对国际标准、我国标准，以及网友提出的问题，进一步研究，最近三年发表108篇短文（六轮），抨击不确定度理论。现汇集为《驳不确定度百论集》送上。顾及太长，特写了个摘要本，列举了不确定度论的错误与弊病40条。
       推行不确定度论以来，造成一些思想混乱与一些工作的失误。简要说几条。
       第一，错误地宣扬“真值不可知”的观点。
       认识是存在的反映。辩证唯物论认为：客观事物是可以认识的。世上只有尚未认识的事物，没有不可认识的事物。这是人们该有的基本认识，也是一切科学研究的基础。
       德国唯心主义哲学家康德说：“客观之物，不可知”。美国人1980年后提出的不确定度论，基本观点就是“真值不可知”。“真值不可知”论，是康德唯心论的翻版。
       真值可知，人们才去测量；才有保证测量准确的计量。况且物理公式都是量的公式，都是量的实际值的公式，都是量的真值的公式。否定真值的可知性，就等于否定一切物理公式，显然，这是极端错误的。
       美国的几个人有什么异常的观点，这不奇怪。（最基本的原始材料，仅仅是NIST的一个内部报告，称“技术注记”。） 国际组织大力推行这种观点，是不妥当的。近二十年来，我国的国家计量规范与检定规程，也盲从于这种观点，把体现这一观点的内容，全盘照搬。《JJF1001-2011》甚至直接写上“真值是不可知的”。在我国的国家计量规范中写这样的条文，是错误的；这是违反我国的指导思想的。规定既如此，还要通过办学习班、检查、考试等活动来贯彻，这对计量工作者，特别是年轻人，影响不好。
       第二，“不确定度”，概念含混，定义多变；逻辑混乱，公式错误，表达混沌。学不确定度理论五年十年，竟说不清不确定度到底是什么。糊涂的理论，不当的操作；计量人员多数一头雾水；一些清醒者则愤恨、责骂。网上讨论，对不确定度，就有“洋垃圾”“瞎扯淡”“吃饱撑的”等说法。一些国际的专家和我国的某些专家试图解释，说法竟有七种之多；不仅不同，有些还相互对立。
       国家计量规范规定：“准确度是定性的，不是定量的，不能用数字表达”。此话抄自国际标准，是美国人在瞪眼睛说瞎话。全世界长期、广泛使用的“准确度”，明明是定量的，却硬说是定性的，这是现代版的指鹿为马。我国国家规范竟跟着美国人这样说。而实际上，还是用定量的准确度。2007年党中央、国务院授予中国计量科学研究院铯原子时间频率基准一等科技进步奖，明确地写着“准确度5E-15”。国家规范规定“准确度是定性的”，因为不正确，也就不执行，形成言行不一的局面。而美国人自己又是怎样干的呢？美国的两大仪器公司安捷伦公司与福禄克公司，到2013年7月（推行不确定度论20年后的现在），各种测量仪器的指标依然是“准确度”，在准确度的栏目下都是具体的数字。这表明，美国人的不确定度理论，美国的厂家并不理会；而我国却动用国家行政力量，去硬性推行，实在不应该。
       第三，不确定度论的无能、无用及错误表现
推行不确定度论二十年了。实际效果是负作用。
       1摆设。计量装置的评定的结果是可以被忽略了事，并不用其具体数据。不能做否定判断。评与不评一样。平常工作不用；上级检查组来，摆摆样子（网上讨论的说法）。
       2 费事。按误差理论极简单的事，搞不确定度评定，要费很多时间。如算自由度，很难算。只好东抄西抄。抄来也不知有啥用。最简单的、计量过的卡尺、千分尺，也要求使用者评定不确定度，评定方法的文件长达51页，真不知这种规范让检验工人怎样执行。
       3 碍事。把经计量院检定合格的测量仪器，评定得很差，使好仪器没人敢用。（这是一位网友讲的实例，进口的2%的微波功率计，检查组评定为8%）
       4混淆对象与手段。这是不确定度评定致命伤。评定检定装置的检定能力，要看被检仪器的性能，这是把对象的问题赖在手段上，是荒唐地颠倒父子辈分。
       5 错误地拆分。在计量与测量中，测量仪器指标是个整体，不能拆分。对直接测量、计量，不确定度论的对测得值函数的微分，是错误的。
       6 隐患。不确定度论错误地规定分散性一律除以根号N，使分散性指标夸张根号N倍（宇航测频，规定测量次数N取100，则夸张10倍），这样，就有出事故的危险。我国目前的宇航测量设备研制，抵制不确定度论，用阿仑方差，不除以根号N。如果不废除不确定度论，以后的人们一旦按不确定度论办事，隐患很大。
       不确定度论已充斥我国的计量法规。我收集到的印有“中华人民共和国”字样的规范或规程就有三十多种。不确定度理论，错误多多；不确定度评定，对测量仪器计量的评定，几乎全错，有害于计量事业，必须严肃对待。
       我殷切希望质检总局领导与计量司领导重视这件事。提倡科学，反对迷信。 “求真”，“务实”。要允许提出不同意见，提倡、鼓励创新；组织学术辩论，是非不难判断。本人所报告的研究结果就表明：中国人有能力在测量计量理论领域澄清是非、创造有中国特色的新理论，走在世界计量界的前头。

