本帖最后由 史錦順 于 2015-2-6 18:25 編輯
-
駁“真值不可知論”
——評《倪書》引言（3）
-
史錦順
-
測量的目的是知道量值的大小。用儀器測量，得到測得值。測得值與被測量的真值差多少，能不能滿足測量者的要求，這是測量理論必須解決的問題。
真值可知，人們才能測量。“真值不可知論”是錯誤的。
-
（一）真值的概念
真值是經(jīng)典測量學(xué)的概念。經(jīng)典測量學(xué)的對象是常量測量。真值是相對測得值而言的。
量值分三個層次。從低到高是：測得值、真值、定義值。
定義值又稱約定值。標(biāo)稱值是定義值的一種形式。
量的真值就是量的客觀值、實際值。真值存在，真值可知，是量值定義就確定了的。VIM1/VIM2說：“量值就是物質(zhì)、物體、現(xiàn)象的可定量確定的屬性。”可定量的屬性，當(dāng)然是可知的。
量子物理指出：單個量的測量，沒有測量準(zhǔn)確度的門限，即測得值可以無限制地接近真值，因而真值是可知的。
對一般情況來說，真值存在著、作用著、變化著。人們可以準(zhǔn)確認(rèn)識。
同真理有絕對真理與相對真理一樣，真值也有絕對真值與相對真值。真值的絕對性與相對性是辯證的統(tǒng)一。絕對性寓于相對性之中，相對性包含絕對性的因素。如同相對真理是真理一樣，相對真值也是真值。相對真值可知，就是真值可知。
相對真值有不同的層次。對同一被測量，N-1級標(biāo)準(zhǔn)裝置的測得值是M(N-1),誤差范圍指標(biāo)是0.03%;N級標(biāo)準(zhǔn)裝置的測得值是M(N),誤差范圍指標(biāo)是0.3%;測量儀器的測得值是M,誤差范圍指標(biāo)是3%。對用測量儀器進行的測量來說，M是測得值，而M(N)就是相對真值；而在對N級標(biāo)準(zhǔn)進行檢定的場合，M(N)是測得值，M(N-1)就是相對真值。
-
真值處處在。人們測量得到了測得值，又用誤差范圍圈住了真值，就是認(rèn)識了真值。誤差范圍越小，對真值的認(rèn)識越精確。準(zhǔn)確度達(dá)到實際需要，就是完成了對真值的準(zhǔn)確認(rèn)識，即取得了真值。一旦測量誤差遠(yuǎn)小于量值本身的變化，則測得值個個是真值。真值與測得值合二為一，真值概念升華了，沒有再區(qū)分的必要，真值也就是通常的量值。
人們利用真值的作用來認(rèn)識真值。當(dāng)測量發(fā)現(xiàn)被測量的變化時，變化是量的真實的變化，因此測得值個個是真值。統(tǒng)計測量（測量誤差遠(yuǎn)小于量值的變化），測得值就是真值。
宇宙間，一般的量，都是變量。只是變化的程度有大有小。變量與常量的劃分，與測量的準(zhǔn)確度有關(guān)。著眼點不同，劃分的結(jié)果不同。一米長的鋼棍，通常用米尺、卡尺、千分尺來測量，鋼棍長度被認(rèn)為是常量，測得值的變化，體現(xiàn)的是測量工具的隨機誤差。當(dāng)代已有基于穩(wěn)頻激光器的激光比長儀，測量一米長的鋼棍，準(zhǔn)確度達(dá)0.1微米，而室溫波動0.5攝氏度，一米鋼棍長度的變化量約為6微米。測量儀器的誤差范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于被測量的變化量。測得值的變化，表現(xiàn)的是被測量本身的變化。量值在變，是量值的真變，真變是真實值在變，真實值就是真值；量在變，就是真值在變。這就是說，變前便后的值，都是真值。因此，穩(wěn)頻激光比長儀測得的鋼棍的長度，個個是真值。
特殊情況，是物理常數(shù)的真值與基準(zhǔn)的真值。物理常數(shù)是宇宙中最穩(wěn)定的量，是用世界上已有的最準(zhǔn)確的測量儀器，測量得到的值，其不確定度包含有測量儀器的誤差與物理常數(shù)變化這兩部分。因此，物理常數(shù)是相對真值。隨著科技的發(fā)展，物理常數(shù)的不確定度（儀器誤差加量值本身的變化）越來越小。
