不確定度U的三種不同含義

-
                               不確定度U的三種不同含義
-
                                                                                        史錦順
-
       本文討論中，略去包含概率的不同，一律取包含概率99%. 重點(diǎn)在于理解概念的物理意義。
-
（一）與MPEV等價(jià)的不確定度Ｕ1
       A  經(jīng)典誤差理論的準(zhǔn)確度，指測量結(jié)果的誤差范圍，就是誤差元絕對值的一定概率意義上的最大可能值。又名極限誤差、最大允許誤差（MPEV）、準(zhǔn)確度等級。測量結(jié)果為：
                    L = M ± R                                                                        （1）
       L是被測量值，M是測得值，R是誤差范圍。公式（1）的物理意義是：
       被測量L的量值（真值），在以測得值M為中心、以誤差范圍為半寬的區(qū)間[M-R,M+R]中。被測量的表征值是M（通常取示值的平均值）。被測量的真值可能比M小，但不會(huì)小于M-R；被測量的真值也可能比M大，但不會(huì)大于M+R。
-
       B1  GUM 6.2 擴(kuò)展不確定度
       測量結(jié)果可方便地表示為
                   Y = y ± U                                                                         （2）
       （2）式中的Y相當(dāng)于（1）式中的L，y相當(dāng)于M，則擴(kuò)展不確定度U就是誤差范圍R。
-
       對GUM的公式（2），老史的解讀是：
       Y是被測量的量值，y稱為最佳估計(jì)值，實(shí)際就是示值的平均值。U是擴(kuò)展不確定度。公式（2）的物理意義是：
       被測量Y的實(shí)際值（真值），在以最佳估計(jì)值（平均值）y為中心、以不確定度U為半寬的區(qū)間[y-U,y+U]中。被測量的表征值是y（通常取示值的平均值）。被測量的真值可能比y小，但不會(huì)小于y-U；被測量的真值也可能比y大，但不會(huì)大于y+U。
-
       B2  求不確定度的GUM法
       儀器誤差范圍MPEV除以根號3得標(biāo)準(zhǔn)不確定度，合成計(jì)算后，再乘以根號3（此項(xiàng)為主時(shí)），得擴(kuò)展不確定度U。這個(gè)不確定度U，顯然等于MPEV。
-
       由B1、B2知：擴(kuò)展不確定度與誤差范圍（MPEV），物理意義相同。
       這是第一種不確定度，記為U1，等同于MPEV.
-
（二）測定系統(tǒng)誤差時(shí)的不確定度U2
       修正值等于系統(tǒng)誤差的反號。為給出修正值，校準(zhǔn)中必須準(zhǔn)確測定系統(tǒng)誤差。測定系統(tǒng)誤差的誤差由三部分構(gòu)成：計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍R標(biāo)，被檢儀器的隨機(jī)誤差和被檢儀器的分辨力。采用多次測量，隨機(jī)誤差范圍是3σ平。測定系統(tǒng)誤差的誤差范圍是：
                     R_β =√[(3σ_平)² + R_標(biāo)² +分辨力誤差²]                               （3）
-
       當(dāng)前，校準(zhǔn)工作中所給出的不確定度U2，包含內(nèi)容與（3）相同。可見，U2就是R_β；但此前，其物理意義是不明確的。這是史錦順2016年才辨別清楚的。它不是上級計(jì)量機(jī)構(gòu)的不確定度，也不是修正前的儀器的不確定度，也不是修正后的儀器的不確定度。而是確定系統(tǒng)誤差時(shí)的不確定度（即確定系統(tǒng)誤差時(shí)的誤差范圍）。
-
（三）合格性判別中的不確定度U3
       3A
       檢定中的合格性判別（包括校準(zhǔn)中的合格性判別），誤差理論的表達(dá)式為：
                      |Δ|_max ≤ MPEV – R_標(biāo)                                                      （4）
       式中，|Δ|_max是視在誤差的最大值，R_標(biāo)是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍。
-
       3B
       《JJF1094-2002》給出的判別式為
                      |Δ| ≤ MPEV – U                                                               （5）
       （4）（5）對比，不確定度U就是標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍R_標(biāo)。
       在不確定度理論的指導(dǎo)下，當(dāng)前的待定區(qū)半寬取U2（即公式(3)，應(yīng)該是R_標(biāo)），是錯(cuò)誤的，夸大了待定區(qū)的寬度。
-
       吳下阿蒙先生所述的遠(yuǎn)小于MPEV的不確定度大概是這個(gè)U3。（可能算成U2，那是不對的。）
-
（四）小結(jié)
       常用的不確定度有：
       1）U1←→MPEV
       U1用于測量結(jié)果表達(dá)，是量值存在區(qū)間的半寬，相當(dāng)于MPEV。也是儀器不確定度（在正常使用的條件下，測量儀器的誤差范圍等于測得值的誤差范圍。環(huán)境等的影響，已包含在儀器誤差指標(biāo)中）。
       2）U2←→R_β
       U2是測定系統(tǒng)誤差時(shí)的誤差范圍。用以判別該不該修正。修正后，替換原系統(tǒng)誤差。
       3）U3←→R_標(biāo)
       U3是計(jì)量中，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍。用于合格性判別，是待定區(qū)半寬。
-
       推行不確定度二十三年了，應(yīng)該明白：不確定度就是誤差范圍。只是對“不確定度”一詞，缺少必不可少的限制詞，于是出現(xiàn)大量用語的混淆。這是不確定度理論本身的弊病，被忽悠的是廣大用戶。
       澄清各種混亂，很難；混亂太多了。廢除不確定度論，就能“玉宇澄清萬里埃”。豈不快哉！奉勸一些好心的網(wǎng)友，不必費(fèi)力阻止老史反對不確定度論的活動(dòng)；歷史將證明：老史是對的。敬告諸位網(wǎng)友：老史很自信。
-