二  关于《新概念测量计量学》
       我高兴地向领导报告：在唯物辩证法的思想指导下，积50年的实践与研究，我建立起一种有中国特色的新学说——新概念测量计量学。新学说继承经典测量学的合理内核即真值、误差、准确度等基本概念，又鉴于大量变量测量的出现，在测量计量学中，引入变量的概念，提出统计测量的新概念。对测量计量的总体，深化理解，提高认识，总结出几项区分方法，提出测量计量的十余项新概念。新学说《新概念测量计量学》包括：
       1 真值与真值群的新概念。误差元与误差范围的新概念。
       2 测量分类法。统计测量的新概念。分散性表征法则。
       3 测量方程的新概念
       4 误差方程的新概念
       5 自差统计的新概念
       6 测量计量的结果表达与处理。两类区间的新概念。等量代换法则。
       7 测量方程的应用
       （1）计时方程的新概念
       （2）测速误差新解
       8 单项创新
       （1）相位测距的新概念
       （2）波导特性阻抗的新概念
       其中“波导特性阻抗的新概念”，是我刚参加工作时的成果，因为得到过钱学森先生的亲笔批复信（1972年），并由此在南京14所应用成功（人造卫星地面站雷达的馈线设计，原来用教科书公式设计，反射大，不合格；林守远等按阻抗新概念设计，成功）。这对我一生鼓励很大。包括写现在这封信。我年轻时能给国防科委领导钱学森写信，也就鞭策老年的我，该给我国的计量主管部门写信，因为当前的学术探索，分量要重得多，它是关乎争取国际话语权、实现中国计量梦的大事。测量计量应用很广，且又当“不确定度论”扰乱全世界测量计量界的时候，中国计量主管部门站出来，拨开测量计量领域的迷雾，明辨是非，特别是就此事开展一次辩证唯物论的宣传，进行逻辑知识与研究方法的普及，这是件大事。在世界性的学术大辩论中，建立并推广中国人自己的一门新学说《新概念测量计量学》，是振奋人心的。有古典文明的中国，在中国共产党的领导下，百花齐放、百家争鸣，在经济繁荣、国力强盛的同时，出现学术大发展的蓬勃景象，是可以预期的，是历史的必然。我虽年老，但仍壮心不已，誓为实现振兴中华的中国梦而尽力。我期盼得到质检总局领导与计量司领导的支持。我希望在你们的领导下，成就这项为国争光的事业。

       我的报告材料（打印，A4，300页，约四十万字）为：
       1 信
       2《新概念测量计量学》第三稿（前两稿为2004、2011的网络版）
       3 不确定度论的错误与弊病（《驳不确定度百论集》摘要）
       4《驳不确定度百论集》
       此致
敬礼！
                                                                           电子科技集团总公司第27研究所退休办   史锦顺（签字）
                             
                                                                                                                                        2013年8月20日

建议学术理论评审人：
北京大学 王义遒（曾任北大常务副校长），量子频标专家，中国计量计量测试学会副理事长。
中国计量科学研究院 马凤鸣（主编《JJF1008-2007》）、杨孝仁（曾任亚太地区计量会议主席）、钱钟泰（我国最早著文抨击不确定度论的计量专家）。

(此前，国家质检总局网上回话：您好！感谢您的来信！请您将文字资料寄到北京市海淀区马甸东路9号，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局计量司，邮编100088。总值班电话  010-82260001)
-

如果不考虑真值不可知的因素，误差理论可以解决一切问题，正确性用系统误差、准确度足以描述，分散性用随机误差、精密度足够了，不确定度说白了就是随机误差因素的量，评定不过是认为所有分量均贡献给了分散性而已，不是什么新东西。遗憾的是真值确实是不可知的，因此不确定度理论相对误差理论更严密，不确定度应用到极致情况下完全可以不再使用误差。“二相性”，一个字，“扯”，两个字，“太扯”。

