国产一区国产精品,2019中文亚洲字幕,电影在线高清,欧美精品一区二区三区久久

計(jì)量論壇

 找回密碼
 立即注冊(cè)

QQ登錄

只需一步,快速開始

搜索
打印 上一主題 下一主題

[數(shù)據(jù)] 測(cè)量不確定度理論置疑(史錦順)

 關(guān)閉 [復(fù)制鏈接]
跳轉(zhuǎn)到指定樓層
1#
vandyke 發(fā)表于 2007-6-26 13:29:53 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
測(cè)量不確定度理論置疑
                                    史錦順

                      中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第27研究所    鄭州   450005

摘要  分析現(xiàn)代測(cè)量理論發(fā)展的思路,置疑國(guó)際上盛行的不確定度理論。指出:不確定度理論混淆常規(guī)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)測(cè)量?jī)煞N類型,基本公式有誤,嚴(yán)重低估被測(cè)量值的離散性,且只講分散性,不講準(zhǔn)確性,是不正確的;認(rèn)為準(zhǔn)確性是各類測(cè)量的基本準(zhǔn)則,統(tǒng)計(jì)測(cè)量也必須講究準(zhǔn)確度。
關(guān)鍵詞   測(cè)得值  真值  誤差  偏差  不確定度  準(zhǔn)確度           

世界各種現(xiàn)象、各種物質(zhì)、各個(gè)物體,其基本特性就是自身的質(zhì)和量。質(zhì)是性質(zhì),量是量值;性質(zhì)又常通過量值來(lái)描述。測(cè)量,這個(gè)人們定量認(rèn)識(shí)客觀的手段,大致可分為兩類:常規(guī)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)測(cè)量。
人類發(fā)展的早期,主要是常規(guī)測(cè)量。常規(guī)測(cè)量的特征是量值本身不變而測(cè)量?jī)x器有誤差。常規(guī)測(cè)量的理論是經(jīng)典測(cè)量理論。主要概念是測(cè)得值、真值、誤差、準(zhǔn)確度。著眼點(diǎn)是測(cè)得值及其誤差范圍即準(zhǔn)確度。
    現(xiàn)代化的測(cè)量,主要是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。統(tǒng)計(jì)測(cè)量的特征是測(cè)量?jī)x器誤差可略,測(cè)得值是被測(cè)量的實(shí)際值,求量值及其變化。一些精密測(cè)量項(xiàng)目,例如頻率測(cè)量,幾乎全是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。細(xì)一分析,現(xiàn)代大生產(chǎn)的測(cè)量,也幾乎都是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。對(duì)統(tǒng)計(jì)測(cè)量的分析與認(rèn)識(shí),導(dǎo)致對(duì)精度問題的新的認(rèn)識(shí)。統(tǒng)計(jì)測(cè)量領(lǐng)域的主要概念是量值(即統(tǒng)計(jì)測(cè)量中的測(cè)得值,也就是實(shí)際值)、標(biāo)稱值(目標(biāo)值)、偏差、準(zhǔn)確度。著眼點(diǎn)是量值和它的偏差范圍即準(zhǔn)確度。
    被測(cè)量的量值本身的變化,是客觀存在,承認(rèn)它,還是無(wú)視它,是認(rèn)識(shí)精度概念的關(guān)鍵。筆者關(guān)于兩類測(cè)量的思路,特別是統(tǒng)計(jì)測(cè)量概念的提出,為解決在國(guó)際計(jì)量界已存在20多年的關(guān)于精度的爭(zhēng)論,提供了新的理論基礎(chǔ)。現(xiàn)代大生產(chǎn)的大量統(tǒng)計(jì)測(cè)量的存在,現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)測(cè)量的快速發(fā)展,這些是正確認(rèn)識(shí)精度問題的強(qiáng)大的物質(zhì)基礎(chǔ)。抓住量值的變與不變這個(gè)要點(diǎn),就容易認(rèn)識(shí)測(cè)量與計(jì)量領(lǐng)域的一些有爭(zhēng)議的概念和理論問題。
本文指出:ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)等推薦的“不確定度”理論,注意到了被測(cè)量本身的變化,這對(duì)測(cè)量學(xué)的舊框框是一次沖擊,然而,它混淆常規(guī)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)測(cè)量的不同情況,否定真值的可認(rèn)識(shí)性,并進(jìn)而否定誤差,否定準(zhǔn)確度,許多觀點(diǎn)是不妥當(dāng)?shù)模磺一竟接绣e(cuò)誤(混淆單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差),不講準(zhǔn)確性而只顧分散性,偏離了測(cè)量學(xué)發(fā)展的正常軌道。
    本文強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確度的重要性,闡明統(tǒng)計(jì)測(cè)量的精度表征方法。
提出一種關(guān)于精度的大一統(tǒng)理論,包容以真值、誤差、準(zhǔn)確度為基本內(nèi)容的經(jīng)典測(cè)量理論,容下以測(cè)得值為中心的不確定度理論、揚(yáng)棄表征穩(wěn)定度理論。

1 真值論
1.1不確定度理論是怎樣否定真值的
如今,講述不確定度理論的文章與書籍,多得很。網(wǎng)上,打個(gè) uncertainty , 條目竟有六百萬(wàn)個(gè),真是鋪天蓋地。我們分析不確定度理論,著重三篇文件: ISO 測(cè)量不確定度表征導(dǎo)則(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織等七個(gè)國(guó)際組織文件,以下簡(jiǎn)稱ISO導(dǎo)則);國(guó)際通用計(jì)量學(xué)基本術(shù)語(yǔ)(ISO標(biāo)準(zhǔn),以下簡(jiǎn)稱VIM);NIST  TN1297(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院文件,以下簡(jiǎn)稱NIST文件)。
    請(qǐng)看這三個(gè)基本文件是怎樣否定真值并進(jìn)而否定誤差與準(zhǔn)確度的。
1.1.1  ISO導(dǎo)則:
    1. 在談?wù)摬淮_定度的第1個(gè)定義(涉及誤差)和第2個(gè)定義(涉及真值)時(shí),導(dǎo)則說(shuō):“它們著眼于不可知的量:測(cè)量結(jié)果的‘誤差’和被測(cè)量的‘真值’(不是它的估計(jì)值)” ——2.2.4
    2.“本導(dǎo)則中不用術(shù)語(yǔ)‘真值’,其理由見D.3.5,術(shù)語(yǔ)‘被測(cè)量的值’(或‘量值’)和‘被測(cè)量的真值’(或‘量的真值’)視為為等同。”——3.1.1
    3.“誤差是一個(gè)理想的概念,誤差不可能準(zhǔn)確知道。”——3.2.1
    4.“真值按其本性是不可確定的。”——B.2.3
5.“準(zhǔn)確度”是一個(gè)定性的概念。——B2.14
    6.“術(shù)語(yǔ)‘被測(cè)量的真值’或量的真值(常簡(jiǎn)稱‘真值’)在本導(dǎo)則中避免使用,因?yàn)椤妗直豢醋魇嵌嘤嗟摹!粶y(cè)量’意味著‘受測(cè)量的特定量’,因此,‘被測(cè)量的值’意思是‘受測(cè)量的特定量的值’。因?yàn)椤囟俊ǔ@斫鉃槎x的或規(guī)定的量。在‘被測(cè)量的真值’中的形容詞‘真’是不必要加的——被測(cè)量的‘真值’(或量的‘真’值)就是被測(cè)量的值。(或量值)。此外,正如前面討論所指出的,單獨(dú)的‘真值’僅是一個(gè)理想的概念。”——D3.5
    7.“本導(dǎo)則的重點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果及其評(píng)定的不確定度,而不是不可知量‘真’值和誤差。…本導(dǎo)則實(shí)際上要將不確定度和不可知量‘真’值和誤差即通常要混淆的術(shù)語(yǔ)區(qū)分開。”——E.5.1
8.“事實(shí)上,本導(dǎo)則的使用方法的重點(diǎn)是放在量的觀測(cè)的(或估計(jì)的)值和該量值的觀測(cè)到的(或估計(jì)的)變動(dòng)性,完全不必提及任何誤差。”——E5.4

1.1.2  VIM(2004版)
    1  VIM已將測(cè)量學(xué)的基本概念真值、誤差、準(zhǔn)確度當(dāng)附件處理,列為“經(jīng)典”,不是尊重,而是當(dāng)歷史文物掛起來(lái),專用來(lái)數(shù)落。——見VIM(2004版)附件A
    2 “在經(jīng)典的研究中,真值是描述被測(cè)量的單一的量值。要得到真值,需靠理想完美的測(cè)量,這是一種沒有測(cè)量誤差的測(cè)量。真值,依其本性,是不可能得到的。”——A1注1
    3 “在不確定度的研究中,‘真值’的概念被廢止。”——A1(1.19)注2
    說(shuō)明:葉譯本導(dǎo)則此處譯作避免使用,而在法律學(xué)內(nèi),is avoided應(yīng)譯為廢止。導(dǎo)則在測(cè)量與計(jì)量領(lǐng)域相當(dāng)于國(guó)際法——是經(jīng)過國(guó)際計(jì)量委員會(huì)投票表決過的。不確定度理論是從根本上否定真值、誤差與準(zhǔn)確度這幾個(gè)概念的。
    4 “準(zhǔn)確度不能用數(shù)值表達(dá)。”——A2(3.5)注1
1.1.3  NITS
    1 “‘準(zhǔn)確度’是一個(gè)定性的概念。”“由于‘準(zhǔn)確度’是一個(gè)定性的概念,不應(yīng)該將它用數(shù)字定量表示。”——D.1.1.1
    2 “一般說(shuō)來(lái),測(cè)量的誤差是不知道的,因?yàn)楸粶y(cè)量的值是未知的。”——D.1.1.4

