為什么基蒙特卡洛法不能處理相關性問..

為什么基于蒙特卡洛法評定測量不確定度（見JJF1059.2—2012），其基于分布傳播，不能處理相關性問題？而基于不確定度傳播的測量不確定度評定方法（見JJF1059.1—2012）才可以處理相關性問題？ JJF1059.2-2012用蒙特卡洛法評定測量不確定度.pdf (764.03 KB, 下載次數: 23)

2016-3-12 11:33 上傳

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蒙特卡洛法是基于分布傳播的測量不確定度評定方法（見JJF1059.2—2012），首先關注討論的是示值，從某種意義上說它是著眼于宏觀。它最終得到我們關心的值的不確定度，是通過值的分布曲線得到的。而基于不確定度傳播的測量不確定度評定方法（見JJF1059.1—2012），關注討論的是值的測量不確定度，從某種意義上說它是著眼于微觀。而我們這里計論的相關性問題，正是指測量不確定度的相關性問題。為方便理解起見，我們打一個不十分恰當的比方，就好比我們可以采用合理的方法（如：檢定量塊的比差法）使我們的測量誤差抵消一部分，或大部分，使測量誤差小的道理一樣。而對于示值沒有相關性問題之說，自然也就不可能讓基于蒙特卡洛法評定測量不確定度（見JJF1059.2—2012）來處理測量不確定度的相關性問題。

蒙特卡洛是通過大量數據直接測得最終包含區間及分布情況，不涉及分量合成工作，也就不涉及相關性問題了。

285166790 發表于 2016-3-15 11:02
蒙特卡洛是通過大量數據直接測得最終包含區間及分布情況，不涉及分量合成工作，也就不涉及相關性問題了。 ...

【蒙特卡洛是通過大量數據直接測得最終包含區間及分布情況，不涉及分量合成工作，也就不涉及相關性問題了。】——

也許不太確切？

“測量不確定度”的“蒙特卡洛”方法，似乎是根據各“輸入量”的“概率分布”數值仿真求解“輸出量”之“概率分布”的方法，“分量合成”它也能行的。只不過，通常的“分量合成”可能是個“線性函數”【各個“分量”作為“輸入量”相加等于作為“輸出量”的“總量”】，GUM法也能“妥善”處理而已。

無論是GUM法，還是“蒙特卡洛”方法，“輸入量”之間的“相關性”可能都是不可回避的問題？.....所謂“輸入量”相互獨立，與GUM法處理時假定“不相關”，可能是同類要求。

若“輸入量”之間不是“相互獨立”的，用“蒙特卡洛”方法求解“輸出量”時便需要知道相應的“聯合概率分布函數”，這與要求“相關系數”的難度應該是不相上下的？

所謂蒙特卡洛法，說白了就是通過大量的實驗直接統計計算出測量不確定度。樣本量要多大呢？要大到能準確看到波峰和寬度。

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       勞動生產要清楚工具與對象，執行任務要明確對象與手段。
       不論干什么事情，從方法論來說，都應該明白：求什么，用什么，靠什么，得什么。方法要適應任務的需要。要有的放矢。
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        過去，學習誤差分析、誤差合成。分析、測量誤差元，有系統的（恒值的），有隨機的（可正可負的、可大可小的快速變化），或絕對值合成、或取“方和根法”，思路是清楚的。
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       現在，都要按不確定度論處理。GUM法，五大難關（分布、變系統為隨機、不相關、范圍與方差的折算、自由度）尚難過，卻又推出蒙特卡羅法。那“萬次”以上的測量次數，誰能做到，先不說；就是“求什么、用什么、靠什么、得什么”，我就弄不明白。
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       劉彥剛主帖問：“為什么基于蒙特卡洛法不能處理相關性問題， 而基于不確定度傳播的測量不確定度評定方法（見JJF1059.1—2012）才可以處理相關性問題？” 先生先走一步，在試圖理解蒙特卡羅法。前提是：GUM法可以處理相關性問題。
       筆者拙見是：這個前提根本就不存在，因而劉先生的問題本身，太躍進了，跳了一格。
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       據我所知，不確定度合成取“方和根法”，其條件是輸入量間不相關。于是才有大量的書籍、文章作者，都要“假設不相關”。搞科學，特別是關于量的科學——測量計量學，竟靠假設，真是一大奇聞。竟有許多學者習以為常， 見怪不怪。為引起注意，老史稱此為“計量丑聞”。
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       不確定度評定法處理合成問題，要靠不確定度理論以外的“相關性”分析；而不是它“能處理相關性問題”。如果能處理，就不必假設不相關了。
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補充內容 (2016-3-16 17:49):
”執行任務要明確對象與手段”，應為：“執行任務要明確目的與手段”。

據我所知，不確定度合成取“方和根法”，其條件是輸入量間不相關。于是才有大量的書籍、文章作者，都要“假設不相關”。搞科學，特別是關于量的科學——測量計量學，竟靠假設，真是一大奇聞。竟有許多學者習以為常， 見怪不怪。為引起注意，老史稱此為“計量丑聞”