　　我对史老师的孜孜追求和对计量事业的无比热爱精神始终抱有崇敬和崇拜的感情，史老师以其古稀的高龄发表了上百篇文章，其中不乏有创新点，对计量事业的发展有推波助澜的作用，对普及计量基础知识有很大裨益，是我们永远学习的榜样。但关于不确定度的评价和对术语“准确度”的看法方面，我的确与史老师有迥然不同的看法。
　　是误差理论建立在“误差”广泛存在于测量之中的基础上，是误差理论认为凡是测量就或大或小地存在着误差，由于误差的存在，通过测量获得被测量值是不可能的，人们只能无限趋近于真值而不能获得真值，只能用高准确度的测量结果“约定为”真值，或作为“参考值”与被测量的测量结果相比较，这就是误差理论下的“真值不可知”论。这个理论数百年来一直促进着计量科学的不断发展，促进新的测量设备和测量方法不断创新，“只有更好，没有最好”，计量科学的发展也将永无止境。这都是误差理论的“功劳”，和不确定度无关，这个“功劳”不能归功于不确定度。
　　测量不确定度只不过是应用了误差理论的这一定论，认为既然误差理论已经认为真值不可知，但真值存在区间的宽度可以通过获得测量结果的测量过程所有信息加以评估，从而产生了不确定度评定的理论。误差理论和不确定度评定的理论从两个侧面分别描述测量过程和测量结果的品质，一个侧重于准确性的描述，另一个侧重于可靠性或称可信性的描述，两者描述的特性各不相同，不能画等号，因此两者将相辅相成，共同支撑着测量和测量过程这个现象解读的基础理论。
　　至于“准确度”这个术语已经在国际标准和国家标准定义为“定性的”术语，就不应该再应用于“定量的”的场合。准确性定量的术语可以用“误差”、“示值误差”、“允许误差”、“误差限”、“误差范围”、“最大误差”、“最大误差绝对值”等等许多由“误差”为词干组成的术语来描述，为什么一定要用已经规定为只用于“定性”场合下才允许使用的“准确度”术语呢？如果把“准确度”也用于定量的场合，那么定性的场合又打算用什么术语来描述呢？术语其实是人们共同约定的，老祖宗如果一开始把树叫马，把马叫树，后人对马和树的理解就会与现在相反，既然国内外术语的定义已经把“准确度”定义为定性的术语，我们就不应该再将它用于定量的描述场合。

感觉不确定度理论同误差理论关系有点类似于一个哲学问题，“人不能两次踏进同一条河流”，“人不能一次踏进同一条河流”，不确定理论认为真值不可知，但承认约定真值存在，约定真值与理想真值差异是不确定度的一个分量，存在约定真值的测量自然就存在误差，误差同样也有不确定度，误差的不确定度同测量结果的不确定度是一致的。但并非所有的测量都存在约定真值，比如测量月球与地球间的距离，比如测量一个人的身高，这个量本身就在变化，所以不存在真值，类似的测量自然也不存在测量误差之说，误差理论不适用于所有的测量，但不确定度理论适用，不确定度理论是误差理论的发展，但并未否定误差理论。

规矩湾锦苑 发表于 2014-12-27 11:58
　　谢谢22楼提供了一篇对误差理论与不确定度评定理论孰对孰非之争非常有价值的好文章（以下简称“文章”） ...

        统计变量的区间，其半宽等于kσ。其中σ是把被测量的各个值代入贝塞尔公式求出的标准偏差（又称实验标准偏差），而k是区间半宽与σ的比值，称为置信系数。k值通常取3，不确定度论提倡取2。对正态分布来说，k为2时的置信度是95.54%，就是以2σ为半宽的区间，包含随机变量各个取值的概率是95.54%；k为3的置信概率是99.73%，就是以3σ为半宽的区间，包含随机变量各个取值的概率是99.73%.
      由上，在统计变量的区间表达上，k与σ含义各不相同。σ的大小表明分散性的大小；而k值表明可信性。k大，可信性大：k小，可信性小。
       误差理论把各个测得值代入贝塞尔公式算出σ；不确定度论同样把各个测得值代入贝塞尔公式算出σ。误差理论说测量结果等于测得值加减误差范围，测量结果的区间中包含真值；VIM3也说以扩展不确定度为半宽的区间包含真值。
       都是包含真值的区间，误差理论的误差范围（3σ加系统误差），不确定度论之U95(2σ并均方合成系统误差)，都是表明区间大小的。不确定度绝对不是什么可信性。
       看看我国各类计量的量值传递系统表吧。所有的最高标准都标有不确定度；过去都叫误差范围，就是准确度。就是说，或者叫误差范围，或者叫不确定度。只能二取一。
       什么“二象性”，别扯淡了！

史锦顺 发表于 2014-12-20 08:06
没有回信。谈不上结果。
       我只能说明过程。
       学术上的事，探讨难，得到结果更难。

真是遗憾，虽然我对您的一些观点并不赞成，可是，您花了那么长的时间和精力，写了那么多的文章，提出了那么多的问题和观点，三次上书他们竟然不给个回信，实在是放肆、官僚！是对我们做学问者的极大不尊重，是驳回还是赞成，总得给点说法，也好让我们这坛子里清静一下，到底是用原来的误差还是用现在的不确定度来描述测量结果的质量。哎！

moonkai 发表于 2014-12-23 15:18
对史老的学术精神深深表示敬意，但是不确定度理论真的是伪科学吗？
转载一篇文章，我觉得写的很有道理。
测 ...