1.2  真值是什么
    近幾十年關(guān)于精度的爭(zhēng)論,真值的概念是焦點(diǎn)。在討論精度概念時(shí),我們首先討論真值概念。先引述通常說(shuō)法[1]:
    “通常一個(gè)物理量的真值是不知道的,我們需要去測(cè)定它,但嚴(yán)格來(lái)講,由于測(cè)量?jī)x器,測(cè)量方法,環(huán)境,人的觀察力,測(cè)量的程序,都不能做到完美無(wú)缺,故真值是無(wú)法測(cè)得的。為了使真值這一名詞不致太玄虛,我們這樣來(lái)定義實(shí)驗(yàn)科學(xué)中的真值:設(shè)在測(cè)量中觀察的次數(shù)為無(wú)限多,則根據(jù)誤差分布定律,正負(fù)誤差出現(xiàn)的幾率相等,故將各觀察值相加,加以平均時(shí),在無(wú)系統(tǒng)誤差情況下,可能獲得極近于真值的數(shù)值。故真值是指觀察次數(shù)無(wú)限多時(shí),求得的平均值。”
    經(jīng)典的真值觀,承認(rèn)真值是客觀的,是可以通過測(cè)量手段的逐漸完善而逐漸逼近的。但說(shuō)真值玄虛,是不妥當(dāng)?shù)模徽嬷稻褪菍?shí)際值。
    “不確定度”理論(下稱不確定度論)對(duì)真值持否定態(tài)度。不是改善對(duì)真值的表述,而是利用真值表述的缺點(diǎn)來(lái)從根本上否定認(rèn)識(shí)真值的可能性。這種否定真值的觀點(diǎn)又導(dǎo)致否定誤差,否定準(zhǔn)確度,即否定測(cè)量學(xué)與計(jì)量學(xué)的基本核心。不確定度論的基本觀念是不對(duì)的。
    這里為真值正名。以下兩段話,第一段是許多人的共識(shí),第二段也容易理解。
    真值是什么?真值就是物理量的實(shí)際值。真值的概念是相對(duì)于測(cè)得值提出的。受認(rèn)識(shí)能力與量具水平的限制,物理量的測(cè)得值與實(shí)際值有差別。這個(gè)差別稱測(cè)量誤差。當(dāng)測(cè)量誤差逐漸減小時(shí),測(cè)得值逐漸接近真值。真值是可以認(rèn)識(shí)的,是可以測(cè)量的。
    人們的實(shí)際需要,是知道相對(duì)真值。在人們生活、生產(chǎn)、交換、科學(xué)研究的實(shí)踐中,具體的處理對(duì)象不同,對(duì)測(cè)量精度的要求不同。當(dāng)測(cè)量誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我們所要求的誤差范圍時(shí),測(cè)得值就是真值。被測(cè)物理量通常是變化的,若測(cè)量?jī)x器的誤差已遠(yuǎn)小于物理量的變化量,則測(cè)得值各個(gè)是真值。
1.3 怎樣逼近真值
    1 增加測(cè)量次數(shù)
    經(jīng)典真值說(shuō)認(rèn)為:在無(wú)系統(tǒng)誤差的條件下,測(cè)量次數(shù)無(wú)限多,得真值。
    評(píng):經(jīng)典測(cè)量理論承認(rèn)有真值,基本觀點(diǎn)是正確的。說(shuō)法不完備,要改進(jìn)。經(jīng)典理論所做的兩個(gè)假定,都是難以實(shí)現(xiàn)的。需知,儀器是分等級(jí)的,用很粗的測(cè)量?jī)x器,每次測(cè)量讀數(shù)都一樣,測(cè)量許多次,有什么意思。儀器的精度越高,分辨力越高,多次測(cè)量才有意義,但多次測(cè)量只能減小隨機(jī)誤差,由于系統(tǒng)誤差的存在,測(cè)量次數(shù)再多,也得不到真值。所假設(shè)的無(wú)系統(tǒng)誤差的條件,是難以達(dá)到的。用“測(cè)量次數(shù)無(wú)限增多”來(lái)定義真值,容易引起誤解。
    增加測(cè)量次數(shù),減小隨機(jī)誤差,對(duì)減小測(cè)得值與真值的差距有益,但這僅能減小一部分差距,遠(yuǎn)不能消除差距。恰當(dāng)?shù)恼f(shuō)法是增加測(cè)量次數(shù)有利于接近真值。
    2 逐漸提高測(cè)量精度
    真值是客觀存在,真值就是實(shí)際值。不斷提高測(cè)量?jī)x器的精度,即不斷減小系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差,測(cè)得值便逐漸接近真值。當(dāng)測(cè)量?jī)x器誤差小到遠(yuǎn)小于被測(cè)量的量值的自身的變化量時(shí),測(cè)量誤差可略,這時(shí)測(cè)得值各個(gè)是真值。
    3 找高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)
    計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是量值的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是分等級(jí)的。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)大多數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)器,如長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)量塊,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)砝碼,頻率標(biāo)準(zhǔn)晶振、原子鐘等。
    判斷一臺(tái)測(cè)量?jī)x器誤差大小,一個(gè)常用又方便的方法是用這臺(tái)儀器去測(cè)量比它精度檔次高的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的誤差可略,測(cè)得值與標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱值(或認(rèn)定值)之差,就是該測(cè)量?jī)x器的誤差。請(qǐng)注意,標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱值是當(dāng)真值用的。
    一般人,找真值的一個(gè)方法是到各級(jí)計(jì)量部門去。國(guó)家用大量人力物力,建立了各專業(yè)、各類別的標(biāo)準(zhǔn),還有最高的標(biāo)準(zhǔn)——基準(zhǔn)。基準(zhǔn)和各級(jí)別標(biāo)準(zhǔn),就是各級(jí)別的真值。可惜計(jì)量部門的人并非都知道自己工作的本質(zhì)就是建立、保管、應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn)——在不同檔次或不同等級(jí)上的真值。否定真值,還不是否定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),否定整個(gè)計(jì)量體系?不確定度論者口口聲聲說(shuō)靠測(cè)量結(jié)果評(píng)定測(cè)量質(zhì)量,其實(shí)這只能算出數(shù)據(jù)的分散性,而儀器的系統(tǒng)誤差只能靠計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)判定。脫離了計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),不確定度還有什么意義可言?
我國(guó)統(tǒng)一計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的歷史,十分悠久,始于公元前三世紀(jì)的秦朝。
1.4 從誤差角度看真值
    正常的邏輯是有真值,有測(cè)得值,測(cè)得值與真值之差是誤差,誤差范圍表征準(zhǔn)確度。真值——測(cè)得值——誤差——準(zhǔn)確度,這是個(gè)認(rèn)識(shí)鏈。用儀器測(cè)量一個(gè)被測(cè)量,得到測(cè)得值(通常是多個(gè)示值的平均值)。環(huán)繞測(cè)得值加誤差范圍,便確定了真值的存在區(qū)域。理論討論中,我們以真值為中心,加誤差范圍,確定測(cè)得值的范圍;實(shí)際測(cè)量中反過來(lái),以測(cè)得值為中心,加誤差范圍,確定真值的存在范圍。誤差范圍由系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合而成。減小系統(tǒng)誤差、提高分辨力、減小隨機(jī)誤差,這些是提高測(cè)量?jī)x器精度水平的主要任務(wù)。
    否定真值,必然否定誤差,這就否定了整個(gè)認(rèn)識(shí)鏈。這個(gè)認(rèn)識(shí)鏈的核心是真值。如果說(shuō)真值是不可知的量(導(dǎo)則附錄D),是不可認(rèn)識(shí)的,怎能還去測(cè)量?
1.5 從量值變化角度看真值
    發(fā)展變化是物質(zhì)的特性之一。一切都在變,只是變化有大小。健康人有較恒定的體溫。醫(yī)生用體溫計(jì)給患者量體溫,現(xiàn)在用的水銀體溫計(jì),測(cè)量精度約0.2攝氏度,對(duì)了解人的體溫高低與體溫變化來(lái)說(shuō),精度足夠。測(cè)量體溫,升高2攝氏度,顯然是人體溫的真實(shí)變化。也就是說(shuō),醫(yī)生測(cè)得的體溫值是實(shí)際值,是真值。按檢定周期檢定過的體溫計(jì),誤差可略。
物質(zhì)的變化性,決定許多現(xiàn)代的測(cè)量的性質(zhì)不是常規(guī)測(cè)量而是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。而且隨著技術(shù)的發(fā)展,隨著測(cè)量?jī)x器精度的提高與精密儀器的普及,在整個(gè)測(cè)量領(lǐng)域中,統(tǒng)計(jì)測(cè)量的比重,將越來(lái)越高。在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,測(cè)量?jī)x器誤差遠(yuǎn)小于被測(cè)量的變化。這種變化可能是量值隨時(shí)間的變化,如人體的溫度,如測(cè)量頻率時(shí)的頻率值;也可能是個(gè)體之間的差別,如加工出的一個(gè)個(gè)零件,或被檢測(cè)的一袋袋面粉。由于測(cè)量誤差可略,測(cè)得值個(gè)個(gè)是真值。
1.6 從物理學(xué)定律看真值。
    奠定近代科學(xué)基礎(chǔ)的物理定律,大都體現(xiàn)為物理公式,即物理量間的關(guān)系式。如力學(xué)中的牛頓第二定律,力等于質(zhì)量乘加速度,這里的力、質(zhì)量、加速度,都是物理量的實(shí)際值,即物理量的真值。在牛頓那個(gè)時(shí)代,測(cè)量精度并不高。一個(gè)必然的認(rèn)識(shí)過程是忽略測(cè)量誤差,這樣才能抓住物理本質(zhì),建立物理量值間的關(guān)系,即真值之間的關(guān)系。
    通過實(shí)驗(yàn)而獲得測(cè)得值。不重視測(cè)得值就是不重視實(shí)驗(yàn),就沒有研究的根據(jù);重視測(cè)得值又不拘泥于測(cè)得值,才能建立物理量的關(guān)系式,即物理公式。
    物理定律、物理公式超脫測(cè)量誤差,所用物理量的值,都是真值。于是,我們可以說(shuō):就我們所面對(duì)的問題來(lái)說(shuō),誤差可略的值是真值。
    否定真值的不確定度論者,實(shí)在太大意了,他們否定真值,實(shí)際上是在否定一切物理公式;其實(shí),真值不可否定,被否定的只能是真值否定論本身。
1.7 真值的哲學(xué)
    1 相對(duì)與絕對(duì)
    在討論真值的相對(duì)性與絕對(duì)性的時(shí)候,我們類比聯(lián)想到絕對(duì)真理與相對(duì)真理。
    真值就是客觀量值。客觀量值是客觀存在,這是真值的絕對(duì)性;我們現(xiàn)實(shí)的測(cè)量?jī)x器精度有限,我們得到的測(cè)得值與客觀值有差別,我們用誤差范圍小的測(cè)得值來(lái)代表真值,這是真值的相對(duì)性。誤差可略的測(cè)得值是真值,是相對(duì)真值;復(fù)現(xiàn)計(jì)量單位定義的計(jì)量基準(zhǔn)也是相對(duì)真值,只不過在一定歷史時(shí)期中,它最接近絕對(duì)真值。作為質(zhì)量基準(zhǔn)的千克原器的質(zhì)量,符合計(jì)量單位的定義,似乎是絕對(duì)真值了,但這樣認(rèn)識(shí)不好,一旦“絕對(duì)”就限制發(fā)展。人們正尋求自然質(zhì)量基準(zhǔn),而不會(huì)永遠(yuǎn)用那個(gè)千克原器,因?yàn)樗凶兓忠讚p。
    2 共性與個(gè)性
    計(jì)量學(xué)考慮問題,常常從量值這個(gè)角度看問題。這是一種抽象,略去具體對(duì)象,只論某項(xiàng)量值,這是廣義量,表現(xiàn)的是量的共性。長(zhǎng)度一米就是幾何量一米,不再顧及這是倉(cāng)庫(kù)鋼棍下料時(shí)量的一米,還是量加工好的軸長(zhǎng)的一米,還是量大型電動(dòng)機(jī)主軸的直徑的一米。
    實(shí)際測(cè)量的對(duì)象是具體的,是一種種物件,一個(gè)個(gè)物件,具體的量是特定的量,狹義的量,這體現(xiàn)量的個(gè)性。測(cè)量特定量的精度要求各不相同。木工測(cè)量,米尺已夠用。下料工用米尺就行,要留出些加工多余量。量軸徑用游標(biāo)卡尺;而量精密機(jī)件,要用螺旋測(cè)微器。人們?cè)诠ぷ髦袑?duì)精度的要求,是夠用,要講成本,不必太苛刻。
    在測(cè)量的實(shí)踐中,面對(duì)的是具體的狹義的量,重要的是量的個(gè)性;在測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)計(jì)量上,是用廣義的量,不管測(cè)量什么物件的尺,都可用量塊去校驗(yàn),去計(jì)量。
    在討論測(cè)量理論時(shí),應(yīng)注意區(qū)分個(gè)性與共性。不同的測(cè)量要求不同的精度,測(cè)量問題主要體現(xiàn)量值的個(gè)性問題,涉及的真值是低檔次的相對(duì)真值;計(jì)量體系的建立,主要體現(xiàn)量值的共性問題,涉及的真值是檔次逐級(jí)提高、并逼近絕對(duì)真值的相對(duì)真值。
    3 一般與特殊
    我們考慮問題,應(yīng)注意一般與特殊的關(guān)系。不能泛泛論廣義量,只顧量值基準(zhǔn)那個(gè)頂尖的問題;要注意特定量,注意全社會(huì)測(cè)量實(shí)踐的廣大領(lǐng)域。
    測(cè)量學(xué)的理論是基礎(chǔ)性的理論,公眾的理論;計(jì)量是法制性的測(cè)量,計(jì)量立法要大家遵守,計(jì)量是大眾的事,不該只考慮少數(shù)研究基準(zhǔn)的人。
    否定真值的這股風(fēng),可能受量子論的影響。研究基準(zhǔn)的人在研究基準(zhǔn)時(shí)可能遇到深入到微觀世界的問題,即小于原子大小的層次。這在整個(gè)測(cè)量與計(jì)量界是極特殊的問題。比如說(shuō)家屋的墻,大家都承認(rèn)鋼筋混凝土墻是堅(jiān)固密實(shí)的,不僅賊鉆不進(jìn),而且風(fēng)也吹不進(jìn),雨也打不進(jìn)。何必從原子大小的層次上論述混凝土墻體是空曠的空間呢?須知,人們對(duì)墻的密實(shí)程度的要求是防風(fēng)雨,而用不著談哪種基本粒子可以穿行。
    量子效應(yīng)的問題,是在基準(zhǔn)研究中可能遇到的問題。可作為特殊問題處理。人們生活在宏觀世界中,除基準(zhǔn)與少數(shù)特例外,都是宏觀問題。在量值的宏觀變化遠(yuǎn)大于量子效應(yīng)時(shí),著眼點(diǎn)該是宏觀現(xiàn)象,宏觀規(guī)律。