-
       主帖《不確定度U的三種不同含義》中提到吳下阿蒙先生。
       知你好學(xué)，且有較強(qiáng)的分析、判斷能力，我想了解一下你對主帖的印象和評價(jià)。請看如下選擇題：
-
       1 所談內(nèi)容我都知道，看與不看一個(gè)樣。
       2 有的理解，有的不理解。需進(jìn)一步說明。最好是詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。
       3 有的贊成，有的反對。贊成的就不說了，現(xiàn)就反對部分進(jìn)行辯論。
       4 全部觀點(diǎn)都是錯(cuò)誤的。你對“不確定度”不理解。不確定度不是誤差，而是“可信度”。二者風(fēng)牛馬不相及，不能比較。
-

額，史老先生點(diǎn)名提到我，我就說下我的看法（其實(shí)我沒大看明白您的區(qū)分。。）我認(rèn)為兩者都是范圍，但包含的區(qū)間是不同的，主要來自于信息的數(shù)量，再我看來MPEV是最基本的信息（即最寬的范圍），只要知道儀器的型號，查下它的說明書就知道了，。U則需要更多的信息，比如正常來自校準(zhǔn)報(bào)告的U，這個(gè)校準(zhǔn)報(bào)告可以是儀器一一對應(yīng)的，可不像儀器說明書上的MPEV那樣，只要是那個(gè)型號的就能往上套的。。


（一）與MPEV等價(jià)的不確定度Ｕ1
U1中   L = M ± R                                                                        （1）
       L是被測量值，M是測得值，R是誤差范圍。
Y = y ± U                                                                         （2）
       （2）式中的Y相當(dāng)于（1）式中的L，y相當(dāng)于M，則擴(kuò)展不確定度U就是誤差范圍R。

主要是這段我感覺和我的想法有出入，經(jīng)典理論肯定您更了解。我是從規(guī)程出發(fā)，即要求儀器在使用修正值時(shí)引用不確定度，使用標(biāo)稱值時(shí)引用MPEV。

即  L=M+MPEV           L是真值，M是表顯值。MPEV是最大允許誤差范圍   ------------ 直接使用標(biāo)稱值和MPEV的情況。
     L=M+A+U            A是已知誤差（修正值），U為不確定度（即未知誤差范圍）----------使用了校準(zhǔn)報(bào)告中修正值和不確定度的情況。

按上面可以看到，MPEV是包括A和U的，即包含已知和未知兩部分誤差的，所以我認(rèn)為MPEV>>U。廠家給出的MPEV一般是整個(gè)型號的指標(biāo)，已X型號10歐電阻 MPEV=0.1歐為例，出廠的電阻阻值在9.9~10.1歐是必然的，但拿出其中一個(gè)電阻，這個(gè)電阻使用標(biāo)準(zhǔn)表校準(zhǔn)得10.03歐，U=0.01歐，k=2.我們在使用10歐標(biāo)稱值時(shí)，必然需引入MPEV，此時(shí)你把這個(gè)電阻做為X型號中某一個(gè)使用的（寬泛的）。而在使用10.03歐時(shí)，就只需引入U(xiǎn)，此時(shí)你把此電阻做為校準(zhǔn)證書中校準(zhǔn)的那個(gè)電阻（唯一性）。后者比前者使用了更多的信息。。而B類評定，就是從已知信息中求取不確定度分量。儀器誤差范圍MPEV除以根號3得標(biāo)準(zhǔn)不確定度，就是在使用標(biāo)稱值時(shí)才用的，比如我們根本沒有這個(gè)電阻10.03歐的這次校準(zhǔn)信息。
其實(shí)在儀器出廠時(shí)的校準(zhǔn)時(shí)，就有相應(yīng)的要求，A<a*（MPEV-U）,把a(bǔ)一般是0~1，如果看成1就非常清楚了，可變?yōu)锳+U<MPEV，即出廠那次測試中得到已知誤差加上不確定度范圍必須小于最大允許誤差的范圍，此儀器才可以出廠。而從規(guī)程合格判定中，這個(gè)也很清楚。