-
         先生说“转载一篇文章，我觉得写的很有道理”。        
        第一，转载文章，一定要说明出处。这是对文章作者的尊重，也是文化界、科学界的一种规矩，一种道德规范。而且说明出处与作者，对读者也是很重要的，一个院士或某权威人物，同一个初入门的人，影响力是不一样的。如果是一个权威人物的文章，我一定要写几篇文章来和他辩论；如果是一个模仿别人的初学者，多费笔墨就没必要了。
       我觉得这篇文章，是不确定度推行者的一般说教，毫无新意，不值得重视。不是“很有道理”，而是缺乏逻辑，前言不搭后语。批驳不确定度论，我在网上已发表了二百多篇文章。（《驳不确定度论一百六十篇集》、《论误差与不确定度四十篇集》、《误差PK不确定度六十篇集》，本网本栏目中都有。）我说“不确定度论是伪科学”，是基于那二百多篇文章来说的。
-
       我说过，不确定度是测量仪器误差与被测量变化的混合体，仅仅在基本物理常数的测量中可用。。
        除基本物理常数测量的个别领域外，在通常的测量与计量的广大领域是不能用的，用则一片混淆，一本混沌账
-
       说“测量不确定度表征被测量的真值所处量值范围的评定。它按某一置信概率给出真值可能落入的区间”。这是早已有之的误差范围的概念。不确定度论这样说，是鸠占鹊巢。误差范围，又称误差限、极限误差、最大允许误差、准确度、准确度等级。是误差理论的老概念、常用概念。GUM1993年登台说“不确定度是可疑度（可信度）”“不确定度是分散性”，到VIM3又说是包含真值的区间。最后这个说法是有用的，但有如下问题：
       1 包含真值区间的半宽是误差范围。误差范围用了几百年了，改称“不确定度”，没必要。
       2 误差元定义为测得值减真值。误差范围定义为误差元的绝对值在一定概率意义（99%）的最大可能值。这里有单元（误差元），有集合（误差范围），误差范围包含真值可以严格推导出来。而不确定度是集合的概念，却没有构成集合的单元。平白无故说包含真值，没有根据，没法推导出不确定度包含真值的区间表达式。
       3 “说真值不可知、误差不可求”，却又必须引用仪器的误差范围，自打嘴巴。
       4  GUM说“误差很小，不确定度可能很大”，又说“不确定度很小，误差也可能很大”，而人们测量计量的目的就是要得到尽可能接近真值的测得值。不确定度宣布自己与测得值接近真值的情况无关，就等于说它无用。
       5 不确定度不是客观的实际，而是人们的主观评估，没有“证伪性”，不能证伪的理论就是为伪科学。科学理论的错误能用实验检验，称“证伪性”。不确定度评定取决于主观评定，一人一个样；谁错，没法用实验证实，即不能实验证伪。且错误多多，我在给质检总局的信中就摘要指出不确定度理论的错误与不确定度评定的弊病四十条。因本网已分期登过，不再占网页篇幅，仅附上报的文集摘要《不确定度论的错误与弊病》一份，供你参考。
-
-
不确定度论的错误与弊病Microsoft Word 文档.doc (63.5 KB, 下载次数: 21)

2014-12-24 11:02 上传

点击文件名下载附件

-
-

斤斤计较 发表于 2014-12-19 22:33
回信了吗？我想知道结果

        没有回信。谈不上结果。
       我只能说明过程。
       学术上的事，探讨难，得到结果更难。
       奋斗，就是我的乐趣；我将竭尽全力。至于结果，我就难以预料了。
       已经看到的国家质检总局关于简化26项评定的通知，与我的主张大体是一致的。我不能说“通知”与我的意见有关，因为反对不确定度论的人早就大有人在；我也不能说“通知”与我的主张无关，我毕竟在2011年、2012年曾两次报送材料（这次是第三次）。“简化”得对，是质检总局领导决策之功；“简化”不当，我推却不了推波助澜的责任。当然也仅仅是道义上的。言者无罪吗。
       有一点我是坚信不疑的，那就是：不确定度论是伪科学，必然被废弃。

回信了吗？我想知道结果

同意史先生关于准确度概念的观点，感觉准确度不能定量表示对低准确度测量还行，对现代高准确度测量有点过分，现在描述设备的计量性能用最大允许误差替代准确度显然有点牵强，既复杂又不能准确表示，要进行某一测量最大允许的误差是多少逻辑上没有任何问题，一台测量设备测量误差是多少是其固有特性，为什么是允许误差呢？不贴切，如果用准确度表示反而简单明了，含义清晰。