2 偏差論
2.1誤差
    真值是經(jīng)典測(cè)量理論的核心。但經(jīng)典測(cè)量理論的主要內(nèi)容卻是誤差理論。
    誤差一詞是從外文(error)翻譯來(lái)的,這個(gè)名字起得不好,容易被理解為錯(cuò)誤與差錯(cuò)。其實(shí),誤差是測(cè)得值與真值的差別,既不是錯(cuò)誤,也不是差錯(cuò),而是認(rèn)識(shí)(測(cè)得值)與客觀(實(shí)際值)的差距。錯(cuò)誤、差錯(cuò)是可以避免的,但測(cè)量問題上的主觀認(rèn)識(shí)與客觀存在的差距,可以逐漸縮小,但不能避免,也就是說(shuō)誤差是一種必然存在。叫偏差(或稱“識(shí)差”)好些,可以避免誤會(huì)。但誤差一詞已在測(cè)量學(xué)與計(jì)量學(xué)領(lǐng)域流行多年,特別是如今不確定度論正在從內(nèi)容上否定真值,否定誤差,我們當(dāng)前的任務(wù)是為真值正名,為誤差平反,名稱的事可暫時(shí)放一放。我們?nèi)园慈倌陙?lái)的老習(xí)慣來(lái)理解并使用誤差一詞。
    古典的測(cè)量只限于常規(guī)測(cè)量,誤差一詞用于常規(guī)測(cè)量。
常規(guī)測(cè)量的誤差是測(cè)得值與真值之差。測(cè)得值有很多個(gè),設(shè)為N個(gè),依測(cè)量時(shí)刻而分立。用測(cè)得值的平均值來(lái)代表真值。平均值的數(shù)學(xué)期望稱期望值,期望值與真值之差是系統(tǒng)誤差,測(cè)得值與期望值之差是隨機(jī)誤差。用    (平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差)的k倍(通常取3倍)來(lái)表征隨機(jī)誤差范圍。系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差范圍,合成為誤差范圍。用誤差范圍表征準(zhǔn)確度。
2.2 偏差
    現(xiàn)代測(cè)量,大部分是統(tǒng)計(jì)測(cè)量。測(cè)量誤差可略,考察的是量值對(duì)標(biāo)稱值之差。
    在統(tǒng)計(jì)測(cè)量中,量值(測(cè)得值)與標(biāo)稱值(包括目標(biāo)值,下同)之差稱偏差(或稱“變差”)。設(shè)測(cè)得值有N個(gè),可能依空間而分立(多件);也可能依時(shí)間而分立(量值變化)。測(cè)得值的數(shù)學(xué)期望稱期望值,期望值與標(biāo)稱值之差是系統(tǒng)偏差,測(cè)得值與期望值之差是隨機(jī)偏差。用σ(單個(gè)測(cè)得值的標(biāo)準(zhǔn)偏差)的k倍(通常取3倍)來(lái)表征量值的隨機(jī)偏差范圍。系統(tǒng)偏差與隨機(jī)偏差范圍,合成為偏差范圍。用偏差范圍表征準(zhǔn)確度。
統(tǒng)計(jì)測(cè)量的“誤差可略”一語(yǔ),是要求測(cè)量?jī)x器的誤差遠(yuǎn)小于偏差量,因而,統(tǒng)計(jì)測(cè)量不是不講究誤差,而是要求更高一層,不僅講究,而且要小到可略。因此,統(tǒng)計(jì)測(cè)量的基礎(chǔ)是誤差可略的常規(guī)測(cè)量。

2.3 誤差范圍和偏差范圍
誤差和偏差這兩個(gè)詞,稱說(shuō)中,應(yīng)用中,都有兩層含義。
    誤差定義為測(cè)得值減真值。這個(gè)定義只在教科書開始講誤差理論時(shí)用,或者說(shuō)這個(gè)定義是誤差理論的必要的邏輯基礎(chǔ),在測(cè)量與計(jì)量的大量應(yīng)用中,在對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量?jī)x器指標(biāo)的稱說(shuō)中,說(shuō)誤差,實(shí)際指的是誤差范圍。測(cè)得值是個(gè)群體。測(cè)量理論中測(cè)量采樣數(shù)N必須是很大的數(shù),應(yīng)大于10。有了這N個(gè)采樣值,算進(jìn)行了一次測(cè)量。由這N個(gè)采樣值,求其平均值,以代表被測(cè)量;由這N個(gè)值,算出單值標(biāo)準(zhǔn)誤差σ,再除以N的平方根,得出平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差    ; 3     是隨機(jī)誤差范圍,在加上系統(tǒng)誤差范圍,才是誤差范圍。準(zhǔn)確度是誤差范圍的另一種稱說(shuō)方法。誤差范圍又常常簡(jiǎn)稱為誤差。近代科學(xué)、近代工業(yè),用真值、誤差、誤差范圍、準(zhǔn)確度,思路是正確的。
一提誤差就說(shuō)是可整可負(fù),或者將兩臺(tái)測(cè)量?jī)x器的誤差相減,都是對(duì)誤差理論理解上的初級(jí)錯(cuò)誤。現(xiàn)代的某些理論家,不確定度論的提出者,竟用對(duì)誤差理論的錯(cuò)誤理解去攻擊誤差理論,是不對(duì)的。
    大量的統(tǒng)計(jì)測(cè)量的出現(xiàn),使得對(duì)偏差的討論成為迫切的需要。阿侖方差是一個(gè)重要進(jìn)展。偏差是量值本身引起的,因此用單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。3σ是單值的隨機(jī)偏差范圍。注意不能用3    。偏差定義為量值減標(biāo)稱值,是討論的必要的出發(fā)點(diǎn),但通常稱說(shuō)的偏差,指的是偏差范圍。
時(shí)代不同了,科學(xué)發(fā)展了,技術(shù)發(fā)展了,測(cè)量理論也要發(fā)展,這是毫無(wú)疑義的;但是,怎樣發(fā)展,卻有不同的路。不確定度論陷入了歧途,應(yīng)該撥亂反正了。