假設(shè)一個(gè)儀器不存在已知誤差時(shí)，理論上MPEV就是U，比如現(xiàn)階段人類的最高標(biāo)準(zhǔn)——國際原器，那個(gè)誤差范圍，在我看來稱為最大允許誤差MPEV和不確定度U應(yīng)該都是可以的。。。反正，我們知道那是真值可能存在的誤差范圍。。



補(bǔ)充內(nèi)容 (2016-12-5 16:12):
只是個(gè)人的理解啊=。=做為新人，不確定度理論還處在學(xué)習(xí)中，探討此理論本身的弊病與否完全超出了我的能力范疇啊=。=

補(bǔ)充內(nèi)容 (2016-12-5 16:22):
總體，U1可以理解為無信息情況下無奈使用的MPEV。不過U2和U3不是一個(gè)嗎？規(guī)程上應(yīng)該是同一個(gè)吧=。=計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度只是個(gè)分量啊？？？

史錦順 發(fā)表于 2016-12-5 11:51
-
       主帖《不確定度U的三種不同含義》中提到吳下阿蒙先生。
       知你好學(xué)，且有較強(qiáng)的分析、判斷 ...

不確定度就是誤差范圍。只是對“不確定度”一詞，缺少必不可少的限制詞，于是出現(xiàn)大量用語的混淆。

不確定度確實(shí)存在您說到這些（雖然您的分析我沒看太明白，但這句結(jié)論我理解-。-！），
您大致分了三類1.MPEV  2.測量結(jié)果的不確定度   3.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度   
光只說一個(gè)不確定度確實(shí)容易混淆。但其實(shí)規(guī)程中已經(jīng)將不確定度詳細(xì)的分類了，而一般情況我認(rèn)為我們常說的不確定度全稱應(yīng)該為“測量結(jié)果的不確定度”。 這不是約定俗成的嘛？？

       史老師的文章都沒什么人敢評論了。我來說說看法吧。小結(jié)中1和3實(shí)際上是一個(gè)意思，應(yīng)該合并，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)也是儀器嘛。“不確定度”這個(gè)名詞不用，用啥名詞呢？“誤差范圍”也不是誤差理論的現(xiàn)有名詞，它的嚴(yán)格定義是什么？

285166790 發(fā)表于 2016-12-5 22:53
史老師的文章都沒什么人敢評論了。我來說說看法吧。小結(jié)中1和3實(shí)際上是一個(gè)意思，應(yīng)該合并，計(jì)量標(biāo) ...