其實并不是竟有許多學者習以為常， 見怪不怪，是因為大家明白是怎么一回事，見到的文件大都是判斷各輸入量間不相關或沒有置得考慮的相關性，若有置得考慮的相關性，還是要處理的。沒有見到過說假設不相關的，以個別有瑕疵的評定范例看不確定度是不恰當的，先生可曾在源頭文件比如JJF1059或GUM中看到過假設不相關的例子？

蒙特卡洛法上萬次的實驗數據是完全可以獲得的，只是時間和手段問題，科學實驗中這種依靠成千上萬次的實驗來獲取數據的例子比比皆是，只不過一般的檢定校準工作用不到罷了。

yzjl3420646 發表于 2016-3-16 10:03
所謂蒙特卡洛法，說白了就是通過大量的實驗直接統計計算出測量不確定度。樣本量要多大呢？要大到能準確看到 ...

其中的“實驗”應該是打引號的，是據“虛擬實驗”【——“仿真”】所得的大量數據進行統計。真實實驗所得數據的統計可能無關“蒙特卡洛”。

285166790 發表于 2016-3-17 09:54
蒙特卡洛法上萬次的實驗數據是完全可以獲得的，只是時間和手段問題，科學實驗中這種依靠成千上萬次的實驗來 ...

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       在極弱信號中提取有用信息，是“信息論”的課題。蒙特卡洛法正是靠大量測量數據，獲得強噪聲背景下的有用信息。人們比喻為：認知叢林中的小草。萬次測量是可以做到的，但要看是否必要，效果如何，有沒有簡潔的方法。
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       我認為，對通常的計量工作來說，蒙特卡洛法是“高射炮打蚊子”，目的與手段不匹配；看錯了對象，用錯了工具。似乎是小孩子玩耍……      
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       處理計量問題，有必要測量一萬次甚至一百萬次嗎？能干嗎？實際工作者，誰干這種傻事？
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       更重要的是，測量計量有系統誤差，有分辨力問題，并不全是隨機誤差。而蒙特卡洛法是以“絕對隨機性”為前提的。也就是說，包含有系統誤差的計量學問題，蒙特卡洛法根本就用不上。
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      先生說：“只不過一般的檢定校準工作用不到罷了”。用不到，你還測量一萬次干什么？還要這種“規范”干什么？是玩玩嗎？
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史錦順 發表于 2016-3-17 11:09
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       在極弱信號中提取有用信息，是“信息論”的課題。蒙特卡洛法正是靠大量測量數據，獲得強噪聲背 ...

計量工作分為幾個層次，蒙特卡羅法適用用科學研究性質的計量，常人用不到不等于沒人用的到。先生總是試圖把問題簡單化，如果什么問題都能那么簡單，還要科學家和工程師做什么？

csln 發表于 2016-3-17 08:21
據我所知，不確定度合成取“方和根法”，其條件是輸入量間不相關。于是才有大量的書籍、文章作者，都要“假 ...

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        關于“假設不相關”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“假設”字樣，直接寫“由于不相關”，如費業泰的書 。其實對B類評定，兩項分量（圓柱體的直徑與高度）都是誤差范圍。因為誤差范圍是以系統誤差為主的，合成時交叉項之和（協方差）不可略，說兩項“不相關”是錯誤的。不能說費業泰是騙人，只能說他也是一種假設（一種錯誤的認定）。把這種不正確的分析，也視為假設（雖然是判斷錯誤，但說成“假設”，是留有余地的），于是，老史就說成“假設”多多了。我看過的樣板評定百余份，都是“方和根法”，都是這種“假設”的產物。
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       源頭文件《JJF 1059.1-2012》有“協方差可略的三條”，這是比一些作者寫成“假設不相關”（或誤判為“不相關”）更為嚴重的事件。
       兩項系統誤差的交叉系數是+1或-1。把交叉系數叫做“相關系數”，又說“不相關”，于是就完全弄錯了。把錯誤的東西，當成“規范”，錯誤性質比“假設”或“誤判”還嚴重。
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       本欄目已討論過這個問題。現引述拙文《協方差可略的三條是誤導——關于相關性的討論（3）》之兩段，供參考。
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（一）計量規范《JJF 1059.1-2012》的表述
（協方差可略的三條）

4.4.4.1 協方差的估計方法
       a）兩個輸入量的估計值xi與xj的協方差在以下情況時可取零或忽略不計：
       1）xi和xj中任意一個量可作為常數處理；
       2）在不同實驗室用不同測量設備、不同時間測得的量值；
       3）獨立測量的不同量的測量結果。
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（三）《JJF1059.1-2012》置疑