给史老师致敬，不确定度应该进行简化与限定范围，一般基层的计量人员就不要整这个不确定度，拿我们来说，评定出几十个项目的不确定度评定方法，从来就没人看，只有每次专家检查/审核的时候拿出来，你给客户的计量结果出不确定度，客户还要你告知该仪器多少级，因为，在现场不确定度客户不知怎么用

对史老的孜孜不懈的学术追求致以崇高的敬意！正是有了像您这样的计量前辈，我们计量事业的明天才会更美好！

很多的不确定度评定都不统一，方法和分量，引用的不确定分量还有好多为估计值，几个人来做，可能就是几个结果。在具体工作中，指导意义不大，有事还容易引起不必要的误解。个人认为取消或简化了更有利于实际工作。

陕西计量 发表于 2014-12-21 21:48
给史老师致敬，不确定度应该进行简化与限定范围，一般基层的计量人员就不要整这个不确定度，拿我们来说，评 ...

      严重同意！我们这里的客户也不知怎么用不确定度（其实我也是不清楚怎么用的，虽然是搞了20年计量），客户其实需要是仪器是否合格；误差是多少。至于不确定度只是在建标时才去研究一下，平时不管。我也是不喜欢这个中看不中用的东西。误差反而有实际作用，并且简单明了。

支持史老，古稀之年还在为止奋斗。 希望回信早日得到答复

对史老的学术精神深深表示敬意，但是不确定度理论真的是伪科学吗？
转载一篇文章，我觉得写的很有道理。
测量不确定度和误差是计量学中研究的基本命题，也是计量测试人员经常运用的重要概念之一。它直接关系着测量结果的可靠程度和量值传递的准确一致。然而很多人由于概念不清，很容易将二者混淆或误用，本文结合学习《测量不确定度评定与表示》的体会，着重谈谈二者之间的不同之处。　　首先要明确的是测量不确定度与误差二者之间概念上的差异。

　　测量不确定度表征被测量的真值所处量值范围的评定。它按某一置信概率给出真值可能落入的区间。它可以是标准差或其倍数，或是说明了置信水准的区间的半宽。它不是具体的真误差，它只是以参数形式定量表示了无法修正的那部分误差范围。它来源于偶然效应和系统效应的不完善修正，是用于表征合理赋予的被测量值的分散性参数。不确定度按其获得方法分为A、B两类评定分量。A类评定分量是通过观测列统计分析作出的不确定度评定，B类评定分量是依据经验或其他信息进行估计，并假定存在近似的“标准偏差”所表征的不确定度分量。

　　误差多数情况下是指测量误差，它的传统定义是测量结果与被测量真值之差。通常可分为两类：系统误差和偶然误差。误差是客观存在的，它应该是一个确定的值，但由于在绝大多数情况下，真值是不知道的，所以真误差也无法准确知道。我们只是在特定的条件下寻求最佳的真值近似值，并称之为约定真值。

　　通过对概念的理解，我们可以看出测量不确定度与测量误差的主要有以下几方面区别：

　　一.评定目的的区别：
　　测量不确定度为的是表明被测量值的分散性;
　　测量误差为的是表明测量结果偏离真值的程度。
　　

　　二.评定结果的区别：
　　测量不确定度是无符号的参数，用标准差或标准差的倍数或置信区间的半宽表示，由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定，可以通过A，B两类评定方法定量确定;
　　测量误差为有正号或负号的量值，其值为测量结果减去被测量的真值，由于真值未知，往往不能准确得到，当用约定真值代替真值时，只可得到其估计值。