-
        先生說：“史老師的文章都沒什么人敢評論了。”
        我不希望這是真的。我沒有那種“望而生畏”的地位與水平。
        但也不能否認(rèn)一個(gè)事實(shí)：老史用數(shù)學(xué)表達(dá)觀點(diǎn)，將概念表達(dá)為符號，將關(guān)系表達(dá)為公式，而且公式必須推導(dǎo)，這種作法，是物理學(xué)嚴(yán)格性的要求。測量計(jì)量理論包括大量數(shù)量關(guān)系，表達(dá)數(shù)量關(guān)系，只憑文字，是易于混淆的。不確定度理論的一個(gè)大毛病，就是缺乏甚至沒有數(shù)學(xué)推導(dǎo)。
-
       先生說：“計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)也是儀器，儀器有不確定度，標(biāo)準(zhǔn)也有不確定度，應(yīng)該合并”。
       合并的結(jié)果就是混淆。都叫測量不確定度U，誰的U，必然混淆。
       例如，從吳下阿蒙的帖子中，就可以看出這種混淆（注意，這是不確定度論的通病，不是阿蒙的個(gè)人問題）。
       阿蒙有時(shí)說:不確定度U就是MPEV（第一句）;多數(shù)時(shí)候說：U遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于MPEV.第一句與第二句是背反的，單看這兩句話，必有一句是錯(cuò)誤的。但事實(shí)是，兩句話都是對的。毛病出在不確定度這個(gè)詞缺少定語，混淆了。為什么不指責(zé)MPEV？因?yàn)檎`差理論的名詞術(shù)語，必須加定語，就是或者是儀器的MPEV,或者是標(biāo)準(zhǔn)的MPEV.單獨(dú)說一個(gè)MPEV,在計(jì)量場合，是被檢儀器的還是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的，就不清楚了。誰不加定語，是個(gè)人責(zé)任。而不確定理論不同，都叫“測量不確定度”，理論本身如此，不區(qū)分就是常規(guī)了。因此，這種不區(qū)分產(chǎn)生的混淆，責(zé)任在不確定度理論。先生主張不區(qū)分，就是受不確定度論影響的結(jié)果。  
-
       如果加以區(qū)分，加以標(biāo)示，就不會(huì)混淆了。
       在計(jì)量場合，有儀器也有標(biāo)準(zhǔn)。儀器的不確定度標(biāo)示為U_儀，標(biāo)準(zhǔn)的不確定度標(biāo)示為U_標(biāo)，再說就清楚了。
       1) 不確定度U_儀與儀器的MPEV等同
       2）不確定度U_標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)的MPEV等同
       3）不確定度U_系是測定系統(tǒng)誤差時(shí)的誤差范圍。U_系不是合格性判別的待定區(qū)半寬。
       4）不確定度U_標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于儀器的MPEV

       以上四句，都成立，沒有矛盾。這是將不確定度U進(jìn)行區(qū)分的功效。
-
       請想一想，先生。不區(qū)分，必然混亂。
-

史錦順 發(fā)表于 2016-12-6 09:17
-
        先生說：“史老師的文章都沒什么人敢評論了。”
        我不希望這是真的。我沒有那種“望而 ...

  阿蒙有時(shí)說:不確定度U就是MPEV（第一句）;多數(shù)時(shí)候說：U遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于MPEV.     這個(gè)不能斷章取義啊，這我寫了我認(rèn)為的前提吧。。。  MPEV最大允許誤差雖然是被稱位誤差極限值，但從實(shí)際出發(fā)，某一儀器的誤差范圍真能達(dá)到那么大？假設(shè)我這里有一個(gè)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)儀器，在我看來，只有當(dāng)信息不足,我們才會(huì)使用它的MPEV的，此時(shí)用MPEV除根號3轉(zhuǎn)換為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度分量u1，此時(shí)，就是您提到的1，這個(gè)u1就是MPEV。當(dāng)我們有足夠的信息，我們有了此儀器校準(zhǔn)報(bào)告中校準(zhǔn)修正值和不確定度U，那么我們就有更小更精確的范圍啦，這時(shí)候我們用校準(zhǔn)報(bào)告中的不確定度U除以k得到計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度分量u2.性質(zhì)上u1和u2是一樣的，都是表征計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)可能產(chǎn)生的誤差范圍（但u2修正了部分已知誤差，并且由更高的標(biāo)準(zhǔn)給出了更小的可能誤差范圍），很明顯u1>u2，且很多時(shí)候u1>>u2。說白了，不確定度是一種估計(jì)，在已知信息不同的情況下，對同一個(gè)量的估計(jì)自然會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。。這是我的理解。。

而且，總體上我是贊成您的觀點(diǎn)的，不確定度確實(shí)是需要加上特定的定語的。測量結(jié)果的不確定度，儀器的不確定度，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度等等，但這其實(shí)規(guī)程中已經(jīng)指出了啊。。。或許要添加更多的定語？？？

史錦順 發(fā)表于 2016-12-6 09:17
-
        先生說：“史老師的文章都沒什么人敢評論了。”
        我不希望這是真的。我沒有那種“望而 ...