3 不確定度論置疑   
3.1 什么是不確定度?
    國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的“測(cè)量不確定度導(dǎo)則ISO:1993(E)”[2]載
“(測(cè)量)不確定度
    與測(cè)量結(jié)果相關(guān)的參數(shù),表征合理賦予的被測(cè)量之值的分散性。”  
    國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)“測(cè)量不確定度導(dǎo)則” 篇幅很長(zhǎng),以下簡(jiǎn)稱為不確定度論。
3.2 不確定度論的問題
    1基本定義亂變
    在不確定度論的發(fā)展史上,各次對(duì)“不確定度”的定義有兩類:
    A 由測(cè)量結(jié)果給出的被測(cè)量的估計(jì)值中可能誤差的量度。
B 表征被測(cè)量的真值所處的量值范圍的評(píng)定。(VIM,1984,3.09條。)
C  VIM第二版(1993)3.9項(xiàng)
uncertainty (of measurement)  – parameter, associated with the result of a measurement, that characterizes the dispersion of the values that could reasonably be attributed to the measurand.
    葉譯:與測(cè)量結(jié)果相關(guān)的參數(shù),表示合理賦予的被測(cè)量之值的分散性(以上三點(diǎn)見參考文獻(xiàn)[1])。
    本文譯:與測(cè)量結(jié)果相關(guān)的參量,它表征量值的分散性,這個(gè)分散性可以合理地歸因于被測(cè)量。
    D  VIM第三版(2004)2.11項(xiàng)(網(wǎng)上資料)
uncertainty
parameter that characterizes the dispersion of the quantity values that are being attributed
to a measurand, based on the information used
   
    譯文:不確定度是個(gè)參量,它表征量值的分散性,此分散性基于所應(yīng)用的信息而被歸因于被測(cè)量。
定義A 、B屬一類。定義A講誤差范圍,定義B講真值所處的量值范圍,都沒離開誤差、真值這些測(cè)量學(xué)的基本概念。一時(shí)曾接受不確定度論的一些人,大概與此二定義有關(guān)。C、D是現(xiàn)行定義,它顯然與前兩種定義本質(zhì)不同,分散性與不準(zhǔn)確性是截然不同的,怎能說(shuō)前后一樣?

    2基本公式錯(cuò)誤
不確定度的計(jì)算[3]中都用    ,即用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差,而不用單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,是基本概念的錯(cuò)誤。既然不確定度的基本定義已說(shuō)明它是量值的變化所引起,量值變化是客觀存在,只能用單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ,σ不能除以N的平方根。這是混淆常規(guī)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)測(cè)量的結(jié)果。
    被測(cè)量變化遠(yuǎn)小于測(cè)量?jī)x器誤差的情況,是經(jīng)典測(cè)量問題,考察的是測(cè)量的誤差,即測(cè)得值與被測(cè)量實(shí)際值的差別;被測(cè)量的變化量遠(yuǎn)大于測(cè)量誤差的情況,是統(tǒng)計(jì)測(cè)量問題,測(cè)得值就是實(shí)際值,考察的是被測(cè)量的變化情況。經(jīng)典測(cè)量問題的著眼點(diǎn)是認(rèn)識(shí)同實(shí)際的關(guān)系,對(duì)測(cè)得值求平均,以減小認(rèn)識(shí)的偏差(誤差),故表達(dá)時(shí)用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差;統(tǒng)計(jì)測(cè)量的著眼點(diǎn)是量值的變化,表征時(shí)必須是單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
上述關(guān)系,在不確定度論中全混淆了。把分散性歸因于被測(cè)量,卻用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差公式,這是不對(duì)的。應(yīng)知,取平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差這種操作,只能用于分散性是測(cè)量?jī)x器引起的這類常規(guī)測(cè)量上;既然認(rèn)為分散性歸因于被測(cè)量,已是統(tǒng)計(jì)問題,再用平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差,則抹殺了量的變化,掩蓋了量值的分散性。
    還應(yīng)指出,不確定度的表達(dá)方法中,所謂A類評(píng)定B類評(píng)定,都使用貝塞爾公式。需知,貝塞爾公式成立是有前提的。有數(shù)學(xué)期望才有貝塞爾公式。發(fā)散型統(tǒng)計(jì)測(cè)量不能用貝塞爾公式。不承認(rèn)真值,不承認(rèn)數(shù)學(xué)期望,只著眼分散性的不確定度論,基本公式竟照搬前提不同的貝塞爾公式,是前提性錯(cuò)誤。不確定度論比阿侖方差理論退步多了。
    3 否定真值
    不確定度論的基礎(chǔ)思想是否定真值。否定真值就是否定客觀,這就否定了認(rèn)識(shí)(測(cè)得值)的客觀標(biāo)準(zhǔn)。于是就否定了認(rèn)識(shí)與客觀存在的差別(誤差),也就否定了準(zhǔn)確度(誤差范圍)。測(cè)量學(xué)就是研究如何得到真值的學(xué)問,否定真值的可認(rèn)識(shí)性,也就否定了測(cè)量學(xué)自身。計(jì)量學(xué)的核心是計(jì)量單位制,計(jì)量學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)是體現(xiàn)單位制的基準(zhǔn)和代表基準(zhǔn)工作的各等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。各種標(biāo)準(zhǔn)的量值,就是各種層次的相對(duì)真值;否定真值,也就否定了計(jì)量。
    4 單講分散性
不確定度論的主要內(nèi)容是“分散性”。拋棄真值(實(shí)際值)、誤差(偏差)、準(zhǔn)確度(誤差或偏差的范圍)這些測(cè)量與計(jì)量的基本要素,單講分散性,這對(duì)測(cè)量與計(jì)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。舉個(gè)形象的例子,一個(gè)射手的射擊,彈著點(diǎn)分散不好;但如果打了一百槍,都射在靶子的一個(gè)角上,“不分散性”是很好,但不符合射擊要求。只有彈著點(diǎn)集中于靶心,既集中又準(zhǔn),才是好成績(jī)。
    5 抹煞系統(tǒng)誤差
    不確定度論開始就稱“系統(tǒng)誤差修正后,仍有不確定性”,這實(shí)際上是把已經(jīng)修正系統(tǒng)誤差當(dāng)作了討論測(cè)量問題的前提,這是非常不妥當(dāng)?shù)摹2还苁菧y(cè)量還是計(jì)量,系統(tǒng)誤差在絕大多數(shù)情況下都是測(cè)量問題的主要內(nèi)容,把重要的系統(tǒng)誤差輕輕抹煞,這等于偷換測(cè)量的概念。不確定度論應(yīng)聲明:不考慮系統(tǒng)誤差時(shí)才適用,于是一下把應(yīng)用場(chǎng)合縮小了百十倍。
    系統(tǒng)誤差,在測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)中是基本問題。分析系統(tǒng)誤差、減小系統(tǒng)誤差是測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)的基本任務(wù)。測(cè)量?jī)x器性能的提高主要是系統(tǒng)誤差的縮小。如此重要內(nèi)容,怎能漫不經(jīng)心地舍棄?抹煞系統(tǒng)誤差,對(duì)測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)思想將造成極壞的影響。
    6無(wú)法測(cè)定測(cè)量?jī)x器指標(biāo)
    測(cè)量精度分析的一類重要場(chǎng)合是分析測(cè)量?jī)x器的誤差范圍,確定測(cè)量?jī)x器的精度指標(biāo)。當(dāng)測(cè)量結(jié)果偏差范圍由測(cè)量?jī)x器誤差與被測(cè)量的變化來(lái)共同決定時(shí),必須用孤立法,分開兩項(xiàng),才能區(qū)分各自的作用。常規(guī)的做法,用一量值標(biāo)準(zhǔn),被測(cè)量?jī)x器測(cè),測(cè)得值與標(biāo)準(zhǔn)值之差,即儀器誤差。
    用不確定度的定義,測(cè)量不確定度已合理地歸因于被測(cè)量了,沒有測(cè)量?jī)x器表現(xiàn)的余地,還怎樣檢定測(cè)量?jī)x器?
    7錯(cuò)誤地用阿侖方差表征頻率的總指標(biāo)
    指導(dǎo)書稱:頻率測(cè)量用阿侖方差表達(dá)指標(biāo)。這種用阿侖方差表達(dá)頻率的總體特性,即包括穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性的做法,完全錯(cuò)位,可能低估偏差范圍幾個(gè)量級(jí)。阿侖方差是表征頻率穩(wěn)定度的,而且是必須指明采樣時(shí)間。采樣時(shí)間為1毫秒的穩(wěn)定度與采樣時(shí)間為10秒的穩(wěn)定度可能相差上千倍,將其用于不確定度表達(dá),該用那一個(gè)?一個(gè)很普通的晶振,按阿侖方差表達(dá)的秒級(jí)短穩(wěn),也在10-11上下,按不確定度的規(guī)定,說(shuō)此晶振偏差范圍是10-11,這豈不成了笑話?普通晶振的日老化率一般在10-8左右,此晶振的頻率100天后可能變化10-6,比不確定度論的估計(jì)大十萬(wàn)倍。不確定度論如此夸張產(chǎn)品性能,怎能行得通?
    8適用范圍忽大忽小
    ISO導(dǎo)則(1993年)適用范圍第一項(xiàng)就是實(shí)施生產(chǎn)中的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證;美國(guó)NIST(國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)研究院)技術(shù)注釋(1994)則無(wú)此項(xiàng);中國(guó)葉書[2]第一章講,不確定度適用于生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證,而第五章又說(shuō)確定一般產(chǎn)品的指標(biāo)時(shí),可使用‘最大允許誤差’或‘允許誤差限’。
看來(lái),在生產(chǎn)中不該也無(wú)法用“不確定度”,美國(guó)NIST專家(提出不確定度論)與宣傳不確定度論的中國(guó)專家都意識(shí)到了。
    測(cè)量與計(jì)量的最大、最基本的應(yīng)用處是生產(chǎn)領(lǐng)域、交換領(lǐng)域、建筑工程領(lǐng)域和人們的日常生活。不確定度論對(duì)這四大領(lǐng)域都不能用。不確定度對(duì)極少數(shù)人(例如研究基準(zhǔn)、測(cè)定基本物理常數(shù)的專家)用用無(wú)妨;但在通常的各個(gè)領(lǐng)域中,對(duì)于各類測(cè)量?jī)x器與測(cè)量工具,對(duì)除基準(zhǔn)以外的各級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際需要的是準(zhǔn)確度。實(shí)踐的需要、歷史的傳統(tǒng)、乃至千百萬(wàn)人的習(xí)慣,豈可漠視。
    對(duì)不確定度的適用范圍,“導(dǎo)則”也似乎說(shuō)不準(zhǔn)。 “雖然本導(dǎo)則提供了評(píng)定不確定度的框架,但不能代替周密的思考、理智的誠(chéng)實(shí)、和專業(yè)的技巧”。國(guó)際組織自己說(shuō)不準(zhǔn),怎讓人家用?
    9 出爾反爾,邏輯混亂
在“導(dǎo)則”中,否定真值又用真值,否定誤差又用誤差,否定準(zhǔn)確度又用準(zhǔn)確度。這表明,真值、誤差、準(zhǔn)確度是測(cè)量學(xué)的要素,一旦討論測(cè)量問題,這些概念割也割不斷,拋也拋不開。
    10 夸張指標(biāo)
    不確定度論,只論作為測(cè)量中的一小部分的“分散性”,而忽略了測(cè)量、計(jì)量中的根本問題即準(zhǔn)確性問題、系統(tǒng)誤差問題。夸張測(cè)量?jī)x器指標(biāo),勢(shì)必高估產(chǎn)品性能,次品充優(yōu),劣貨過關(guān),大大降低產(chǎn)品質(zhì)量水平。
    綜上所述,本文認(rèn)為不確定度論的基本觀點(diǎn)是不正確的。
    我國(guó)自從推廣使用不確定度以來(lái),受到一部分人的抵制。或說(shuō),我國(guó)改革開放,與國(guó)際接軌是大勢(shì)所趨,ISO等7大國(guó)際組織的指導(dǎo)書應(yīng)該照辦。改革開放,與國(guó)際接軌,都是非常正確的。但無(wú)論何時(shí)何事,盲從是不行的。要有鑒別,要有明確的是非觀念。
    我們?cè)倏纯磭?guó)外情況。
    在“不確定度”理論的提出國(guó)美國(guó),基本文件(NIST TN 1297)并沒要求“不確定度”用于生產(chǎn)。美國(guó)人對(duì)特殊問題(精密測(cè)量)提出些看法,國(guó)際組織竟當(dāng)普遍規(guī)則推廣。
美國(guó)以生產(chǎn)精密測(cè)量?jī)x器著稱的HP公司,直到2004年,儀器樣本還是用“準(zhǔn)確度”(accuracy ),而不用“不確定度”(uncertainty )。美國(guó)人的主張,在美國(guó)的生產(chǎn)領(lǐng)域不能貫徹,從一個(gè)角度說(shuō)明這套主張脫離實(shí)際。盡管“不確定度”夸張指標(biāo),有利于生產(chǎn)廠家,但該公司并未隨大溜。

