由不确定度有没有用想到的问题

看到很多人在讨论误差和不确定度，我想起两个问题，供大家讨论
第一个问题：真值是可以确定还是不可确定的？
第二个问题：如果目前无法确定真值，是由于现有测量方法的缺陷还是真值本身的随机性

大家觉得呢

看到了下面大家的讨论
我想大家可能混淆了 量的真值 与 量的约定值 间的区别

量的真值的定义是：与量的定义一致的量值
约定量值：对于给定目的，由协议赋予某量的量值

这两者之间是有很大区别的
在特定情况下，"认为"某量具有唯一的真值，与是否确实有唯一的真值是不一样的

而误差方法与不确定度最大的矛盾在于，真值是否唯一的、可知的

真值在很多情况下，都只是“被认为" 基本唯一的，这跟我们讨论的真值是否确实唯一无关

即使在认为真值不可知的观点中，
基本没有考虑到真值自身的不确定性，
只考虑到测量量的 定义的完善性、观测的手段等因素

同时这里也不讨论是否可以忽略的问题，否则又回到约定真值的思路上了

我想和大家重点探讨的是：
如果真值不可知的，假定定义足够完善，观测手段足够精确，那么在不可知的原因中，是否还存在真值的随机性这种因素以及它的可能性

我的想法是，对这两个问题，令人难以抉择：

如果回答这个真值是可知的，那么这个世界也是可知的了，这也是经典理论的基础，误差方法就是经典理论前提下的工具，在这里不确定度完全没有必要，但是如果否定了这一条也就推到了整理经典理论大厦的基础，正如牛顿的力学理论，施加在球上的力可能大也可能小，存在一系列可能的值，经典理论就变得无限复杂，而变得面目全非，无法使用

如果回答是由于观测手段的限制而目前暂时不可知，那么这是在经典理论基础上一个讨巧的回答，也是一个模棱两可的回答，也就是说如果将来可能的话，观测足够全面，我们是能得到真值的，只是目前得不到。正是在这个回答范围内，也是不确定度和误差争论最激烈的，两种方法各能解决一部分问题，但是都有其缺陷，正如科学界对世界本源的争论，大家也看到了光子既能像实在的物体发生碰撞，也会根据波的规律发生双缝衍射，这个世界的本质到底是实实在在的物质，还是虚无缥缈的波，仍然还有人在争论，我没有这么高的层次，也不敢说谁对谁错

第三个答案最耸人听闻，可是这也是量子理论的基础，也就是即使观测足够全面，真值仍然是存在随机性的，我们的这个世界是不确定的，这也是不确定度最初的来源，量子理论现在确实解释了很多其它理论无法解释的问题，正是根据这个解释，推出了科幻电影中的平行世界和多维空间的想象。但是还存在很多疑点无法证实

但现实正如大家所见，我们从小学习的牛顿力学仍然在发挥使用，碰撞的小球仍然会按照经典理论移动，以经典理论为基础的相对论也被证明人类最伟大的理论之一，薛定谔的波形方程已经被证实，量子理论在科学界大展拳脚，似乎看起来相互矛盾的几个理论中没有哪一种理论是绝对正确的

误差和不确定度是在各自迥异的理论基础上的工具，理论层面上是相互对立的，不存在简化的解释。

在经典领域误差方法更占上风，对大家的日常生活来说，我搬一个箱子，只要能克服箱子的重力，不需要考虑我用的力有多大的不确定度，箱子的重量有多大的不确定度，而在科学领域，不确定度使用更广。

而计量工作处在科学理论与日常生活相互重叠的部分，也是结合现代理论和经典理论交界的矛盾之处，确实容易产生分歧。

近20年来由于量子理论的大发展，推动了不确定度的大幅度推广，仅从个人的角度看，不确定度在计量领域似乎变成了万金油，也确有过度推广之嫌

虽然不确定度风头正盛，误差方法的地盘已经被侵蚀了不少，但我想正如经典理论仍然在发挥作用一样，误差方法但也不会完全被代替，将来是否有更全面更统一的方法，也未可知，

现在讨论两种方法究竟哪个更正确，还需要更高层次的理论,也有待时间的检验

只是个人的思考，也请大家来一起讨论

关于【第一个问题：真值是可以确定还是不可确定的？】：

首先需要明确“真值”的本质究竟是什么？ 本人以为，至少从计量测试的角度，所谓量的“真值”就是“全世界遵守同一计量协约的人们‘一致认同’的量‘值’”——简称“量的‘定义’值”或是恰当的，其本质是‘一致认同’。 要达到如此‘一致认同’绝非易事，全世界已经“确认”的“真值”屈指可数，除了一些理论值，本人能举出的“实物量”的“确定‘真值’”只有“那块宝贝铂金疙瘩在百多年前入定时刻的质量值”--- 确定为1.0kg （不确定度为零），当然，这是按当前“质量”值定义的结论。