        U完整說起來是"測量結(jié)果的不確定度"，”測量結(jié)果“就是主語。不存在”儀器的不確定度“之類的一說，那叫”儀器的測量不確定度“，其核心仍然在”測量"兩字，是“測量結(jié)果”的一部分內(nèi)容。沒有測量就沒有不確定度，所謂“儀器的測量不確定度”也是建立在對儀器進(jìn)行過測量的基礎(chǔ)上得到的，這個(gè)測量者可以是廠家，也可以是其它計(jì)量機(jī)構(gòu)，它們可以分別給出各自的U。
       阿蒙所說的意思是這樣理解的：由于廠家是對批量化產(chǎn)品給出的U或MPEV（臺域統(tǒng)計(jì)），這個(gè)方法是在JJF1059.1里的，其包含范圍要涵蓋一批儀器的總體要求，計(jì)量機(jī)構(gòu)給出的是針對單臺儀器的U,所以廠家給出的U（MPEV）通常比計(jì)量機(jī)構(gòu)給出的U大不少。那么我們在用的時(shí)候就要分情況，如果不修正就用廠家的U（前提是廠家給出U或MPEV經(jīng)檢定合格），如果修正就用計(jì)量機(jī)構(gòu)給出的U。
       最后補(bǔ)充一點(diǎn)，儀器既可以作為被檢者，也可以作為標(biāo)準(zhǔn)器，U儀、U標(biāo)，沒必要再區(qū)分那么細(xì)，實(shí)際上只有U系這一種U，它是哪臺儀器的測量結(jié)果，就跟哪臺儀器有關(guān)。

285166790 發(fā)表于 2016-12-6 12:37
U完整說起來是"測量結(jié)果的不確定度"，”測量結(jié)果“就是主語。不存在”儀器的不確定度“之類的一 ...

大致我是這么理解的。謝謝您指出“儀器的測量不確定度”，我查閱了下1001，發(fā)現(xiàn)全部不確定度都是簡稱，前面都有測量二字（定義的不確定度除外）。而我對MPEV和U的區(qū)別，想法來自于1033中計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度的解釋。

應(yīng)該明白：不確定度就是誤差范圍。

不同意這種說法。不確定度跟誤差沒有關(guān)系。

吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-6 14:15
大致我是這么理解的。謝謝您指出“儀器的測量不確定度”，我查閱了下1001，發(fā)現(xiàn)全部不確定度都是簡稱，前 ...

對于已經(jīng)理解其意思人來說，簡稱一下也無所謂，對于史先生不一樣，要摳字眼，不能簡稱。

285166790 發(fā)表于 2016-12-6 19:38
對于已經(jīng)理解其意思人來說，簡稱一下也無所謂，對于史先生不一樣，要摳字眼，不能簡稱。 ...

-
       老史討論學(xué)術(shù)，重點(diǎn)著眼于物理意義、數(shù)學(xué)推導(dǎo)和實(shí)際應(yīng)用。從來不計(jì)較全稱還是簡稱。來本論壇初期，本人就用簡稱“不確定度”，受到規(guī)矩灣錦苑先生的指摘，說必須叫“測量不確定度”。先生竟說老史摳“全稱/簡稱”的字眼，請先生不要胡說。
-
       至于老史講不確定度的三種含義的區(qū)分，那是物理意義的問題，又是實(shí)際應(yīng)用中常見的混淆現(xiàn)象，是應(yīng)該弄清楚的。
       不確定度的三個(gè)含義，各自有不同的內(nèi)容，不同的數(shù)值。絕不是摳字眼。
-

史錦順 發(fā)表于 2016-12-6 09:17
-
        先生說：“史老師的文章都沒什么人敢評論了。”
        我不希望這是真的。我沒有那種“望而 ...

        我本人對測量不確定度理論未來的發(fā)展是持積極的態(tài)度的，但史老師的這句話——“不確定度理論的一個(gè)大毛病，就是缺乏甚至沒有數(shù)學(xué)推導(dǎo)”直戳要害，簡直快要了測量不確定度理論的命啊。我們知道，歷史上那些非常成熟的且在工程界發(fā)揮巨大作用的科學(xué)理論，比如經(jīng)典力學(xué)、經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)、非相對論量子力學(xué)、線性系統(tǒng)理論等都是高度數(shù)學(xué)化的（尤其是公理化的體系結(jié)構(gòu)），即便是過去立下悍馬功勞的幕后英雄——誤差理論，數(shù)學(xué)化程度也不低；而數(shù)學(xué)化程度較低的理論，比如傳統(tǒng)生物學(xué)（不包括生物信息學(xué)），從形成概念、判斷到推理大量依靠自然語言，受自然語言的不精確性和表觀性的影響，其邏輯體系很松散，而且有時(shí)含糊不清，不得不借助大量的圖片和表格數(shù)據(jù)來彌補(bǔ)這個(gè)缺陷。對于數(shù)學(xué)的意義，物理大師費(fèi)曼先生曾說過：“……因?yàn)閿?shù)學(xué)不僅僅是另一種語言。數(shù)學(xué)是一種語言加上推理；它就好像是一種語言加上邏輯。數(shù)學(xué)是一種推理的工具。事實(shí)上它是一些人的精心思考和推理的結(jié)果的一種龐大的集合。通過數(shù)學(xué)就有可能把一條陳述同另一條陳述聯(lián)系起來。”（摘自《物理定律的本性》費(fèi)曼著。）所以，測量不確定度理論要想頑強(qiáng)地生存下去，若不經(jīng)歷抽象的數(shù)學(xué)化運(yùn)動(dòng)的改造使之成為名副其實(shí)的科學(xué)理論，而只依賴某某國家或國際性的官方機(jī)構(gòu)通過行政手段或政治力量不斷發(fā)行法定性的技術(shù)規(guī)范等文件企圖自我救贖，是難以為繼的。值得注意的是，要先有科學(xué)理論的完善，而后才有官方依據(jù)該科學(xué)理論建立的技術(shù)規(guī)范，不可本末倒置。當(dāng)然，這項(xiàng)數(shù)學(xué)化運(yùn)動(dòng)不可能僅由計(jì)量界的工程師就可以實(shí)現(xiàn)得了，這大大超出了計(jì)量工程師的能力，應(yīng)該廣泛吸引當(dāng)代優(yōu)秀的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和各領(lǐng)域的工程科學(xué)家來共同完成。總之，我仍然看好測量不確定度理論，關(guān)鍵在于它要獲得真正的發(fā)展，而非官方的政治推動(dòng)。