3.3 不確定度論的思路
不確定度論問題很多。細(xì)細(xì)琢磨不確定度論的發(fā)展過程,特別是字斟句酌地研究歷史上出現(xiàn)的四個(gè)不確定度定義,大致可以悟出不合理的不確定度論,卻有其合理的產(chǎn)生根源。我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到一個(gè)事實(shí):精密測(cè)量?jī)x器的發(fā)展,大量統(tǒng)計(jì)測(cè)量的出現(xiàn),沖擊著經(jīng)典測(cè)量觀念和經(jīng)典測(cè)量理論。客觀的需要,推動(dòng)理論的發(fā)展。阿侖方差是一個(gè)發(fā)展,也出了點(diǎn)錯(cuò),但成績(jī)是主要的。不確定度論也是這個(gè)大歷史背景下的產(chǎn)物,只是走了彎路。
    前述定義A,“可能誤差的量度”,定義B,“真值所處量值范圍的評(píng)定”,都圍繞測(cè)量的基本問題,或誤差,或真值;定義C、定義D則變?yōu)椤胺稚⑿浴薄W⒁馐恰皻w因于被測(cè)量” 的分散性。可見,前者著眼于常規(guī)測(cè)量,后者則著眼于統(tǒng)計(jì)測(cè)量。沒有認(rèn)識(shí)到常規(guī)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)測(cè)量的區(qū)分,籠統(tǒng)地表征二者,也就產(chǎn)生了對(duì)二者哪個(gè)都不恰當(dāng)?shù)谋碚鳌?br /> 將經(jīng)典測(cè)量和統(tǒng)計(jì)測(cè)量區(qū)分開,認(rèn)清二者的區(qū)別和聯(lián)系,就不難解決測(cè)量與計(jì)量發(fā)展中出現(xiàn)的理論問題和實(shí)際需要。
3.4 不確定度論行不同
    不確定度論只講分散性,不講準(zhǔn)確性,在實(shí)踐上是不行不通的。試看幾個(gè)推理故事。
    1專家買大米
    一袋大米,標(biāo)稱值25kg,允差0.2kg。糧商用自家的秤稱。買主是推行“不確定度論”的A專家,為考察測(cè)量精度,要求糧商多測(cè)幾次。糧商測(cè)量10次,每個(gè)測(cè)得值不同,都是25kg上下,差不多。A專家一算,σ為0.06kg,很滿意。適逢計(jì)量檢查員到,查其秤砣,已挖損,偏小10%,由此,方才稱的一袋大米只有約22.5kg,少給2.5kg,嚴(yán)重違規(guī)。請(qǐng)問A專家:都用“不確定度”,還有交易的公平嗎?不法糧商的不法操作,您竟評(píng)優(yōu),合適嗎?
    2專家怎樣評(píng)加工質(zhì)量
    A專家在工廠訂貨,生產(chǎn)100根車軸。加工出的100根車軸軸徑都是10mm,偏差范圍為0.01mm。圖紙上軸徑標(biāo)度值是12mm±0.02mm,車工看錯(cuò)尺寸,每個(gè)軸軸徑都偏差2mm,檢驗(yàn)員判定不合格,而按專家宣傳的ISO“導(dǎo)則”,以不確定度衡量,車軸的加工質(zhì)量是很高的。請(qǐng)問專家,這批活,您還要嗎?機(jī)加工不講準(zhǔn)確度,而只講不確定度,行嗎?ISO“導(dǎo)則”竟要求在生產(chǎn)領(lǐng)域推行“不確定度”,那怎么行?
    3 專家怎樣評(píng)價(jià)石英鐘
    普通鐘表中廣泛應(yīng)用石英晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振),使得日常計(jì)時(shí)很準(zhǔn)確。
    我們大致估算一下計(jì)時(shí)精度。
    給定條件:晶振日老化率為3×10-8,頻率初始偏差1.0×10-6,初始時(shí)差0秒,晶振頻率秒穩(wěn)定度1.0×!0-11。問此石英鐘100天后所計(jì)時(shí)刻差多少?
    甲種時(shí)差計(jì)算為

                                                                        
           =1.0×10-6×100×86400+(3×10-8×1002)/2 = 8.6+13.0=22s
    乙種時(shí)差計(jì)算,按ISO的推薦書,要用阿侖方差表征晶振的指標(biāo),大概是
   
                  1.0×!0-11×86400×100=8.6×10-5s=0.086ms。

這種用阿侖方差表征晶振性能的做法,是不對(duì)的,也就是說(shuō),ISO指導(dǎo)書關(guān)于用阿侖方差來(lái)描述頻率源指標(biāo)之說(shuō),是不對(duì)的。采樣時(shí)間為1秒(或10ms)的頻率穩(wěn)定度,對(duì)晶振來(lái)說(shuō)是重要的,例如在多卜勒測(cè)速中,短穩(wěn)有重要應(yīng)用;但這只是晶振指標(biāo)的一小部分,晶振頻率的偏差、老化率,這些系統(tǒng)變化部分在許多應(yīng)用領(lǐng)域是不能不考慮的。
    總之,不確定度論,只講分散性,否定系統(tǒng)誤差與系統(tǒng)偏差,也就從根本上否定了測(cè)量學(xué)與計(jì)量學(xué)的主要部分,否定了計(jì)量工作本身。國(guó)際計(jì)量委員會(huì)否定自己的專業(yè),豈不怪哉。這筆糊涂帳,該清理了。

4 準(zhǔn)確度準(zhǔn)則
本文的基本思想是這樣一種認(rèn)識(shí)與主張:在測(cè)量與計(jì)量的絕大部分領(lǐng)域,即對(duì)常規(guī)測(cè)量、常規(guī)統(tǒng)計(jì)測(cè)量、一般發(fā)散型統(tǒng)計(jì)測(cè)量,都要講準(zhǔn)確度。
準(zhǔn)確度是測(cè)量學(xué)的一條基本準(zhǔn)則。
    常規(guī)測(cè)量有系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差范圍的綜合是誤差范圍,用誤差范圍來(lái)表征常規(guī)測(cè)量的準(zhǔn)確度。用各測(cè)得值的平均值來(lái)表征被測(cè)的量,計(jì)算隨機(jī)誤差范圍時(shí)用平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差(通常取3    )。  
    常規(guī)統(tǒng)計(jì)測(cè)量有標(biāo)稱值(目標(biāo)值)、量值、量值的期望值。測(cè)得值各個(gè)是實(shí)際值(真值),簡(jiǎn)稱量值。量值與標(biāo)稱值之差是偏差,量值與期望值之差是隨機(jī)偏差,期望值與目標(biāo)值之差是系統(tǒng)偏差,隨機(jī)偏差范圍與系統(tǒng)偏差的綜合是偏差范圍(隨機(jī)偏差范圍用3σ,且以各測(cè)得值的平均值代替期望值),用偏差范圍來(lái)表征常規(guī)統(tǒng)計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確度。
一般發(fā)散型統(tǒng)計(jì)測(cè)量,屬統(tǒng)計(jì)測(cè)量,測(cè)得值是實(shí)際值,測(cè)得值的不同是實(shí)際值的變化,由于存在發(fā)散困難,無(wú)數(shù)學(xué)期望。但實(shí)際值的變化仍可分為兩部分:系統(tǒng)性變化與隨機(jī)性變化。實(shí)際值對(duì)平均值之差是隨機(jī)偏差,平均值對(duì)目標(biāo)值之差是系統(tǒng)偏差。系統(tǒng)偏差與隨機(jī)偏差范圍的綜合是偏差范圍(隨機(jī)偏差范圍用3σ,且以各測(cè)得值的平均值取代期望值的地位,因無(wú)數(shù)學(xué)期望,不提期望值),用偏差范圍來(lái)表征一般發(fā)散型統(tǒng)計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確度。
    總之,三類測(cè)量:常規(guī)測(cè)量、常規(guī)統(tǒng)計(jì)測(cè)量、一般發(fā)散型統(tǒng)計(jì)測(cè)量都要講究準(zhǔn)確度。