于是，答案便是： “真值”是可以确定的，但“真值”的‘确定’绝非易事；对于绝大多数量(形象的比例可以说>99.999999.....%)，其‘真值’都是尚不确定的。

关于【第二个问题：如果目前无法确定真值，是由于现有测量方法的缺陷还是真值本身的随机性？】
如果到当前知识极致的层面计较‘真值’（通常只有最高基准量值才需要如此计较），或许牵涉到“认识观”，可能没人可以给出让大家都信服的答案？ 若是在“不大于xx的不确定度可以忽略”的实用层面考虑“实用真值”的“不确定”问题，影响因素是不难实际把握。---此所论为“量在某个实用时空范围内的‘真值’问题”！ ....若只论“被测量在被测时空点的‘真值’”，便显然宜完全归于“测量方法的缺陷”。

题外：“传统的误差理论”只不过在“误差可以忽略不计”的实用前提下用了“实用真值”，与大部分真值尚不“确定”的“实际情况”并不矛盾；“量子理论”只不过是人类当前认识极限下的实用“理论”，或不宜忙着对“这世界究竟是‘随机’的？还是‘确定的’？”下结论？

　　第一个问题：真值是可以确定还是不可确定的？
　　真值是客观存在的，不以人的意志为转移。人总是想通过测量得到真值，但因为测量误差的客观存在，任何测量结果都不可避免的，或大或小的含有误差，通过科技进步不断改进测量技术只能无限逼近真值而永远不能获得真值，换句话说就是，真值永远是测量结果的极限值，人们只能得到真值的近似值，就称它为“约定真值”或“参考值”。
　　约定真值和参考值是某个准确度范围内的真值，是相对真值，也是某个历史时期的真值。每个时期的人都认为自己找到了“真值”，认为它是最高等级的测量结果，设定它没有误差，并将其作为当代的“计量基准”，但发展到另一个时代就发现它并不“准确”，仍然有误差，于是就会诞生新的“基准”，产生新的“真值”。真值不可获得只能逼近，也是计量科学乃至人类科学科技创新和持续发展的润滑剂和动力。
　　第二个问题：如果目前无法确定真值，是由于现有测量方法的缺陷还是真值本身的随机性？
　　常规被测量，只要限定其存在的时空，即限定测量的环境条件和某个时刻，客观存在被测量及其真值就是唯一的，而并非随机，因此也就不存在真值的“分散性”。现有的测量方法或称测量过程，基于时代科技水平的现状，也许是当代的最高测量水平，无论其原理多么完善，测量人员水平多高，所用测量设备多先进，环境控制多苛刻，总是存在着“误差”，也许这就是“现有测量方法的缺陷”。正因为这个“缺陷”只能减小不能消灭，才是造成“目前无法确定真值”的真正原因。
　　人们无法准确确定被测量真值，但可以获得相对准确的“测量结果”，还可以获得比这个测量结果更为准确的另一个测量结果作为约定“真值”，同时也可以通过掌握的测量过程全部信息对这个唯一真值所存在区间的宽度进行估计，估计出的半宽称为测量不确定度。作为测量结果的可信性参数与测量结果一起交给测量结果的使用者。因此，通过测量人们可以得到测量结果和测量结果的不确定度，而给不出测量误差，如果要给出误差，就必须还要进行一次更高准确度的测量，用那个测量结果作为约定真值，将本测量结果与其相减，而这是不必要的，只有发生计量纠纷需要仲裁的时候，才有必要进行更高准确度的一个测量，从而证明原来的测量结果误差是多少。
　　常规测量是针对物体和物质、现象计量特性的测量，并未涉及量子领域，微观世界的量子测量的误差已经小到与被测对象量子的计量特性大小相近，换句话说相对测量误差已经大到100%的程度，已经不是误差理论覆盖范围下的领域，误差理论和不确定度评定理论均不适用于量子领域的测量。

什么是真值？与定义一致的值是真值，定义决定了真值是否可以确定；

国际千克原器的质量是绝对真值，若重新定义了千克，真值可能就不能确切确定了。

第一个问题：真值是可以确定还是不可确定的？
真值是存在的，且是唯一的，但是通过目前的理论是真值是无法用测量得到的，根据统计学的院里当测量次数是无穷次时，我们可以得到一个无限接近真值的量值，但是我们无法做到无穷次测量的，所以在有限次测量中引入不确定度理论。
第二个问题：如果目前无法确定真值，是由于现有测量方法的缺陷还是真值本身的随机性？
真值本身是唯一的，真值不是随机的，为什么通过测量得不到真值，是因为有的是测量方法的缺陷，有的由于真值的量值本身定义就是有缺陷的，因此真值无法测量得到。

所谓的“统计学原理”是基于“状态完全随机，没有确定协调机制”的猜测“原理”！ 现代测试计量是基于“协约”的活动，靠严密的量传体系维护对量值的“一致认识”，确定“真值”是由大家协商一致（也意味着大家一致认为‘合理’），并不是“统计学家”们冥想的“无限多次测量的统计结果”！

走走看看 发表于 2015-1-31 13:20
什么是真值？与定义一致的值是真值，定义决定了真值是否可以确定；

国际千克原器的质量是绝对真值，若重新 ...