備注：受本人閱歷和學(xué)識的極度限制，所說、所想定有重大錯(cuò)謬，史老師批評時(shí)不必留情。

physics 發(fā)表于 2016-12-7 23:15
我本人對測量不確定度理論未來的發(fā)展是持積極的態(tài)度的，但史老師的這句話——“不確定度理論的一 ...

-
       先生思路正確。贊一個(gè)。
-
       我于1993年接觸不確定度理論。開始的想法，和現(xiàn)在先生的想法差不多。覺得：雖然有些不適應(yīng)，但既然是國際組織推薦的，總有其道理，要學(xué)習(xí)，要研究，要應(yīng)用。于是采取幫助其發(fā)展的態(tài)度。大概是1995年，中國宇航學(xué)會(huì)在武漢開學(xué)術(shù)會(huì)議，我還寫了一篇文章，意思是誤差理論用于常量測量，而不確定度的理論可以涵蓋常量測量與隨機(jī)變量測量的全部領(lǐng)域。不久，由于一個(gè)實(shí)際問題，我不得不否定自己的這個(gè)見解。
-
       那時(shí)，我是幾項(xiàng)重要宇航測量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備（外測）的計(jì)量師。在統(tǒng)計(jì)偏差該不該除以根號N的問題上，必須做出判斷。很快就想清楚了：統(tǒng)計(jì)變量的表征量是單值的σ，不能除以根號N。而不確定度論的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是除以根號N。這是不對的。這是我懷疑、抨擊、否定不確定度理論的開始。
-
       二十多年來，我研究誤差理論，目標(biāo)就是用幾個(gè)公理性的“法則”，從誤差量的特點(diǎn)出發(fā)，用數(shù)學(xué)推導(dǎo)的辦法，構(gòu)成測量計(jì)量學(xué)的公式化體系。其匯集就是《史氏測量計(jì)量學(xué)說》一書（本欄目有征求意見稿）。近兩年有重要的兩項(xiàng)發(fā)展，一項(xiàng)是“交叉系數(shù)決定合成法”；一項(xiàng)是“統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的方式與統(tǒng)計(jì)實(shí)踐的方式必須一致”。
       寫過數(shù)本書的都成（范巧成）先生評價(jià)說：這是老史的“兩大敗筆”。看后，我一笑了之。果然有人不識貨。是金子，總會(huì)發(fā)光的。
-
       其中的第一項(xiàng)，“范圍合成”，避開了“求知分布”、“判斷相關(guān)性”等難題，應(yīng)用時(shí)是極為方便的。有人懷疑，簡單了，但正確嗎？正確不正確，要看推理邏輯，要看一步一步的推導(dǎo)是不是對。前提正確、有理有據(jù)的一步一步地推導(dǎo)，還怕懷疑嗎？誰能指出一步錯(cuò)，老史就老老實(shí)實(shí)認(rèn)錯(cuò)，并拜他為師。
-
       其中的第二項(xiàng)，“統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)的方式與統(tǒng)計(jì)實(shí)踐的方式必須一致”，是個(gè)重要的判斷是非的原則。這個(gè)原則，對當(dāng)前的測量計(jì)量界的學(xué)術(shù)爭論，有“一語定音”的作用。
       每臺儀器，定標(biāo)、計(jì)量、應(yīng)用，都是一臺儀器單獨(dú)使用的情況。對儀器性能的統(tǒng)計(jì)，必須是“時(shí)域統(tǒng)計(jì)”。
       儀器的指標(biāo)是誤差范圍（MPEV）.包含有系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差，而以系統(tǒng)誤差為主。按不利情況分析（由于誤差量的上限性特點(diǎn)，必須保險(xiǎn)估計(jì)），即按系統(tǒng)誤差計(jì)算。
       不確定度理論，把MPEV當(dāng)成隨機(jī)誤差、均勻分布處理，這是“臺域統(tǒng)計(jì)”，僅適應(yīng)于“多臺儀器測量一個(gè)物理量”的情況。儀器性能，沒有“各態(tài)歷經(jīng)”性。而99%以上的測量是一臺儀器測量（用20臺儀器測量同一量，是極少數(shù)）。這樣，不確定度理論的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，是不成立的。對一臺儀器，系統(tǒng)誤差是恒值（或近似恒值）。是δ分布，而不是均勻分布。對系統(tǒng)誤差，標(biāo)準(zhǔn)不確定度不成立，往下就沒法進(jìn)行了，于是，不確定度理論就只能被否定了。
-
       很贊賞先生重視“數(shù)學(xué)推導(dǎo)”的觀點(diǎn)。一經(jīng)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)，不確定度理論的虛偽本質(zhì)就暴露了。
-
       先生一時(shí)還對不確定度理論存有幻想，沒關(guān)系，接觸多了，當(dāng)能認(rèn)識到其本質(zhì)。
-
       關(guān)于測量計(jì)量理論數(shù)學(xué)化的工作，我此前做了些，近幾年加速了。這個(gè)工作要靠測量計(jì)量領(lǐng)域的人員，外行的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，處理不了這件事。因?yàn)楫吘箤?shí)踐是第一位的。具體的實(shí)踐體會(huì)，是基礎(chǔ)。還是我們這些測量計(jì)量工作者自強(qiáng)吧！
-