基準(zhǔn)的功能是復(fù)現(xiàn)計量單位的量值。單位的量值是定義值，又稱約定值、標(biāo)稱值。基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度是基準(zhǔn)的量值對定義值（標(biāo)稱值）的偏差范圍。基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性依靠特殊的物理機制；其準(zhǔn)確度由嚴(yán)格的誤差分析與嚴(yán)格的測量給出。基準(zhǔn)的真值在基準(zhǔn)的標(biāo)稱值加減偏差范圍的區(qū)間內(nèi)。基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，是測量計量準(zhǔn)確性的總基礎(chǔ)。人類以最先進的科技手段不斷提高基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。
-
關(guān)于真值的幾個命題
真值可知還是不可知，是誤差理論與不確定度論的根本分歧。這里強調(diào)幾點。
（1）物理公式的值是真值
物理公式是人類總結(jié)出的客觀規(guī)律。是自然科學(xué)與技術(shù)的基礎(chǔ)。物理公式是量值之間的關(guān)系式。物理公式中的量值是客觀實際的量值，都是真值。
任何測量儀器，任何計量標(biāo)準(zhǔn)，都要依靠特定的物理機制；而誤差分析的出發(fā)點是物理公式。明確物理公式的量都是真值，對測量計量工作有重要指導(dǎo)意義。誤差分析，要從物理公式入手；設(shè)計測量儀器、計量標(biāo)準(zhǔn)，要依靠物理公式。而發(fā)明測量儀器、計量標(biāo)準(zhǔn)，則要尋求新的物理機制，建立新機制的物理公式（物理公式的特定形式）。
明確物理公式的量是真值，當(dāng)前的一個重要意義是抵制、批駁不確定度論的真值不可知論。“真值不可知”論，是物理公式的悖論，是錯誤的。
（2）真值是客觀的。真值大小，與測量單位大小無關(guān)。
量值由兩部分構(gòu)成：單位與數(shù)值。單位是一種國際性的約定，這種約定，只解決“一致性”的問題，不解決“準(zhǔn)確性”的問題。一個客觀的量值，由數(shù)值乘以測量單位構(gòu)成。數(shù)值表示量值與單位的比值。對一個量值，數(shù)值與單位間有嚴(yán)格的反比關(guān)系。
設(shè)量值Q的數(shù)值是{Q}，單位是[Q]。若量值的單位為[Qi]，對應(yīng)的數(shù)值為{Qi},則有：
∵ Q = {Q1}[Q1] = {Q2}[Q2] （1.1）
∴ {Q1}/{Q2}= [Q2]/[Q1] （1.2）
人類為了便于交流，約定測量單位，構(gòu)成國際單位制。大家都用國際單位，對同一量就有同一的數(shù)值。
單位可以約定，但量的真值卻不能約定。現(xiàn)行國際規(guī)范VIM3的“約定真值”，應(yīng)改為“相對真值”。原稱的“約定真值”，意思是相對真值；相對真值有億萬個，沒有人去“約定”，也不可能“約定”。（約定幾個常用量，如重力加速度，是另一回事。）
（3）真值就是實際量值
當(dāng)測量誤差遠(yuǎn)小于被測量的變化時，測得值是真值。現(xiàn)代測量技術(shù)，已能測得絕大多數(shù)的物理量的真值。人們可以大大方方地在測量計量中稱說真值。真值就是實際量值。
-
（二）現(xiàn)行真值定義的邏輯錯誤
《JCGM 200-2012》即VIM第3版：
2.11 (1.19) 真值
和量的定義一致的量值。
-
注1 誤差論研究者說明測量，認(rèn)為真值是唯一的，而實際上，是不可知的。不確定度論研究者認(rèn)為，由于量的定義的詳細(xì)程度不夠，沒有單一的真值，而是有一個真值組與真值對應(yīng)。然而，在原則上在實踐上，這個量值組都是不可知的。-
