計量論壇

                         兩類評定的理論背景-評UA評定(1)

                                                                                 
                                                  史錦順

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《JCGM200-2012》即VIM第三版指出：當今世界測量計量界，存在哲學觀與方法論不同的兩個學派，即誤差論（Error Approach,
簡稱CA）與不確定度論（Uncertainty Approach簡稱UA）。

本系列評論的對象是不確定度論（UA）的兩類評定。簡稱UA評定。

本段論述UA評定的理論前提。

不確定度論的內容，大致有三部分：第一部分是對誤差理論的指謫；第二部分是不確定度理論；第三部分是兩類評定。前兩部分是不確定度兩類評定（UA評定）的理論前提，本文概要評論如下。

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（一）點評UA對CA的指謫

【UA】

真值是不可知的。

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【史評】

這個論斷，是誤差理論與不確定度論的根本分歧。

什么是量？量是物質、物體、現象的可定性區別并可定量確定的屬性（VIM第一版、第二版）。這個關于量的定義表明，量必定是可確定的，量必定是可知的。

真值就是量的客觀值、實際值。客觀值是可以認識的，真值是可知的。真值可知，人們才去測量它；如果真值不可知，還哪有可能去測量？又何必去測量？

“真值不可知”是赤裸裸的不可知論。不可知論是一切科學的悖論。真值不可知的觀點，是錯誤的。

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【UA】

誤差是不能計算的。

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【史評】

不確定度論說：“誤差等于測得值減真值，不知真值，誤差不可求”。還振振有詞地說：真值你當然不知，知道了何必測量？

這是個測量佯謬。所發指難，根本不存在。

原來測量計量界，分工為兩大領域，一個是測量，一個是計量。建立標準，確定測量儀器的誤差，是計量的事。當人們進行測量時，第一步就是選擇測量儀器，測量的誤差由測量儀器的誤差決定，測量既得到了測得值，也同時知道了測得值的誤差范圍。根本就不需要進行“測得值減真值”的操作。計量法明文規定，計量合格的測量儀器才準使用。計量合格，就是誤差范圍合格。

至于測量儀器的計量，要以誤差可略的計量標準作為相對真值。VIM第三版已承認，同被檢儀器相比，誤差可略的標準值，可視為真值。這里的真值存在UA已承認，不再細說。UA不承認測量場合的真值可知，但測量場合測量儀器誤差范圍已知，故原指的問題不存在。

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【UA】

真值、誤差都是理想概念，建立在真值概念基礎上的誤差理論是不能實用的。

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【史評】

誤差理論已有三百年的歷史，是實用的。經典測量學的真值概念，有其理想含義，實踐中，巧妙地運用了如下三項原理，使真值與誤差的概念，既保持了明晰的物理意義，又可在一定規范下，靈活應用。

（接下頁）

       1 微小誤差可略原理

以相對真值表征絕對真值。計量標準的標稱值作為計量測量儀器時的真值；上級計量標準的標稱值作為下級計量標準的真值。基準的標稱值，是一切計量標準與所有測量儀器的真值。

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2 等量代換原理（參見《誤差與不確定度百論集》p265）

“等量代換法則”包括測量的等量代換、計量的等量代換、貝塞爾公式的等量代換，測量方程的等量代換、誤差方程的等量代換。

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3 保險代換原理

測量計量領域廣泛運用的重要代換是保險代換，這是有較大安全裕度的代換，就是誤差范圍對誤差元的代換。由于誤差范圍以99.73%（取3σ）的概率包含誤差元，因此，以誤差范圍代替誤差元，是充足條件代換，即保險代換。由是，通常測量者以測量儀器的誤差范圍當做測量誤差，計量者以計量標準的誤差范圍當做檢定的誤差，既方便又合理。