史錦順 發(fā)表于 2016-12-8 08:25
-
       先生思路正確。贊一個(gè)。
-

關(guān)于“計(jì)量是統(tǒng)計(jì)測量”和 “交叉系數(shù)”是否可用，我提醒您再好好考慮一下，壇子里不只我一人反對，許多重量級網(wǎng)友也不贊同，您的態(tài)度卻是：“看后，我一笑了之。”笑得好!很好！

physics 發(fā)表于 2016-12-7 23:15
我本人對測量不確定度理論未來的發(fā)展是持積極的態(tài)度的，但史老師的這句話——“不確定度理論的一 ...

“測量不確定度”合成的數(shù)學(xué)來自“統(tǒng)計(jì)學(xué)”，物理原理來自“誤差理論”，實(shí)際上各個(gè)環(huán)節(jié)都非常嚴(yán)謹(jǐn)。奈何有些人非要把它們割裂甚至對立開來看待，造成了今天的局面。

"不確定度"本身應(yīng)該是個(gè)不錯(cuò)的東西，它把"量值對象提供者"的"認(rèn)識能力"與"量值對象"的"客觀屬性"適當(dāng)結(jié)合，為"量值對象"的"應(yīng)用者"提供了極大的方便！--- 如果有理由相信"提供者"的報(bào)告，那么，"應(yīng)用者"對"量值對象"的"取值范圍"便有了"可靠"的把握！……… 現(xiàn)時(shí)的"困惑"可能還是由于現(xiàn)行"測量不確定度"的"主導(dǎo)者"(有權(quán)下"定義"者)在"認(rèn)識"上的某種"絕對化"---由"測不準(zhǔn)原理"出發(fā)，"認(rèn)定"這世上沒有"只會(huì)取唯一值"的"量值對象"存在！進(jìn)而否定"真值"的概念價(jià)值！"邏輯"上的必然連鎖: 這世上不存在"確定"的量！？……還如何"數(shù)學(xué)"理論呢？ 史先生對此類"絕對化"認(rèn)識的"批判"是值得贊賞的！但對老人家"最近的兩大研究成果"只能相對一笑了！  "不確定度"的健康發(fā)展，缺的應(yīng)該不是"數(shù)學(xué)"，而是"認(rèn)識"上的"合理"化---在適當(dāng)?shù)?quot;實(shí)用假定"下，承認(rèn)有"單一量值"的"量"