5 使用與表征準(zhǔn)確度的幾種情況
1 常規(guī)測(cè)量  測(cè)量的目的是認(rèn)識(shí)被測(cè)量,量值變化可略。同要求的精度比,量值變化為高階小,儀器誤差為同階而較小。
1.A 一般測(cè)量者
    測(cè)量者根據(jù)測(cè)量精度的要求,選用滿足要求的測(cè)量?jī)x器。測(cè)量?jī)x器精度指標(biāo)由說(shuō)明書給出,并由計(jì)量部門檢定公證。測(cè)量者沒有必要也不可能去敲定儀器指標(biāo)。測(cè)量者根據(jù)說(shuō)明書與檢定證書來(lái)使用儀器。測(cè)量讀數(shù)3次,取平均值。讀數(shù)平均值(讀數(shù)不變時(shí),也可兩讀認(rèn)定)為測(cè)得值。表達(dá):測(cè)得值±儀器測(cè)量誤差范圍。后者可略,但需指明使用的儀器。
    1.B 測(cè)量?jī)x器精度指標(biāo)的制定者
確定測(cè)量?jī)x器的精度指標(biāo)是一項(xiàng)專門的業(yè)務(wù),不能要求每個(gè)測(cè)量者都去做這件事。測(cè)量?jī)x器指標(biāo)由設(shè)計(jì)者依誤差分析提出,并經(jīng)研制生產(chǎn)單位多方面驗(yàn)證敲定,計(jì)量部門檢定公證。
儀器設(shè)計(jì)的依據(jù)是物理、化學(xué)、機(jī)械等科學(xué)原理或效應(yīng)。誤差理論是分析測(cè)量?jī)x器精度的基本理論。列出測(cè)量公式;建立測(cè)得值函數(shù);求微分,得偏差與相對(duì)偏差。誤差因素應(yīng)包括:測(cè)得值函數(shù)所包括的參量的偏差或變化量;分辨力;指定工作條件下的環(huán)境因素影響。估計(jì)各種可能的因素的最不利的組合,由此估計(jì)的最大誤差范圍是準(zhǔn)確度。
測(cè)量?jī)x器的系統(tǒng)誤差是測(cè)量?jī)x器水平的標(biāo)志,減小系統(tǒng)誤差是測(cè)量?jī)x器設(shè)計(jì)的核心任務(wù)。
    分辨力是測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)。只有分辨得出,才能測(cè)量出。提高分辨力,是發(fā)展測(cè)量?jī)x器的基本任務(wù)之一。準(zhǔn)確度是指一個(gè)大的誤差范圍,其中一部分是系統(tǒng)誤差,一部分是隨機(jī)誤差,還有一小部分是分辨力。準(zhǔn)確度,是反話正說(shuō)。講準(zhǔn)確,求準(zhǔn)確,有什么不好。
    1.C計(jì)量者
計(jì)量部門的檢定是抽樣,個(gè)體是抽樣,項(xiàng)目也是抽樣。計(jì)量只判斷該儀器是否符合精度指標(biāo),并不負(fù)責(zé)界定儀器的誤差范圍。
    計(jì)量者除有被認(rèn)定的資格外,比一般人的主要優(yōu)勢(shì)是手頭有計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值對(duì)測(cè)量?jī)x器來(lái)說(shuō)就是真值,測(cè)得值與其差就是誤差。
    2 統(tǒng)計(jì)測(cè)量
    統(tǒng)計(jì)測(cè)量的目的包括三層意思:得知被測(cè)量的量值,得知被測(cè)量的變化,判明與目標(biāo)值(標(biāo)稱值)的差距。
統(tǒng)計(jì)測(cè)量的基本特征是被測(cè)量的變化不能忽略。被測(cè)量的變化是重點(diǎn)考察對(duì)象,因此要選用測(cè)量誤差范圍遠(yuǎn)小于被測(cè)量的變化量的測(cè)量?jī)x器。
    測(cè)得的每個(gè)值都是準(zhǔn)確的(測(cè)量?jī)x器的誤差可略),統(tǒng)計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確度指被測(cè)量的量值的準(zhǔn)確度,它等于量值的平均值與標(biāo)稱值(目標(biāo)值)之差,再迭加上3σ。注意,此處的σ是單個(gè)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差,可不是平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差,不得除以根號(hào)N。

    測(cè)量者應(yīng)知道測(cè)量?jī)x器指標(biāo)。但不能一般地要求每個(gè)測(cè)量者都去獨(dú)立地判別測(cè)量誤差。測(cè)量者不能評(píng)定測(cè)量誤差,是正常情況,不確定度論用這一點(diǎn)來(lái)否定經(jīng)典測(cè)量理論,是歪論。倒是經(jīng)典測(cè)量理論提供了測(cè)量者校驗(yàn)測(cè)量?jī)x器精度的可能:量值標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)真值,電子秤帶砝碼,千分尺帶量塊,便可隨時(shí)判斷測(cè)量?jī)x器是否失準(zhǔn)。
筆者從事頻率測(cè)量與計(jì)量工作二十年,正確性與權(quán)威性主要靠一個(gè)訣竅,這個(gè)訣竅就是時(shí)時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)測(cè)量?jī)x器。測(cè)量產(chǎn)品前,先測(cè)標(biāo)準(zhǔn);測(cè)量一批產(chǎn)品,要同時(shí)測(cè)量一件標(biāo)準(zhǔn)。有各檔次的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在身邊,就容易判別測(cè)量?jī)x器、被測(cè)量值的問題。這些測(cè)量?jī)x器,跨越4個(gè)量級(jí)的各類頻率計(jì),跨越6個(gè)量級(jí)的頻率源產(chǎn)品與頻率標(biāo)準(zhǔn),從各種晶振到銫原子頻標(biāo),還有我國(guó)及外國(guó)發(fā)布的原子時(shí)標(biāo)。各等標(biāo)準(zhǔn),層層真值,豈可否定。

參考文獻(xiàn)
[1] 馮師顏  誤差理論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理  科學(xué)出版社 1964
[2] 葉德培編  測(cè)量不確定度 國(guó)防工業(yè)出版社 1996年9月
附錄  測(cè)量不確定度導(dǎo)則  ISO:1993(E)
[3] Barry N. Taylor and Chris E. Kuyatt .  Guidelines for Evaluating and Expressing the Uncertainty of NIST Measurement Results .  NIST Technical Note 1297 1994 Edition
[4] ISO VIM (DGUIDE 99999) 網(wǎng)上資料

[ 本帖最后由 lzl_1972 于 2007-7-3 16:54 編輯 ]

評(píng)分

參與人數(shù) 1威望 +1 收起 理由
王剛 + 1 很有水平。

查看全部評(píng)分

2#
lymex 發(fā)表于 2007-6-26 20:46:09 | 只看該作者
好文,才看到。
雖然下載兩次都不成功,但在網(wǎng)上找到word原文,并看到幾個(gè)精彩評(píng)論。
提交人:shijinshun
日  期:2004年11月17 周三
語(yǔ)  言:Chinese
類  型:preprint
ID:1992


作為一個(gè)真值的著迷追求者,作為一個(gè)自認(rèn)為在國(guó)內(nèi)個(gè)人投入最多的真值追求者(民科?),我提三點(diǎn),不做解釋:
首先,有的時(shí)候真的沒有真值,即真值不是客觀存在的。
其次,即便真值真的存在,也是真的不可測(cè)量的,既真值的確永遠(yuǎn)不知道。
第三,真值是相對(duì)而言的。即只要測(cè)量的準(zhǔn)確度遠(yuǎn)高于你的需求,就是真值。
3#
飄逸狂想 發(fā)表于 2007-6-26 23:09:50 | 只看該作者

呵呵,歷史是驚人的相似

誰(shuí)說(shuō)測(cè)量不確定度否定真值的存在

我個(gè)人理解測(cè)量不確定度只是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),如果大家都執(zhí)行這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)即測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性就有了一個(gè)判別的基準(zhǔn)


接受了西方的誤差理論,并且成為習(xí)慣后,現(xiàn)在又突然接受西方的測(cè)量不確定度,是有點(diǎn)讓人不知道方向的,誰(shuí)讓你沒有制定標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)利呢,既然是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大家需要去習(xí)慣他,這樣就有了一個(gè)相互比較的基準(zhǔn)了


說(shuō)不定過幾年又有新的表示測(cè)量結(jié)果是否準(zhǔn)確的辦法,倒時(shí)候希望你不要抱著測(cè)量不確定度不放,成了衛(wèi)道夫

質(zhì)疑的內(nèi)容錯(cuò)的一塌糊涂


錯(cuò)誤的例子,錯(cuò)誤的論證,錯(cuò)誤的論點(diǎn)

另外真的質(zhì)疑就應(yīng)該去質(zhì)疑英文版,而不是翻譯過來(lái)的版本,因?yàn)榉g過來(lái)畢竟加了譯者的主觀臆斷,或者由于中文的詞匯中是千變?nèi)f化,不同人有不同的理解,這就是中文很難用來(lái)做科學(xué)的原因了,也很難出諾貝爾學(xué)家

[ 本帖最后由 lzl_1972 于 2007-7-3 17:02 編輯 ]

評(píng)分

參與人數(shù) 1金幣 +5 收起 理由
lzl_1972 + 5 認(rèn)同觀點(diǎn)

查看全部評(píng)分

4#
王剛 發(fā)表于 2007-6-27 07:48:49 | 只看該作者

回復(fù) #1 vandyke 的帖子

盡管質(zhì)疑未必完全認(rèn)同,不過敢提出質(zhì)疑本身就代表著質(zhì)疑者有一定的水平。
5#
床前明月光 發(fā)表于 2007-6-27 21:57:15 | 只看該作者
原帖由 lymex 于 2007-6-26 20:46 發(fā)表
好文,才看到。
雖然下載兩次都不成功,但在網(wǎng)上找到word原文,并看到幾個(gè)精彩評(píng)論。