誤差理論與其指導下的操作是正確的。世界近代三百年的測量計量事業是成功的，有些是卓有成效的。UA對CA的指難，不成立。

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（二）點評不確定度論的基本理論

1 不確定度的定義

【UA】

根據所用到的信息，表征賦予被測量量值分散性的非負參數

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【史評】

定義是明確概念的邏輯形式。馬虎不得。不確定度的定義，20年來，幾經變化，實在是“不確定”，讓人難以理解不確定度到底是什么東西。上條是VIM 2012的最新版本（同于2008版）。

分散性，僅僅是量值或測得值特性的極小的一部分。測得值的要害是對真值的偏離程度，由于不確定度論否定真值，不好提偏離性，也無法說明“分散”一詞是指誰對誰的分散。于是不確定度論的混亂性就無法避免。

       GUM說不確定度是可信性，有人說是可靠性，有人說是誤差的誤差，都不沾邊。不確定度論的立意是代替誤差理論，可是它無能、無信；二十年來，只是添麻煩，造混亂，沒有些許有益的建樹。

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2 標準不確定度

【UA】

按貝塞爾公式計算σ；σ除以根號N是標準不確定度。

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【史評】

運用貝塞爾公式計算的前提，必須先定義被統計的單元。在經典測量學中，統計的標準是真值，統計單元是誤差元；統計中，統計標準是數學期望，統計單元是偏差元（測得值減數學期望）。真值是客觀存在；數學期望是測量次數無限時平均值的極限。真值、數學期望都是理想值。不確定度一出世就極力攻擊理想值，于是既不可能承認真值，也不好提作為理想值的數學期望，于是也就給不出“統計單元”來。硬套貝塞爾公式，是濫用。

（接下頁）

水的基本單元是水分子（H2O）銅塊的基本單元是銅原子（Cu），大樹的基本單元是細胞，計算機CPU的單元是門電路。誤差元是單元，誤差元構成誤差范圍，誤差范圍是域。不確定度似乎是域，但什么是不確定度的單元呢？沒有。不確定度好比是沒有水分子的水，好比是沒有細胞的樹。不確定度是沒有單元的集合，它是空集。不確定度無明確的物理意義；于是，沒準譜，不倫不類。
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套用貝塞爾公式得到σ，還要除以根號N才是標準不確定度。在統計測量中，變量的分散性的統計表征量是σ，除以根號N，就是把客觀存在的分散性人為地縮小根號N倍，是錯誤的。

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3 合成不確定度

【UA】

合成不確定度計算：隨機誤差、系統誤差，不論誤差項是否相關，一律均方合成。

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【史評】

誤差項一律均方合成，沒有道理。不確定度論攻擊誤差理論：合成方式不統一。其實，客觀事物是復雜的，只準一種合成方式，是不合理的。對相關項，人為規定相關系數為零，是錯誤的。

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4 擴展不確定度

【UA】

設σ為合成不確定度，kσ為擴展不確定度。k取2.

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【史評】

正態分布下，k取2的置信概率是95.54% ，k取3的置信概率是99.73%，歷史發展了，技術進步了，可信性理應提高，而不是降低。我國長征系列火箭的成功概率已達97%，而一臺儀器的可信概率竟降低到95%，實在是不應該。不確定度論批評誤差理論保險、保守、浪費；筆者認為，不確定度論降低置信系數是冒險、是夸張指標，是人為制造隱患！

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（三）
        筆者是誤差論派，堅決反對不確定度論。認為：不確定度論是國際計量界的一股逆流，一股錯誤潮流。

不確定度論否定真值可認識，出發點錯了；否定測得值與真值差距這個基本認識途徑，方向錯了；西格瑪一律除以N，公式錯了；混淆手段與對象，結果錯了。不確定度論的錯誤是全方位的，是根本錯，全盤錯。

為了揭發不確定度的種種弊端，筆者已寫了《18評》、《18論》、《18辨析》、《18討論》等各系列雜文。匯集在《誤差與不確定度百論集》中。為使網友有個大致的了解，以便于閱讀以后的文章，這里概要講了筆者與不確定度論的不同觀點。本系列雜文，重點是抨擊不確定度論的兩類評定，本段是背景介紹，下段轉入正題。

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