(承樓上)、"量值確定"的"量"存在，承認(rèn)"真值"的概念地位(其實(shí)這些現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)？)，…，在"官方"文件中澄清"不確定度"與"誤差"的實(shí)際關(guān)系(除了"規(guī)矩"之類，大部分業(yè)內(nèi)人士實(shí)際是清楚的。國外一些學(xué)者的著述，譬如本論壇另貼介紹的"泰勒"，也是清楚的)

njlyx 發(fā)表于 2016-12-8 14:24
"不確定度"本身應(yīng)該是個(gè)不錯(cuò)的東西，它把"量值對象提供者"的"認(rèn)識能力"與"量值對象"的"客觀屬性"適當(dāng)結(jié)合， ...

"測量不確定度“是否一定來自于具有溯源性的測量，現(xiàn)在確實(shí)不太清楚，從字面定義來看，并非一定是經(jīng)過溯源的測量，如果是未經(jīng)溯源的一般測量也算在內(nèi)的話，是有可能不包含真值的。

285166790 發(fā)表于 2016-12-8 15:31
"測量不確定度“是否一定來自于具有溯源性的測量，現(xiàn)在確實(shí)不太清楚，從字面定義來看，并非一定是經(jīng)過溯 ...

是否"真"的包含"真值"是沒人能夠100%保證的，但"報(bào)告者"起碼是按著"包含"真值""的愿望來"評估"的，如果相應(yīng)的"信息"沒有相對的"可靠性"(譬如一些不具"溯源性"(大致="來歷不明")的"測量"數(shù)據(jù))，負(fù)責(zé)任的"報(bào)告者"是不會(huì)采用的。……統(tǒng)計(jì)學(xué)家們在論及"測量不確定度"時(shí)不認(rèn)"真"值，大抵是認(rèn)為:"測量不確定度"就是相應(yīng)"量"的"散布(寬度)"【~散布的"標(biāo)準(zhǔn)偏差"】，"量"的每一個(gè)"樣本值"("散布"的各個(gè)點(diǎn)"值")都是該"量"的"真"值，不是"假"值，因而不必強(qiáng)調(diào)"真"字了，簡稱"量值"就好，都是"真值"。………他們不大理解"測量"人士的"職業(yè)"關(guān)注: 在很多情況下，那些"量"的每一個(gè)都是"真"的"樣本值"需要通過"測量"來"獲取"，但我們即便"費(fèi)盡了心力"，也無法"圓滿"完成這個(gè)"任務(wù)"，只能"獲得"這些"真"的"樣本值"的"測得值"！它們與"真"值是有"差別"的！

吳下阿蒙 發(fā)表于 2016-12-6 09:26
阿蒙有時(shí)說:不確定度U就是MPEV（第一句）;多數(shù)時(shí)候說：U遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于MPEV.     這個(gè)不能斷章取 ...

1. MPEV最大允許誤差雖然是被稱位誤差極限值，但從實(shí)際出發(fā)，某一儀器的誤差范圍真能達(dá)到那么大？假設(shè)我這里有一個(gè)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)儀器，在我看來，只有當(dāng)信息不足,我們才會(huì)使用它的MPEV的，此時(shí)用MPEV除根號3轉(zhuǎn)換為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度分量u1，此時(shí)，就是您提到的1，這個(gè)u1就是MPEV。當(dāng)我們有足夠的信息，我們有了此儀器校準(zhǔn)報(bào)告中校準(zhǔn)修正值和不確定度U，那么我們就有更小更精確的范圍啦，這時(shí)候我們用校準(zhǔn)報(bào)告中的不確定度U除以k得到計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度分量u2.性質(zhì)上u1和u2是一樣的，都是表征計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)可能產(chǎn)生的誤差范圍（但u2修正了部分已知誤差，并且由更高的標(biāo)準(zhǔn)給出了更小的可能誤差范圍），很明顯u1>u2，且很多時(shí)候u1>>u2。說白了，不確定度是一種估計(jì)，在已知信息不同的情況下，對同一個(gè)量的估計(jì)自然會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。。這是我的理解。。
   
2. 
   
3. 而且，總體上我是贊成您的觀點(diǎn)的，不確定度確實(shí)是需要加上特定的定語的。測量結(jié)果的不確定度，儀器的不確定度，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度等等

復(fù)制代碼

以我現(xiàn)在的知識水平，我對您說的這些深以為然，我認(rèn)為你理解的就是我理解的。但是，你說的有條理多了！

學(xué)習(xí)大神，原來U還有那么多含義

學(xué)習(xí)了漲知識