　　三.影响因素的区别：
　　测量不确定度由人们经过分析和评定得到，因而与人们对被测量、影响量及测量过程的认识有关;
　　测量误差是客观存在的，不受外界因素的影响，不以人的认识程度而改变;
　　因此，在进行不确定度分析时，应充分考虑各种影响因素，并对不确定度的评定加以验证。否则由于分析估计不足，可能在测量结果非常接近真值（即误差很小）的情况下评定得到的不确定度却较大，也可能在测量误差实际上较大的情况下，给出的不确定度却偏小。
　
　　四.按性质区分上的区别：
　　测量不确定度不确定度分量评定时一般不必区分其性质，若需要区分时应表述为：“由随机效应引入的不确定度分量”和“由系统效应引入的不确定度分量”;
　　测量误差按性质可分为随机误差和系统误差两类，按定义随机误差和系统误差都是无穷多次测量情况下的理想概念。
　　
　　五.对测量结果修正的区别：
　　“不确定度”一词本身隐含为一种可估计的值，它不是指具体的、确切的误差值，虽可估计，但却不能用以修正量值，只可在已修正测量结果的不确定度中考虑修正不完善而引入的不确定度;
　　而系统误差的估计值如果已知则可以对测量结果进行修正，得到已修正的测量结果。
　　一个量值经修正后，可能会更靠近真值，但其不确定度不但不减小，有时反而会更大。这主要还是因为我们不能确切的知道真值为多少，仅能对测量结果靠近或离开真值的程度进行估计而已。
　　虽然测量不确定度与误差有着以上种种不同，但它们仍存在着密切的联系。不确定度的概念是误差理论的应用和拓展，而误差分析依然是测量不确定度评估的理论基础，在估计B类分量时，更是离不开误差分析。例如测量仪器的特性可以用最大允许误差、示值误差等术语描述。在技术规范、规程中规定的测量仪器允许误差的极限值，称为“最大允许误差”或“允许误差限”。它是制造厂对某种型号仪器所规定的示值误差的允许范围，而不是某一台仪器实际存在的误差。测量仪器的最大允许误差可在仪器说明书中查到，用数值表示时有正负号，通常用绝对误差、相对误差、引用误差或它们的组合形式表示。例如土0.1PV，土1%等。测量仪器的最大允许误差不是测量不确定度，但可以作为测量不确定度评定的依据。测量结果中由测量仪器引入的不确定度可根据该仪器的最大允许误差按B类评定方法评定。又如测量仪器的示值与对应输入量的约定真值之差，为测量仪器的示值误差。对于实物量具，示值就是其标称值。通常用高一等级测量标准所提供的或复现的量值，作为约定真值（常称校准值或标准值）。在检定工作中，当测量标准给出的标准值的扩展不确定度为被检仪器最大允许误差的1/3～1/10时，且被检仪器的示值误差在规定的最大允许误差内，则可判为合格。

moonkai 发表于 2014-12-23 15:18
对史老的学术精神深深表示敬意，但是不确定度理论真的是伪科学吗？
转载一篇文章，我觉得写的很有道理。
测 ...

此文“观点”或许是“测量不确定度”的当前“主流观点”？ 其特色是：读起来话都不错，理解起来可以遐想无度，实施起来可以混乱不堪！.... 要想“测量不确定度”能活下来，先要让它有一个普通老百姓都能理解的物理意义！--- 史先生对“测量不确定度”应当含义的理解是适当的！所反对的“伪科学”或是“推广者”赋予它的不恰当说辞及一些违背常理的所谓“评估方法”。.... 爱因哈特先生初提“不确定度”时的表述应该是没有什么问题的，问题在于有人做了不恰当的“发展”。

测量不确定度是国际计量组织的建议，中国是国际计量组织的一员，测量结果要具有在国际上的可比性，因此，也要使用测量不确定度对测量结果进行描述。对史老师的精神值得学习。但觉得很难实现。

不确定度不是客观的实际，而是人们的主观评估

史老的每一篇文章都读过，史老这种为真理而坚持的精神值得我们每一位量友的学习和尊重，科学技术的进步往往就是在这种坚持与争论中前进的。

史锦顺 发表于 2014-12-24 11:03
-
         先生说“转载一篇文章，我觉得写的很有道理”。        
        第一，转载文章，一定要说明 ...

　　 1 “包含真值区间的半宽是误差范围”，或“不确定度就是误差范围”，这种说法严重混淆了误差范围与不确定度两个本质不同的概念。误差范围用了几百年，事实证明它是科学的，当然应该继续沿用。误差范围改称“不确定度”，没必要，不确定度并不是误差范围。误差范围改称不确定度是一种概念模糊或偷换概念的做法。
       2 误差元定义为测得值减真值。误差范围定义为误差元的绝对值在一定概率意义（99%）的最大可能值。误差范围包含真值可以严格推导出来。暂且不论有了国内外统一的“误差”定义，该不该定义“误差元”这个术语，就这个说法，我认为应该是正确的。但紧跟着说“不确定度是集合的概念”就错误了，不确定度仅仅是一个半宽，一个区间的半宽度，不是包含有许许多多个什么“元”的“集合”，没有必要和“集合”的概念扯到一起。真值只有一个，这个真值客观存在，其存在区间不能确定，但该区间的宽度可以用测量过程的信息加以估计。不确定度评定不是估计真值存在的区间在哪里，而仅仅是估计这个区间的半宽，所以，的的确确没有人能有办法推导出不确定度包含真值的区间表达式。
　　 3 “说真值不可知、误差不可求”，这是客观事实。误差理论的诞生和存在数百年，就是因为误差不灭，误差不灭真值无法得到，真值不知测量结果与真值的差又何来？仪器的误差范围，顾名思义是误差的范围，误差不可知，但误差大小的范围是可知的，这不能叫自打嘴巴。
       4  GUM说“误差很小，不确定度可能很大”，又说“不确定度很小，误差也可能很大”，这也是事实，这是针对同一个测量结果而言而不是针对因果关系的两个东西而言。“因”（输入量）的误差大给“果”（输出量）引入的不确定度分量就一定大，“因”（输入量）的误差小给“果”（输出量）引入的不确定度分量就一定小。“人们测量计量的目的就是要得到尽可能接近真值的测得值”，此话不假。不确定度宣布自己与测得值接近真值的情况无关，此话也不假，但并不等于说不确定度无用，它的用途并不表征测量结果偏离真值的程度，描述偏离程度是测量误差和误差范围去描述的职责。不确定度描述的是测量结果的可疑程度，是测量结果或测量方案值不值得我们采信的程度，不是偏离转载的程度。
       5 不确定度不是客观的实际，而是人们的主观评估，但这个评估必须按规定规则，只要按规则评估，任何人估计的结果虽然不能完全相同，但也八九不离十，这和有没有“证伪性”无关。体操运动的成绩每个裁判员的评分可能均不相同，但只要按规则给运动员评分，就一定是八九不离十的，大家都给9.9几分，你给6分、7分，下一届运动会你就别当裁判了。不确定度评定取决于主观评定，一人一个样，只要八九不离十，谁都没有错，难道体操运动员的成绩还需要想办法用实验证实，实验证伪吗？除非弄虚作假胡评乱评或运动员吃禁药的行为才需要证伪。