俺也下載不了,網(wǎng)上word原文在哪兒呢?
6#
史錦順 發(fā)表于 2007-7-3 16:40:43 | 只看該作者

史錦順置疑文的出處

本人的“不確定度理論置疑”一文的原始網(wǎng)址是
http://www.qiji.cn/eprint/abs/1992.html
本人關(guān)于測(cè)量與計(jì)量的見解百余條,登載于奇跡文庫(kù)的物理學(xué).測(cè)量與儀器專欄,與計(jì)量論壇十分對(duì)口,歡迎版主轉(zhuǎn)載,歡迎同行討論辯論,對(duì)實(shí)質(zhì)性不同意見,將一一答辯。自由的學(xué)術(shù)討論,對(duì)科學(xué)發(fā)展十分重要。討論的過程,也是學(xué)習(xí)的過程,提高的過程。史錦順
7#
qsl 發(fā)表于 2007-7-4 14:57:49 | 只看該作者
哦,看不懂~~~~~~
8#
appl0212 發(fā)表于 2007-7-12 13:43:20 | 只看該作者
還是對(duì)不確定理論不很明白.
9#
史錦順 發(fā)表于 2007-7-14 09:10:13 | 只看該作者

回復(fù)lymex

lymex先生
    謝謝您給出“好文”的評(píng)語(yǔ)。
    您關(guān)于真值的三點(diǎn),第三點(diǎn)是非常正確的。其實(shí),對(duì)測(cè)量理論來(lái)說(shuō),對(duì)測(cè)量的實(shí)用來(lái)說(shuō),承認(rèn)“當(dāng)誤差可略時(shí)的量值是真值” 是非常重要的,經(jīng)典測(cè)量理論的基本點(diǎn)就都順理成章了,于是,真值、誤差、準(zhǔn)確度以及全部經(jīng)典測(cè)量學(xué)就可正名平反了。
  關(guān)于真值的第一點(diǎn)和第二點(diǎn),見于GUM與VIP,是不確定度理論的創(chuàng)造者的說(shuō)教,既無(wú)法證明,也不能舉出實(shí)例。我們倒可由VIP的定義來(lái)證明是量就有真值,沒有真值就不是量。GUM說(shuō)真值就是實(shí)際值,VIP說(shuō)量是現(xiàn)象、物體、物質(zhì)可定量確定特性。這里說(shuō)的量的可確定的特性,就等于說(shuō)是量的可確定的實(shí)際值,就等于說(shuō)是可測(cè)量的真值。
    有真值存在,真值可測(cè)量,VIP關(guān)于量的定義已做了界定。后來(lái)又說(shuō)真值不存在、不可測(cè)量,自身陷入邏輯混亂。
  我們是唯物主義者,求真務(wù)實(shí)是我們的天職。連GUM都認(rèn)為真值就是實(shí)際值,我們更該維護(hù)真值的概念。
  史錦順

補(bǔ)充內(nèi)容 (2016-1-13 15:32):
文中的VIP應(yīng)為VIM.
10#
史錦順 發(fā)表于 2007-7-17 09:39:21 | 只看該作者

為真值正名的根據(jù)

為真值正名,是為誤差理論平反的基礎(chǔ)。昨天查到網(wǎng)上測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系正釋一文,是我國(guó)理論物理學(xué)家何祚庥院士寫的,文中引用了量子理論中不確定度原理的創(chuàng)始人海森堡的原話。可知,當(dāng)前的測(cè)量不確定度理論的創(chuàng)造者們,誤解了愿意。為真值正名、為誤差理論平反的主張,原來(lái)竟有如此強(qiáng)大的后盾,請(qǐng)看何氏文章。

“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”正釋 

 編者按:量子力學(xué)乃現(xiàn)代物理學(xué)兩大臺(tái)柱之一,其數(shù)學(xué)結(jié)論在經(jīng)過無(wú)數(shù)的嚴(yán)密實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后表明是正確的,并得到了公認(rèn)。我們熟悉的許多高技術(shù)產(chǎn)品如電子計(jì)算機(jī)、人造衛(wèi)星、核武器,均離不開它。但是量子力學(xué)的不少術(shù)語(yǔ)和數(shù)學(xué)結(jié)論的物理意義卻是極難理解和接受的,其中“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”問題又是核心,提出相對(duì)論并對(duì)量子論的早期發(fā)展作出過重大貢獻(xiàn)的現(xiàn)代物理學(xué)之父愛因斯坦,直到逝世也沒有從觀念上接受它;而當(dāng)今許多從事物理研究的人則在理解上也往往出現(xiàn)錯(cuò)誤。在此,特請(qǐng)中國(guó)科學(xué)院學(xué)部委員、理論物理研究所研究員何柞庥先生對(duì)“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”作一正釋。   

  “測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”是量子力學(xué)的基本內(nèi)容之—,是微觀粒子“波粒二象性”這一特點(diǎn)所導(dǎo)致的必然結(jié)果。由于微觀粒子具有波動(dòng)和粒子兩重性,所以它并不同時(shí)具有確定的坐標(biāo)和動(dòng)量;這些量分布在某些平均值的附近,對(duì)平均值有一“漲落”。量子力學(xué)創(chuàng)始人之一、德國(guó)物理學(xué)家海森堡首先注意到,坐標(biāo)漲落與動(dòng)量漲落的乘積等于一個(gè)確定的數(shù)(普朗克常數(shù))。

     海森堡曾給出兩種不同的推導(dǎo)。一種推導(dǎo)是直接來(lái)自粒子所具有的“波粒二象性”;另一種推導(dǎo)來(lái)自量子力學(xué)的數(shù)學(xué)公式及其幾率解釋。這兩種推導(dǎo)所涉及的,只是粒子本身所具有的特性,而和測(cè)量與否無(wú)關(guān),更和儀器的具體性能無(wú)關(guān)。例如按測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系,電子將不會(huì)固定在氫原子核或質(zhì)子上,因?yàn)檫@時(shí)如果座標(biāo)漲落為零,那么相應(yīng)的動(dòng)量漲落便是無(wú)窮大!量子力學(xué)之所以能解決盧瑟福的原子行星模型的困難,就是因?yàn)檫@一測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系禁止電子停止在原子核或質(zhì)子上。氫原子的存在至少有100年的歷史,而人類的出現(xiàn)才300萬(wàn)年,至于科學(xué)儀器,則只有400年。這就是說(shuō),氫原子所具有的上述特性,是與人無(wú)關(guān)的,更與儀器無(wú)關(guān)。

    對(duì)于測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系有許多誤解,最通常的誤解便是認(rèn)為它是測(cè)量過程對(duì)微觀粒子產(chǎn)生干擾而導(dǎo)致的結(jié)果。需要指出的是,測(cè)量的確在許多情況下會(huì)干擾粒子的原來(lái)狀態(tài),但并不是必然干擾粒子的原來(lái)狀態(tài),這要看測(cè)量什么物理量,用什么方法去測(cè)量。

     測(cè)量引起干擾的典型一例,是海森堡所討論過的γ射線顯微鏡的理想實(shí)驗(yàn)。在這一實(shí)驗(yàn)中,對(duì)電子的位置的精確測(cè)量,將引起動(dòng)量的不確定性,而對(duì)動(dòng)量的精確測(cè)量就引起位置的不確定性。但是海森堡這一分析只能說(shuō)明測(cè)量不能超越測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系,測(cè)量將能發(fā)現(xiàn)有測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系。至于測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系產(chǎn)生的原因,卻不能歸于測(cè)量行為。γ射線顯微鏡會(huì)發(fā)現(xiàn)電子必然滿足測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系,原因就在于光子也滿足測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系。所以,使用γ射線對(duì)電子的位置進(jìn)行測(cè)量,不能期望這一測(cè)量能超越測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系。

  有人認(rèn)為測(cè)量所引起的干擾,將不可避免地導(dǎo)致對(duì)測(cè)量的精度的限制。這是極大的誤解!海森堡就曾明確指出:“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系所討論的,是在量子理論中同時(shí)測(cè)量幾個(gè)不同量的精確度問題。這一關(guān)系對(duì)單獨(dú)測(cè)定位置或速度的精確性并無(wú)限制。所以,認(rèn)為“干擾”限制了某一物理量的測(cè)量精度的無(wú)限提高,是錯(cuò)誤的。

  也許有人要問:測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系禁止人們同時(shí)并高精度地測(cè)出微觀粒子的位置和動(dòng)量,這會(huì)不會(huì)阻礙人們實(shí)現(xiàn)對(duì)微觀粒子的認(rèn)識(shí)的“完備性”?其實(shí)對(duì)于量子力學(xué)體系來(lái)說(shuō),只要高精確度地知道粒子在空間的分布,那么通過傅立葉變換就能唯一且高精確度地知道它的動(dòng)量空間的分布;反之亦然。這就是說(shuō),只要知道或者空間分布,或者動(dòng)量分布,那么此認(rèn)識(shí)已經(jīng)是完備的指述了。

   “測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”的英文名詞是Uncertainty Principle,直譯是“不確定原理”。這里毫無(wú)測(cè)量引起測(cè)不準(zhǔn)的意思。由于歷史上的誤會(huì),在我國(guó)卻被譯為“測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系”,有些人望文生義而產(chǎn)生了誤解。順便指出,在德文、俄文的名稱中也不具有“測(cè)不準(zhǔn)”的含義。

評(píng)分

參與人數(shù) 1金幣 +5 收起 理由
王剛 + 5 原創(chuàng)內(nèi)容

查看全部評(píng)分

11#
xkd123456 發(fā)表于 2007-7-17 15:18:40 | 只看該作者
留待好好學(xué)習(xí)。
質(zhì)疑的文章對(duì)學(xué)習(xí)大有幫助。
12#
史錦順 發(fā)表于 2007-7-24 09:11:23 | 只看該作者

量子理論不限制單一測(cè)量的準(zhǔn)確度

網(wǎng)上查得一文,是2007年的,內(nèi)稱海森堡不
13#
史錦順 發(fā)表于 2007-7-24 09:26:10 | 只看該作者

重發(fā)上帖

海森堡不確定性原理不限制單一測(cè)量的準(zhǔn)確度。
                    
原文
uncertainty principle physical principle, enunciated by Werner Heisenberg in 1927, that places an absolute, theoretical limit on the combined accuracy of certain pairs of simultaneous, related measurements. The accuracy of a measurement is given by the uncertainty in the result; if the measurement is exact, the uncertainty is zero. According to the uncertainty principle, the mathematical product of the combined uncertainties of simultaneous measurements of position and momentum in a given direction cannot be less than Planck's constant h divided by 4π. The principle also limits the accuracies of simultaneous measurements of energy and of the time required to make the energy measurement. The value of Planck's constant is extremely small, so that the effect of the limitations imposed by the uncertainty principle are not noticeable on the large scale of ordinary measurements; however, on the scale of atoms and elementary particles the effect of the uncertainty principle is very important.      Because of the uncertainties existing at this level, a picture of the submicroscopic world emerges as one of statistical probabilities rather than measurable certainties.     On the large scale it is still possible to speak of causality in a framework described in terms of space and time; on the atomic scale this is not possible. Such a description would require exact measurements of such quantities as position, speed, energy, and time, and these quantities cannot be measured exactly because of the uncertainty principle. It does not limit the accuracy of single measurements, of nonsimultaneous measurements, or of simultaneous measurements of pairs of quantities other than those specifically restricted by the principle. Even so, its restrictions are sufficient to prevent scientists from being able to make absolute predictions about future states of the system being studied. The uncertainty principle has been elevated by some thinkers to the status of a philosophical principle, called the principle of indeterminacy, which has been taken by some to limit causality in general. See quantum theory .


