判據(jù)是什么？——七論不確定度論

           判據(jù)是什么？——七論不確定度論

                                                            史錦順

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判據(jù)是判斷的依據(jù)，是辨別是非的標準，是判別理論正誤的根據(jù)。

在物理學的發(fā)展歷史上，檢驗各種理論、各種學說，靠的是實際測量。也就是說，驗證理論正誤的判據(jù)是實測的數(shù)據(jù)。

愛因斯坦狹義相對論的實驗基礎(chǔ)，也是第一個證明，是邁克爾遜的著名實驗。依經(jīng)典力學，用伽利略變換，光速在南北方向與東西方向應(yīng)不一樣，差別約1.5E-6，邁克爾遜實驗的準確度已達1E-8，卻測量不出光速的方向變化，由此愛因斯坦提出光速不變原理，說明對光速這樣的電磁運動的速度來說，伽利略變換不成立，而洛倫茲變換成立。二者差別又稱相對論效應(yīng)。對衛(wèi)星的速度，相對論效應(yīng)僅約1E-8，一般可忽略。

科學史上的“實測數(shù)據(jù)是檢驗理論的判據(jù)”這一條，是正確的，對人們的影響也是深刻的。

不確定度論明白地說明它利用這一條。

GUM（2008版）說：

E.5.1 The focus of this Guide is on the measurement result and its evaluated uncertainty rather than on the unknowable quantities “true” value and error.

本導則的著眼點是在測量結(jié)果及其評定的不確定度上，而不是不可知量“真”值和誤差。

E.5.4 Indeed, this Guide's operational approach, wherein the focus is on the observed (or estimated) value of a quantity and the observed (or estimated) variability of that value, makes any mention of error entirely unnecessary.

事實上，在本導則的使用方法中，著眼點是量的觀測的（或估計的）值和該量值的觀測的（或估計的）變動性，完全不必提及任何誤差。

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從上述兩段話中，不難領(lǐng)悟到，不確定度論的基本思路是憑測量結(jié)果論測量結(jié)果的質(zhì)量，是憑數(shù)據(jù)來論數(shù)據(jù)。

實測數(shù)據(jù)是基本的、重要的，它可以是各種理論的判據(jù)；但是，實測數(shù)據(jù)不能成為實測數(shù)據(jù)自身質(zhì)量的判據(jù)。

實測數(shù)據(jù)的質(zhì)量是什么？實測數(shù)據(jù)就是測得值，測得值的質(zhì)量就是準確性，就是測得值與客觀量的差，學名就叫誤差。誤差定義為測得值與真值之差。真值就是客觀值，就是實際值，就是準確值。真值的體現(xiàn)者是約定真值、各檔次的相對真值；具體地說，基準、各等級的計量標準就是真值的化身。計量標準就當真值用。判別實測數(shù)據(jù)質(zhì)量的判據(jù)是計量標準。

接 1#

測量準不準，即測得值準不準，這是測量的基本問題，是計量的基本任務(wù)。

測得值準不準，不能靠測得值本身去解決。用電子案秤測一塊黃金，測100次，顯示都是1012克，憑這一百個數(shù)據(jù)能判別此秤準不準嗎？不行的。這一百個數(shù)據(jù)只說明該秤的穩(wěn)定性很好，隨機誤差很小。

判別秤準不準的方法很簡單，也很原則，必須用計量標準。案秤上放一個砝碼（計量標準），秤的測得值與砝碼的標稱值之差，就是誤差的實測值，可以代表誤差，或用誤差方程計算出誤差。

沒有砝碼，用秤測一萬次，也不能得知誤差；而有了砝碼，一次測量，就知大概，三次測量基本定論，測量10次，就是該量值點的確切檢定。因此，砝碼是秤準確程度的判據(jù)。

測量儀器的測量質(zhì)量的判據(jù)是計量標準。某級計量標準的質(zhì)量的判據(jù)是高一級或更高等級的計量標準。

不確定度論對真值是很反感的。對真值的化身——計量標準是什么態(tài)度呢？兩個字：漠視，只當沒看著。

實用測量的準確程度取決于測量儀器的準確度，測量儀器的準確度的判據(jù)是計量標準，計量標準是計量工作者的依據(jù)。

不確定度論把被判別的實測數(shù)據(jù)當做判據(jù)，本末倒置了。

仔細分析不確定度評定的過程，人們不難發(fā)現(xiàn)，原來，不確定度評定的依據(jù)是兩部分，即所謂A類評定和B類評定。不確定度論聲明過，變量測量它不管（管不了），只能論常量測量（如測量黃金的質(zhì)量，測量石英棒的長度），A類評定表明的不過是測量儀器的隨機變化引入的隨機誤差，在測量儀器的誤差中占極小的比例。B類評定有多種說法，GUM與VIM打架，說法不一致，不過最主要的共同點是一條：根據(jù)儀器說明書。看說明書，知道測量儀器的指標，這一點是對的，但這太初步了。沒有計量標準的普通測量者，只能（也可以）用儀器說明書的規(guī)定（還要看檢定證書，是否在有效期內(nèi)），來認定測量結(jié)果的質(zhì)量。

請注意，認定數(shù)據(jù)，包括知道本次測量的誤差，是測量行為的自然的結(jié)果，因為測量是用儀器進行的，而儀器的誤差是由說明書已給出的。

普通測量，用所選定的符合測量誤差要求的儀器進行測量，得到測得值，就完事了，是不需要什么評定的。（葉書寫到，用法定強制檢定的儀器進行的測量不搞評定。）對重要的測量，或有爭議時（包括有懷疑時），要對數(shù)據(jù)的質(zhì)量進行判別。判別的依據(jù)，即判據(jù)，只能是計量標準。

要進行的是判別，是儀器的性能到底符合不符合其指標，也就是說誤差到底是多少。沒有計量標準，沒法判別。

用說明書來判別數(shù)據(jù)的質(zhì)量，說明書是測量者的質(zhì)量判據(jù)，但這檔次太低了。我們搞計量的，一出手就是判別測量儀器的指標是不是合格。也就是說，我們計量工作的最低層次，是判別儀器性能與說明書規(guī)定的符合性（即儀器是否合格），而不確定度論則是相信說明書的規(guī)定就真的是所用的這臺儀器的性能。可見，不確定度的評定，比我們最低的計量工作（用標準判別儀器是否合格）還低一個檔次。再說一遍，不確定度評定，相信廠家的說明書的指標就是測量儀器的實際性能。而計量的任務(wù)卻是判別測量儀器的性能是否符合其指標。

如此低檔次的不確定度論，還能充當計量工作的指導嗎？不能。

那樣無能的不確定度論，要它何用？