lhy118 发表于 2014-12-24 20:45
史老的每一篇文章都读过，史老这种为真理而坚持的精神值得我们每一位量友的学习和尊重，科学技术的进步往往 ...

        谢谢你长期坚持读我的文章。有你这样若干位热心的读者，对我是很大的鼓励。由于不断有学术问题要思考，又要逐字逐句地推敲下一篇文章，且不可否认的年老体衰，因此我对许多该回的帖子，没有回。借此机会，向那些读我文章的网友致意！
       我的文章，不同于一般的教材，不是一般知识的讲解，而是提出些新的观点。说明这一点，是请你和诸位网友用审视的态度、鉴别的眼光来看待我的文章和帖子。当然，我的每个看法，自认为都是经过深思熟虑的，是值得人们认真思考的。洋人说得对，还是老史说得对，要客观地比较鉴别。我希望大家不要迷信洋人，当然更不要迷信老史。人当有自知之明；我希望你和网友们把看出的问题，即我文章中的错误及不妥的地方告诉我。我先谢谢了。
-

工业所用测量仪表是用精度等级来表述仪表的测量准确程度的，对于广大使用者来说直观明了，若是用不确定度来描述，对于普通使用者来说，就很难理解了。用户到计量检定机构进行计量检定，所关心的是是否合格，误差有多大，并不关心其置信度是多少。

不让用准确度,就用准确度等级吧!  1级,2级,5级我觉得也蛮直观!
辩论发现价值,观点影响中国!
辩不出来,我们就跳出来看看!人家是怎么辩的!它山之石,可以攻玉!



波粒互补性与等价性之争

mol 发表于 2014-12-26 21:33
不让用准确度,就用准确度等级吧!  1级,2级,5级我觉得也蛮直观!
辩论发现价值,观点影响中国!
辩不出来,我们 ...

         先生说：“不让用准确度,就用准确度等级吧!  1级,2级,5级我觉得也蛮直观!”
       【史评】
       先生的观点很通达，很实际。也是当前的一种通行方式。但现在是不确定度论当家的时代，用准确度等级，理论上不通、法制上不符。
        为什么说理论上不通呢？因为准确度等级不过是特定的准确度，按着不确定度论的逻辑，说“准确度是定性的，不能给出数值”，当然准确度等级也必然不能给出数值。现在是不确定度理论当家，准确度禁用；准确度等级也不能用。国家质检总局专家李慎安先生就特别强调这一点（网上有李先生讲演稿《测量准确度与测量仪器准确度》）。         
        可是，推行不确定度论20年了，在中国，贬了“准确度”却弄不掉“准确度等级”。正确的作法，要偷偷地干。为什么让人们陷此尴尬境地？都是不确定度论的“指鹿为马”，准确度明明是定量的，却偏偏说是定性的。
       美国的几个人，发明了“测量不确定度”，为了推行自己，诬陷“准确度是定性的”。 中国人善于“服从”，不让用“准确度”，掩耳盗铃地用“准确度等级”。而美国人自己却不理这一套。美国的大仪器公司安捷伦与福禄克，到现在（推行不确定度20年之后），测量仪器的指标还是“准确度”。
-
       准确度一词 ，全人类用了几百年了，从来都是定量的。美国人仍然在用；中国人更应该理直气壮地用！准确度、准确度等级都是定量的，简单明白，且大众习惯，都该有合法的地位！
-
       至于先生所引的关于“测不准关系”的历史性辩论，与本网的学术讨论毫无关系。量子理论的“不确定性原理”（旧译“测不准关系”）与美国人提出的测量不确定度，风牛马不相及，没有一点共同之处。
         本人上世纪50年代末，在北大物理系上《量子力学》课一年（每周4节课），算是科班出身的。工作后在国家计量院搞过几年大铯钟，在二十七所又搞了几年小铯钟，所用基本理论都是量子理论，我的关于铯跃迁的推导，还被北大王庆吉教授编入北大量子频标教材（占7页）。由此我敢说是懂得量子理论的。简单说一句吧：量子理论的争论同当今的误差理论与不确定度论的争论，毫无关系。美国人从来没敢把“测量不确定度”与量子理论的“不确定性原理”做任何一点联系。但美国人的用词，起了狐假虎威的作用。倒是几个中国人，例如国家计量院的刘智敏、崔伟群，望文生义，把“测量不确定度”武断地溯源到量子理论的“不确定性原理”，是错误的，他们竟“指狐为虎”了。
-
       量子理论的“不确定性原理”可以推导出来；是微观粒子波粒二象性的反映。是一种经过了历史考验的科学原理。
        “测量不确定度”是描述测量准确性以及被测量变化性的一种混合方法，与量子理论的“不确定性原理”没有任何关系。
        不确定度论不能推导出来，逻辑混乱，理论错误、评定错误，是谎花，是莠草，是伪科学。
-