譯文
    物理理論不確定性原理,由海森堡于1927年闡明。指明同時(shí)測(cè)量某些測(cè)量對(duì)時(shí),綜合準(zhǔn)確度的限制。測(cè)量的準(zhǔn)確度由測(cè)量結(jié)果的不確定度給定。如果測(cè)量是精確的,則不確定度為零。 根據(jù)不確定性原理,同時(shí)測(cè)量位置和給定方向的動(dòng)量時(shí),合成不確定度之積,不能小于普朗克常數(shù)除以4π。此原理還限制同時(shí)測(cè)量能量與測(cè)量能量所需時(shí)間的測(cè)量準(zhǔn)確度。普朗克常數(shù)特別小,在宏觀世界中,對(duì)通常測(cè)量,不確定性原理的限制效應(yīng)不顯現(xiàn);而對(duì)原子和粒子的尺度,不確定性原理的限制效應(yīng)非常重要。由于此場(chǎng)合不確定性的存在,亞微觀世界的顯現(xiàn)為統(tǒng)計(jì),而非必然可測(cè)。大尺度中,在時(shí)空所描述的框架中,談因果關(guān)系是可以的;在原子世界,這是不可能的。這種描述要求諸如位置,速度,能量以及時(shí)間的精確測(cè)量,而由于不確定性原理,這些量不能精確測(cè)量。不限制單一測(cè)量的準(zhǔn)確度,也不限制非同時(shí)測(cè)量的準(zhǔn)確度,非不確定原理要求的成對(duì)的量,同時(shí)測(cè)量也不限制準(zhǔn)確度。即使如此,科學(xué)做出所研究的系統(tǒng)的關(guān)于未來(lái)狀態(tài)的絕對(duì)預(yù)言,它的限制是充足的。不確定性原理被一些思想家引申去研究哲學(xué),稱為模糊原理,被用于限制通常的因果關(guān)系。見量子理論。

Bibliography: See W. Heisenberg, The Physical Principles of the Quantum Theory (tr. 1949); D. Lindley, Uncertainty (2007).

本版積分規(guī)則

小黑屋|Archiver|計(jì)量論壇 ( 閩ICP備06005787號(hào)-1—304所 )
電話:0592-5613810 QQ:473647 微信:gfjlbbs閩公網(wǎng)安備 35020602000072號(hào)

GMT+8, 2025-12-21 05:13

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2023, Tencent Cloud.

快速回復(fù) 返回頂部 返回列表
国产一区国产精品,2019中文亚洲字幕,电影在线高清,欧美精品一区二区三区久久
99精品久久99久久久久| 欧美最新大片在线看| 国产suv精品一区二区883| 91视视频在线观看入口直接观看www | 国产视频亚洲色图| 国产午夜亚洲精品理论片色戒| 五月综合激情日本mⅴ| 色婷婷亚洲精品| 国产精品午夜电影| 国产一区二区三区视频在线播放| 在线成人免费观看| 亚洲丶国产丶欧美一区二区三区| 99re热视频精品| 日韩一区日韩二区| 成人午夜免费电影| 精品国产一区二区亚洲人成毛片| 国产精品一区二区无线| 日韩精品一区二区在线观看| 日本不卡的三区四区五区| 欧美日韩国产高清一区二区三区 | 色综合av在线| 亚洲黄色录像片| 在线视频一区二区三| 国产精品伦理在线| www.性欧美| 亚洲乱码中文字幕| 99国产精品视频免费观看| 久久久久九九视频| 丁香桃色午夜亚洲一区二区三区| 精品成人一区二区三区四区| 久久国产婷婷国产香蕉| 欧美一区二区三区视频免费播放| 丝袜亚洲精品中文字幕一区| 日韩天堂在线观看| 国产精品亚洲午夜一区二区三区| 欧美激情一区三区| 色94色欧美sute亚洲线路一ni| 一二三四社区欧美黄| 91麻豆精品国产自产在线观看一区 | 色综合久久中文综合久久97| 亚洲综合免费观看高清完整版在线 | 国产成人自拍在线| 最新国产成人在线观看| 在线观看视频一区二区| 日本在线不卡一区| 日本一区二区免费在线观看视频| 99riav久久精品riav| 亚洲h在线观看| 精品少妇一区二区| 96av麻豆蜜桃一区二区| 亚洲电影你懂得| 久久精子c满五个校花| 在线一区二区三区做爰视频网站| 日本美女视频一区二区| 国产精品视频麻豆| 亚洲三级在线播放| 欧美亚洲高清一区| 国产乱码精品一区二区三| 亚洲精品视频一区| 欧美不卡在线视频| 色播五月激情综合网| 久久国产生活片100| 亚洲狼人国产精品| 精品少妇一区二区三区免费观看| 高清不卡一区二区在线| 日日夜夜免费精品视频| 国产精品激情偷乱一区二区∴| 欧美色男人天堂| youjizz久久| 国内成人精品2018免费看| 亚洲综合区在线| 国产精品区一区二区三区| 91精品国产福利在线观看 | 亚洲成人免费影院| 国产精品污www在线观看| 日韩一区二区在线看片| 91免费在线看| 成人午夜又粗又硬又大| 美女网站视频久久| 五月天久久比比资源色| 亚洲蜜臀av乱码久久精品| 久久久91精品国产一区二区三区| 欧美精品色一区二区三区| 色婷婷综合五月| 99久久伊人精品| 国产精品一卡二卡在线观看| 麻豆国产欧美日韩综合精品二区| 亚洲大片精品永久免费| 亚洲日本欧美天堂| 国产精品乱码一区二区三区软件| 精品国产乱码91久久久久久网站| 欧美卡1卡2卡| 欧美日韩免费观看一区三区| 欧亚一区二区三区| 在线日韩av片| 欧美影院精品一区| 国产成人在线视频网址| 秋霞av亚洲一区二区三| 亚洲人成7777| 亚洲欧美韩国综合色| 欧美三级日韩三级国产三级| 色婷婷激情一区二区三区| 色综合久久中文字幕| 色综合色综合色综合色综合色综合 | 欧美精品免费视频| 欧美丰满少妇xxxxx高潮对白 | 日韩二区在线观看| 日韩精品国产精品| 国产亚洲综合色| 中文一区二区在线观看| 国产日本一区二区| 国产精品久久久爽爽爽麻豆色哟哟| 日韩视频中午一区| 在线播放/欧美激情| 91麻豆精品国产91久久久| 欧美美女一区二区三区| 欧美精品一级二级| 精品国产网站在线观看| 色综合天天天天做夜夜夜夜做| 欧美视频一区二区三区| 制服丝袜亚洲网站| 精品国产乱码久久| 欧美电影一区二区| 日韩欧美国产一区在线观看| www国产精品av| 国产精品电影一区二区三区| 日韩欧美国产午夜精品| 欧美色综合网站| 欧美α欧美αv大片| 国产三级久久久| 亚洲综合免费观看高清在线观看| 国产日韩欧美亚洲| 亚洲另类在线视频| 日韩电影在线免费观看| 国产精品中文有码| 国产精品白丝jk黑袜喷水| 91理论电影在线观看| 在线观看91av| 国产精品久久99| 亚洲乱码中文字幕| 麻豆专区一区二区三区四区五区| 久久亚洲精品小早川怜子| 中文字幕一区二区视频| 日本怡春院一区二区| 99re在线精品| 欧美在线一区二区| 欧美极品美女视频| 婷婷国产v国产偷v亚洲高清| 丁香另类激情小说| 日韩一区二区三区四区| 亚洲人成小说网站色在线 | 久久先锋影音av鲁色资源网| 亚洲柠檬福利资源导航| 极品少妇一区二区三区精品视频| 成人黄色一级视频| 欧美tk—视频vk| 午夜一区二区三区在线观看| 成人亚洲精品久久久久软件| 91久久人澡人人添人人爽欧美 | 国产精品成人一区二区艾草| 亚洲色图视频网站| 日韩激情av在线| 成人avav影音| 欧美男女性生活在线直播观看| 在线综合+亚洲+欧美中文字幕| 7777精品伊人久久久大香线蕉完整版| 在线精品视频一区二区三四| 久久久久久久久久电影| 亚洲乱码日产精品bd| 成人精品免费网站| 久久久精品天堂| 蜜臀99久久精品久久久久久软件| 一本在线高清不卡dvd| 国产精品久久久久影院亚瑟| 中文字幕一区二区三区精华液 | 欧美无砖专区一中文字| 亚洲特级片在线| 久久福利视频一区二区| 欧美一区二区三区精品| 亚洲大尺度视频在线观看| 在线视频亚洲一区| 夜色激情一区二区| 色婷婷亚洲精品| 亚洲精品免费在线| 成人午夜视频在线观看| 中文幕一区二区三区久久蜜桃| 国产黄色成人av| 久久久高清一区二区三区| 国产主播一区二区| 久久精品夜色噜噜亚洲a∨| 韩国理伦片一区二区三区在线播放| 亚洲欧美aⅴ...| 99re6这里只有精品视频在线观看| 日本一区二区成人在线| 不卡高清视频专区| 免费观看91视频大全| 国产欧美一区视频| 97se亚洲国产综合自在线观| 一区二区视频在线看| 欧美色倩网站大全免费|