真功夫與花架子-評UA評定(18)
史錦順
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(一)誤差分析是真功夫
真值、誤差、準確度是誤差理論的基本概念。真值就是客觀實際值。客觀世界是可以認識的,真值是可以認識的。誤差是測得值與真值的差距。測得值減真值是誤差元;誤差元構(gòu)成誤差范圍。誤差元的絕對值最大可能值,是誤差范圍,誤差范圍稱準確度,準確度是定量的。
測量的目的是得到準確度夠格的測得值。
測量講究準確,準確是測量的靈魂;計量以標準的準確保證測量儀器的準確,準確是計量的命脈。
測量計量領域的主要工作為:
1 發(fā)明、設計、制造計量基準、計量標準;
2 發(fā)明、設計、制造測量儀器;
3 計量:檢定測量儀器、計量標準,做出合格性判別。進行量值傳遞,監(jiān)督并保證測量儀器的準確。
4 測量:選用合適的測量儀器,進行測量,取得測量結(jié)果。測量結(jié)果要包括測得值與誤差范圍兩個部分。
在上述四類工作中,都離不開誤差分析。誤差分析是測量計量的真功夫。
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測量儀器、計量標準,是測量計量的物質(zhì)基礎,是測量計量工作的工具。因而研制測量儀器、研制計量標準,是測量計量最基礎的工作,也是測量計量最核心的課題。
測量儀器的所屬學科極廣。有些較簡單(如量具),有些則很復雜。但要求特定的準確度是其共性。測量儀器必備的要素是:
1 輸入裝置,例如傳感器;
2 量值標準或標準值的記憶裝置;
3 比較器,實現(xiàn)被測量與標準量的比較;
4 數(shù)據(jù)處理與顯示,例如指示刻度、讀數(shù)等
5 測量儀器的性能指標包括:量程、分辨力、準確度等。
準確度就是誤差范圍。誤差范圍由隨機誤差與系統(tǒng)誤差構(gòu)成。隨機誤差表現(xiàn)為測得值的分散性;系統(tǒng)誤差表現(xiàn)為測得值的平均值對被測量實際值(真值)的偏離性。
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研制測量儀器的真功夫是誤差分析。否定誤差分析,就無從設計。
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計量標準的研制是較高檔次的研究工作;計量基準的研制是最高檔次的研究工作。計量基準的發(fā)明,可能獲得諾貝爾獎。頻率基準已有4代人獲諾貝爾物理獎(拉比、湯斯、拉姆齊、朱棣文)。這是世界頂尖的科學,而其基本功夫是誤差理論與某項減小誤差(主要是系統(tǒng)誤差)方法的發(fā)明。
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(二)消除對誤差理論的一些誤解
由于不確定度論的宣傳,當前,存在一些對誤差理論的誤解。人們該認真體會測量計量的兩大原理,以消除這些誤解。
誤差理論認為:量值是物質(zhì)世界的客觀屬性,客觀量值即真值,是可知的。人認識量值靠測量,測得值與真值的差距是誤差。誤差元構(gòu)成誤差范圍,誤差范圍是可求的。
真值概念、誤差概念有其理想性的一面,但真值、誤差又都是現(xiàn)實的。在理想與現(xiàn)實的聯(lián)系中,測量計量學利用了兩大原理,那就是微小誤差可略原理與等量代換原理。也就是說,依據(jù)微小誤差可略原理與等量代換原理,測量與計量實現(xiàn)了從理想量值到現(xiàn)實量值的過渡。不確定度論能夠盛行,一部分原因是一些計量工作者對這兩條原理缺乏了解,于是在不確定度論的風浪中,缺乏辨別力,上了不確定度論的當。
客觀存在是絕對的,人們的認識是相對的。相對真值可以代替真值,只要其差別可略。
測量的本質(zhì)就是實現(xiàn)代換,通過比較,實現(xiàn)已知標準量值對待測量的代換。基本代換是標準的相對真值對被測量絕對真值的代換,這是近似等量代換。代換的橋梁是體現(xiàn)某種物理原理的測量方程。代換成立的條件是誤差可略。
在測量中要用到誤差范圍對誤差元的代換,還要用到誤差范圍標稱值對誤差范圍實際值的代換。這兩個代換都是充足代換,即有余量的保險代換。
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明白微小誤差可略原理、懂得等量代換原理,就可消除對誤差理論的誤解,就可以破解“真值未知,誤差不可求”的測量佯謬。
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(三)不確定度論對誤差理論的誣陷