　　谢谢22楼提供了一篇对误差理论与不确定度评定理论孰对孰非之争非常有价值的好文章（以下简称“文章”）。文章以电子的波动性和粒子性讲述了当时两大学派的讨论历史，我们可以用人们最为熟悉的光现象为例。光的波动说是早已成熟了的理论，而粒子说的提出必然遭到波动说的强烈反对，使光学的研究进入了两难的境地，波动说和粒子说同样也争论了数十年，波动性在全人类也用了很长的时间，一直到现在仍然在用，中国人和全世界也都理直气壮地用，波动说也是简单明白且大众习惯，但最终人们还是认识到波动性和粒子性是光现象的两重性（文章称为“波粒两象性”）。波动性和粒子性是光的两种不同特性，相互并不矛盾，如果把它们画等号那就必然矛盾重重，争论不休，你死我活了。现在人们终于认识到波粒两象性决定了波动说和粒子说的互补性。文章有段话很精彩，择录如下：
　　玻尔认为，物质的波粒二象性是微观现象中的一个很基本的要素，而量子力学中的许多结论可以看成这一要素的后果。他指出，波动图象是和时空标示直接联系着的，而粒子图象则是和能量及动量的守恒原理直接联系着的。……，这种守恒原理就是物理学中基本的因果描述方式。当考虑传播问题时，人们关心的是时空描述，这时人们就采用……波动图象。当考虑碰撞之类的相互作时，人们关心的是因果描述，这时人们就采用……粒子图象。……，因此这两种图象也永远不会直接地发生冲突。……。而另一方面，我们的全部经验也肯定地证明，这两种图象各自有着其不可否认的实验证据，因此也就不存在根本排除其中任何一种图像的可能，我们只能按照条件的不同而有时用这种，有时用那种，而不能在任何一种情况下都只用一种图象，而且只要把这两种图象适当地、分别运用起来，我们就能对所研究的现象作出完备的、合理的描述，因此说这两种图象是互补的。
　　上述这段话用于误差理论与不确定度评定理论的相互关系解读很有参考价值，仿照波尔对波粒两象性的描述来描述测量活动现象的“误差不确定度两象性”如下：
　　测量活动的误差和不确定度（或准确性与可信性）二象性是测量现象中的一个很基本的要素，而不确定度评定理论中的许多结论可以看成这一要素的后果。误差分析理论是和测量结果准确性直接联系着的，而不确定度评定理论则是和测量结果的可信性或称可靠性直接联系着的。不确定度和测量误差之间存在着因果关系，有一个误差存在就会产生一个不确定度分量。当考虑测量准确性问题时，人们就采用误差分析理论。当考虑测量可靠性时，人们就采用不确定度评定理论。因此这两种理论永远不会直接地发生冲突。而另一方面，我们的全部经验也肯定地证明，这两种理论各自有着其不可否认的实验证据，因此也就不存在根本排除其中任何一种理论的可能，我们只能按照条件的不同而有时用这种，有时用那种，而不能在任何一种情况下都只用一种理论，而且只要把这两个理论适当地、分别运用起来，我们就能对所研究的测量现象作出完备的、合理的描述，因此说误差分析和不确定度评定这两种理论是互补的。
　　在评判测量过程或测量结果是否可被采信时，应该使用不确定度评定理论，在评判测量过程或测量结果的准确性时，就应该使用误差分析理论，输入量的不准确必然带来输出量的不可信，输出量的不可信决定了用这个输出量评判被测参数的符合性会处于巨大误判风险之中，输入量可信了或可靠了，我们就可以进一步研究测量过程和测量结果的准确性问题，如果其可靠性不满足要求，不能被我们采信，再准确的测量方案和测量结果也必须废弃而加以改进。