　　与定义一致的值是真值，理论上定义决定了真值是否可以确定，可惜的是误差理论决定了是测量就必有误差，通过测量得不到符合定义的真值，只能得到无限逼近的“约定真值”。因此，真值永远是计量学追求的目标，计量学的进步和发展永无止境。
　　国际千克原器的质量是绝对真值，这是一个时代的“绝对真值”，随着时代的更替和科技发展，相信不远的将来千克的定义就会改变，若重新定义了千克，也就确定了新的千克“绝对真值”。误差为零的值确定为真值，真值确定为没有误差，但真值不能没有不确定度。

规矩湾锦苑 发表于 2015-2-1 01:51
　　与定义一致的值是真值，理论上定义决定了真值是否可以确定，可惜的是误差理论决定了是测量就必有误差 ...

你概念太混乱了，真值是否能得到，取决于如何定义，重新定义千克后千克肯定不是绝对真值了，这是由定义决定的。

走走看看 发表于 2015-2-1 09:16
你概念太混乱了，真值是否能得到，取决于如何定义，重新定义千克后千克肯定不是绝对真值了，这是由定义决 ...

　　是啊，你说的没错，我说的也没错。真值是符合被测量定义的量值，什么样的被测量定义就有什么样的真值，符合定义的量值是误差为零的量值，这有概念混乱吗？因此，国际千克原器的质量是当代“千克”量值的定义，是当代绝对真值，这是当代这个时代的“绝对真值”，这并没有错。每个时代都有自己的量值定义，有自己的“真值”，长度计量皇帝说以他的一乍或脚长为真值，发展到黄钟律管为真值，再发展到过巴黎的子午线为真值，氪86跃迁波长为真值，直至当代以光速一秒钟行进的距离的若干分之一为真值，就是最好的例证。新的“千克”基准正在如火如荼地研制，不久的将来质量“千克”的定义就会像其它基准一样重新定义。新定义一旦确定，国际千克原器的质量就不再是“符合定义的量值”了，也就不再是“真值”，国际千克原器的质量的基准地位将被新的基准所代替，作为真值的地位也将被新的基准所取代。

黄钟律管的长度为9寸是一个绝对真值，但仅限于那一支，按定义再复制一支发出黄钟律宫音的管子长度同原来的不会完全相同，国际米原器的长度也是一个绝对真值，你说的其它的都算不上绝对真值，按照其定义，不确定度不会是0，就是说  定义  决定了真值是否可以确定。

　　作为基准或真值，当然是唯一的而不能是多个。因此黄钟律管的长度为9寸是一个绝对真值，但仅限于那一支，国际米原器也只能是一个。皇帝的手和脚也是一个，换了皇帝就要换真值。如此种种，其它的，哪怕是与基准相同的东西复现的量值都算不上绝对真值。真值的定义决定了真值唯一且误差为零，但其不确定度绝不会是零，即便作为当代我国时间基准原子钟复现的时间定义为真值而没有误差，但2000万年不差1秒的不确定度仍然给下一个时代更为精准的计量基准留出了进一步发展余地。

你太糊涂了，“布手知尺”说的是禹，不是黄帝，是黄帝不是皇帝。

走走看看 发表于 2015-2-1 17:45
你太糊涂了，“布手知尺”说的是禹，不是黄帝，是黄帝不是皇帝。

你说的是。不过我并没有说“黄帝”，我说的是“皇帝”。“黄帝”只特指一个人，“皇帝”并不特指，我的意思是想泛指一国之主的“国王”。用自己的脚长作为长度基准就是国外的故事。作为真值关键是看“定义”，定义的人或机构必须是权威的，公认的，而不在于是否合理，只不过在人类文明发展到现阶段“定义”不仅要有权威，得到公认，也注重合理性和科学性罢了。

njlyx 发表于 2015-1-30 20:38
关于【第一个问题：真值是可以确定还是不可确定的？】：

首先需要明确“真值”的本质究竟是什 ...

顶4楼，一针见血，让人茅塞顿开。
应该说物理量就是客观存在的量，我们通过定义和协商确定了它的一个称谓，目的就是统一描述，这样来指导生产生活。也就是说一米到底多长不是客观存在的，是大家协商定义的，只要通过大家统一认定了，那它就是一米，只要大家统一，也可以认定别的长度是一米。怎么越来越觉得有点哲学的感觉了~
从目的入手，秦始皇统一度量衡，也不是为了确定真值是不是可知，他给的标准就是真值，他是为了大家统一认定，最终还是要指导生产生活。
所以从这个角度说，研究真值是不是可知是没有意义的，因为它本身就是大家统一认定的量。但是随科技发展的需要，研究如何提高测量精确度是有意义的。

真值是无法确定的 就像要找一个最大的自然数n一样 永远有一个n+1的自然数