發(fā)現(xiàn)已有理論的缺陷或錯誤,提出新的觀點、新的學說,這是正常的學術(shù)發(fā)展之路。
不確定度論用誣陷的態(tài)度對待誤差理論,學風不正。說誤差理論是理想的,是定性的,不是定量的,這是胡說。大凡接觸過誤差理論的人都知道,誤差理論最講究定量。測量不僅要給出測得值,還要給出誤差范圍,測得值加減誤差范圍才是測量結(jié)果。計量更講究定量,計量比任何學科都更講究準確,焉能不定量?世界上沒有不定量的計量。
準確度是測量的靈魂,準確度是計量的命脈。準確度就是誤差范圍。準確度從來都是定量的,不確定度論誣陷準確度是定性的,違反歷史,違反實際,一派胡言。
有人說:“準確度是定性的,這是國際標準的明文規(guī)定”。史錦順認為:在真理面前,人人平等,判別理論的是與非,標準是看它是否符合實際,是否有道理。國際學術(shù)組織的權(quán)威的基礎是觀點正確;不管是誰,觀點錯誤,就沒有權(quán)威。人們對待錯誤的觀點,正確做法應該是要反對,要指出,要批駁,而不是盲目地人云亦云。準確度是定量的,這是三百年的測量計量史,是萬千科學家的實踐,是億萬臺測量儀器的標度,是任何人也改變不了的事實。憑空說“準確度是定性的”,即使是八個學術(shù)組織的明文規(guī)定,也只能是一紙空文,一句廢話。
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(四)不確定度論的幾大誤區(qū)
1 真值不可知論;
2 誤差不可求論;
3 忽視標準在計量測量中的決定性作用;
4 只講分散性,忽視偏離性——只揀芝麻,丟了西瓜;
5 重評估而輕視實測;
6 不確定度論著眼點只在測量,沒法用于標準、計量、測量儀器、常量測量、變量測量的指標、表征與檢驗等科目,也沒法標度機加工的零件尺寸的公差要求。
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(五)不確定度評定是花架子
不確定度論的一套理論,不確定度論的一套評定,是對誤差理論的一次大否定、大叛逆。
本系列評論。針對的是不確定度評定,簡稱UA評定。已經(jīng)指出:A類評定一律除以根號N,對統(tǒng)計測量,公式錯誤。計量是統(tǒng)計測量,不能除以根號N。A類評定用被檢測量儀器來考核檢定裝置的計量能力,這是本末倒置,顛倒對象與手段,是錯誤的。
B類評定,五花八門,且只是搜集信息,不進行實際測量,不可能據(jù)以作出獨立的有效的判斷,只是吃人家嚼過的饃,不過是把已有的數(shù)據(jù)再重算一遍,除以一個數(shù),再乘一個數(shù),得的值不過略小些,而卻降低置信率(由99.7%降至95.4%)。又算錯分辨力。……不確定度評定真沒勁,純粹是花架子,解決不了任何問題。現(xiàn)有的評定,不能處理任何獨立的合格性判別,不過是走過場,為的是給檢查組的走形式的大人們看。如此不實事求是,這真是計量界的悲哀。
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(六)要發(fā)展,不要倒退
評定,在測量計量領域,是不確定度論的特有術(shù)語。A類評定、B類評定,是不確定度論的特定內(nèi)容。本論評論,重點揭露A類評定的幾個弊病。而B類評定不過是收集資料,走過場。
測量依靠測量儀器,計量依靠計量標準,測量計量都必須講究實際測量。在實際測量的基礎上進行定量的計算。
不確定度論主張的是評估,是測量計量領域的一次歷史性的大倒退。
要發(fā)展,不要倒退。
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經(jīng)典測量計量學,著眼于常量測量,這是歷史的局限,但它在常量測量的領域中是正確的。不能否定。
現(xiàn)代測量計量,出現(xiàn)大量快變量測量,即統(tǒng)計測量。該如何處理,1966年出現(xiàn)的阿侖方差作了嘗試,物理思想好,數(shù)學表達有點問題。
為發(fā)展誤差理論,史錦順提出如下的新概念:“兩類測量及統(tǒng)計測量的新概念”、“測量方程的新概念”、“誤差方程的新概念”、“自差統(tǒng)計的新概念-兼論阿侖方差”、“量值群的新概念”;論證了測量計量的如下法則:“區(qū)分量值法則”、“準確性法則”、“微小誤差可略法則”、“等量代換法則”……。(參見《新概念測量計量學》第一卷、《誤差與不確定度百論集》,本網(wǎng)本欄目已載。)
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本輪評論,完。歡迎批評,希望辯論。
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