      【JJF1059.1-2012條款】
       1）xi和xj中任意一個量可作為常數處理；協方差可以忽略。
      【史評】
       這條的意思，是說：xi與xj中，有一個是常量，協方差就可忽略。兩個都是常量，則更可忽略。在討論誤差合成中，系統誤差是常量。本條款說：二分項誤差中，有一個是系統誤差，則協方差可略。二誤差都是系統誤差，則協方差當然可略。
       由前邊（二）中的推導證明，可知：兩個誤差都是隨機誤差，協方差可略；兩誤差中有一個是隨機誤差，另一個是系統誤差，協方差也可略。當二量都是系統誤差時，強相關，協方差不可略。
       可見，本文的協方差忽略條件是有一個是純隨機誤差；而JJF1059卻說協方差的忽略條件是有一個是系統誤差。
       兩種說法有本質區別。規范條款認為協方差通常可以忽略；因此通常可用“方和根法”；本文分析則說明，通常“方和根法”是不成立的。因為測量儀器的誤差，不僅有系統誤差，而且通常是以系統誤差為主的。系統誤差有兩項，協方差就不能忽略。
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      【JJF1059.1-2012條款】
       2）在不同實驗室用不同測量設備、不同時間測得的量值；協方差可以忽略。
      【史評】
       不同實驗室、不同測量設備、不同時間的測量，都避免不了有系統誤差存在，而且測量儀器一般是以系統誤差為主。必須至少有一個是純隨機誤差（或隨機誤差占絕大比例），才能忽略協方差。因此，在不同實驗室用不同測量設備、不同時間測得的量值，只要系統誤差占主導，就不能忽略協方差。   
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      【JJF1059.1-2012條款】
       3）獨立測量的不同量的測量結果；協方差可以忽略。      
      【史評】
       此條不妥。理由同上。只要測量中系統誤差占較大比例，而不是純隨機誤差，就不能忽略協方差。
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       總之，《JJF1059.1-2012》為宣揚GUM的“方和根法”而強調的“協方差可忽略”的三項條款，是不對的，是一種誤導。
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       強調指出：
       在討論合成方法中，把交叉項能否忽略，說成是相關不相關，這本身就是一種誤導。兩個完全不相關的量，只要取這二量的和的平方，平方的展開式中，就必然有交叉項。此交叉項能不能忽略，不是二量是否相關的問題，而是必須有一個量可正可負地變化，或兩個量同時可正可負的變化，才能忽略交叉項。如果兩個量都是常量，交叉項必定不能忽略。同號為正，而異號為負，不存在抵消的問題。不確定度論出世以來，把交叉項同“相關系數”聯系起來，造成嚴重的誤導。許多人在此誤導之下，以為二量不相關就可以忽略交叉項，其實，這是錯誤的。
       本文與前文，筆者也時而有“相關”與“不相關”的說法，那是“借用”或僅僅是針鋒相對地辯論，其實本人并沒有囿于不確定度論的說教。
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史錦順 發表于 2016-3-17 18:29
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        關于“假設不相關”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“ ...

先不說那么多題外話，想向先生求證的是先生在源頭文件如JJF 1059或GUM中什么地方看到假設不相關的？

先生不仿把費先生說的假設不相關的例子貼出來，看看費先生到底是如何說假設不相關的？

判斷不相關和判斷不存在置得考慮的相關性同假設不相關是完全不同的概念

史錦順 發表于 2016-3-17 18:29
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        關于“假設不相關”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“ ...

兩個完全不相關的量，只要取這二量的和的平方，平方的展開式中，就必然有交叉項。此交叉項能不能忽略，不是二量是否相關的問題，而是必須有一個量可正可負地變化，或兩個量同時可正可負的變化，才能忽略交叉項。

您這話本身就不能自圓其說，已經知道兩個量完全不相關，還要什么交叉項，兩個不相關的量展開必然有交叉項，就此一點就可證明先生所謂交叉系數是錯誤的，本就兩個完全不相關的東西，非要用個關系式把兩者拉上個關系， 豈不荒唐

學習了，都是大神

史錦順 發表于 2016-3-17 18:29
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        關于“假設不相關”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“ ...

莫非先生不厭其煩指責的“五大難關”之一，“計量丑聞”  “有大量的書籍、文章作者”  都要“假設不相關”，只有都成一個人說過（沒看到過，不做評價），如此，則先生有失客觀、有失公正

別人說“由于不相關”或判斷不相關或判斷不存在值得考慮的相關性，同先生說的“假設不相關”是一回事嗎？

csln 發表于 2016-3-18 08:22
莫非先生不厭其煩指責的“五大難關”之一，“計量丑聞”  “有大量的書籍、文章作者”  都要“假設不相關 ...

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        我說了，你又把我怎么樣？我不客觀、不公正，你又把我怎么樣？
        你罵我“荒唐”，我就是荒唐了。
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        我討論、抨擊的是學術觀點，你卻抓一兩個詞兒進行人身攻擊……，你算哪路英雄？
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        我斗不過你，躲著你，總可以了吧。恕不奉陪。你愛說什么，就盡情地說吧！
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學習了，謝謝各位了！！！