【史評】
細(xì)體會這段文字，批誤差論，批不確定度論，又出一個超乎二者的當(dāng)然正確論，是誰呢，這里叫它VIM論吧。說“真值不可知”，這是現(xiàn)代版的康德主義，是哲學(xué)上的不可知論。
-
辯證唯物論認(rèn)為：世上只有尚未認(rèn)識的事物，沒有不可認(rèn)識的事物。真理的“真”，講的是正確；真值的“真”，講的是準(zhǔn)確。準(zhǔn)確有絕對準(zhǔn)確和相對準(zhǔn)確。相對準(zhǔn)確是有誤差的正確認(rèn)識。誤差可以越來越小，誤差無限小時，相對準(zhǔn)確的極限是絕對準(zhǔn)確。真值就是客觀值，就是實際值，就是準(zhǔn)確值。
真值可知，才有作為自然科學(xué)基礎(chǔ)的物理公式，物理公式的量都是真值。如果真值不可知，物理公式何從來？物理公式還有什么用？
真值可知，我們才去測量，如果真值不可知，我們還去測量干什么？
-
注2 在基本常數(shù)的特殊情況下，認(rèn)為量有單一真值。 -
【史評】
真奇怪，注1說真值不可知，注2又這樣說。須知河堤是不能開口的，一旦承認(rèn)有特殊，真值否定說就瓦解了。承認(rèn)基本常數(shù)有真值，于是就得承認(rèn)由物理常數(shù)引申的計量基準(zhǔn)有真值，繼而得承認(rèn)由基準(zhǔn)衍生的標(biāo)準(zhǔn)有真值……，當(dāng)然，這從經(jīng)典計量理論來看，都是極正常的，但立足不確定度論的VIM第3版有這樣認(rèn)識，則是不確定度論初衷的悖論。不確定度論的基本觀念是真值不可知；這里，否定了自己的立足點。
-
至于真值的“真”字，在基礎(chǔ)測量即常量測量的條件下，為和測得值區(qū)別，是必要的；在統(tǒng)計測量的條件下，測量誤差可略，測得值就是實際值，“真”字就不必提了。GUM也曾提到過真值就是實際值，但這個觀點并沒有貫徹。兩大學(xué)派之爭不在要不要“真”字的問題，是實際值即客觀值是可知還是不可知的問題。
-
我在《關(guān)于真值的定義》一文中說：
原來這個定義，竟是一句沒有內(nèi)容的空話，一句違反定義規(guī)則的廢話。
下定義是為了明確概念，要言之有物，講明是什么意思。給真值下定義就是要說明真值這個概念指的是什么意思，它與其他概念如測得值、標(biāo)稱值有什么區(qū)別。“與量的定義一致的值”，什么是量的定義？從上下行文、舉例（量塊長度的指定點）來猜，大概講的是指定的量所處的條件。但是指定條件再完備，也區(qū)分不開是真值還是測得值。所以這個真值的定義，沒有觸及真值的本質(zhì)，是一句不著邊的空話。
-
以上對VIM的真值定義的批評，是正確的。有人說老史的批評不對，并說VIM的真值定義是正確的。我進一步說明如下。
-
（1）VIM的真值定義是個含混定義
上次我只說此定義是空話，是廢話，尚未說它是錯話。這里我進一步說明它違反了哪條定義規(guī)則。
-
定義規(guī)則的一條是“定義項中不得包含含混的概念和詞語”。不符合此條規(guī)則的定義叫含混定義。
VIM的真值定義包含含混的概念，它是個含混定義。“與量的定義一致的量值”，什么是“量的定義”？是不明確的、有歧義的。因而是含混的定義。
-
（2）VIM的真值定義是個循環(huán)定義
VIM的真值定義中包含“定義”這一詞語，這是不允許的。在數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、邏輯學(xué)，任何一本自然科學(xué)與社會科學(xué)的教科書或論文中，都不會在定義中再出現(xiàn)“定義”字樣。因為這樣的定義必然形成循環(huán)套。定義中包含定義，這是VIM的奇怪的、錯誤的下定義的方法，是個循環(huán)定義，這是違反定義規(guī)則的。這是個邏輯錯誤。
-
|
收藏
贊
踩
樓主
閩公網(wǎng)安備 35020602000072號