莫衷一是的不確定度定義-評VIM第3版(11)
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史錦順
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定義是明確概念內涵的邏輯手段。
測量計量領域的不確定度概念，提出于20世紀80 年代。1993年后，由于國際計量委員會與國際標準化組織等八個國際學術組織的推薦，不確定度風行于世。
人們問：什么是測量不確定度？
這個必須回答的問題，回答卻很難。原因并不是問題本身多難表達，而是不確定度論的提出者與宣傳者們，自己沒準譜，說法多變。不確定度論者給“不確定度”下過幾個定義，都不靠譜。且看老史的評論。
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（一）意思相背的可信性
【GUM】
2.2.1：“不確定度”這個詞，意指可疑的程度，廣義而言，“測量不確定度”意指對測量結果的正確性的可疑程度。
3.3.1：測量結果的不確定度反映了對被測量的值的認識不足。
【《測量不確定度》序言】
不確定度定量表示測量結果可信程度。
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【史評】
解釋不確定度概念的上述說法，都是含含糊糊的不明確的說法。什么叫“可疑程度”？什么叫“認識不足”？ 什么叫“可信程度”？明確的物理概念，應該用數學的公式表達出來，必要的條件是定量化。含含糊糊的可疑程度，含含糊糊的認識不足，含含糊糊的可信程度，沒有辦法、也不可能定量表達。查遍不確定度的指導書、規范，涉獵大量的不確定度宣貫材料，找不到一處對“可疑程度”、“認識不足”、“可信程度”的定量表達。
如上三個不確定度含義的不能定量表達，使不確定度概念沒有根，沒有基礎，以致語義不詳，所指內容沒法界定。
測量不確定度這個詞，似是而非、含混其辭，不配當科學術語。
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【互聯網】
網上查到如下說法：
在科學名詞中，特別是在統計學中有“可信性”與“置信度”等說法。
可信性是一個集合性術語。它用來表示可用性及其影響因素：可靠性、維修性、保障性等。
置信度,也叫置信水平。置信水平是指總體參數值落在樣本統計值某一區內的概率；而置信區間是指在某一置信水平下，樣本統計值與總體參數值間誤差范圍。置信區間越大，置信水平越高。
置信水平表示區間估計的把握程度。要求的把握程度越大，勢必得到一個較寬的置信區間，這就相應降低了估計的準確程度。
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【史評】
統計學給出的置信區間，區間越寬，可信度越高，也就是說區間越小，可信性越差。這和當今不確定度概念的意思恰恰相反。現今測量計量領域推廣的測量不確定度，是不確定度區間越小表示可信性越大（可疑度越小），而不確定度區間越大則可信性越小（可疑度越大），這和統計學上的概念，和網上所載的人們通常的說法，意思恰恰相反。
就具體數據來數，可信性應該是個百分數。例如正態分布，1σ的置信度為68%，2σ的置信度為95.54%，3σ的置信度為99.97%，即區間越大，則置信度越大。而不確定度論的說法是區間越小，置信度越大。說法反了。
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另一個問題是把不確定度說成是可信度，數量級不對。例如，我國計量院研制銫原子頻率基準，NIM5 不確定度為2E-15,寫成百分數是：
α= 0. 0000000000002% 1-α=99.9999999999998%
請問，若這叫不可信性（可疑度）的話，怎么稱呼？可信性99%，算很高了。怎么稱呼這15個9？“萬無一失”，已是極高的要求，不過是4個9；15個9，還是可信性嗎？不可能嗎。明明是誤差范圍，硬要說成是可信性，卻又不符合可信性的意思。這是不確定度論的一大敗筆。
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（二）主次顛倒的分散性說
【VIM】
VIM 第2版（1993）
3.9 與測量結果相聯系的參數，表征合理地賦予被測量之值的分散性。
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VIM第3版（2012）
2.26 根據所用到信息，表征賦予被測量量值分散性的非負參數。
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【史評】
以上是不確定度論對不確定度這個術語的主定義。
這兩個定義明確地說明不確定度表征的是分散性。不久前，竟有兩位網友說，上述兩個定義的主詞不是分散性。學語法學到這種程度，也實在讓人沒法接話。如果連“不確定度表達的是分散性”的原意都看不出的話，我看也就沒法談論學術了。
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分散性確實是測量結果的一項指標，但絕不是全部，而是一部分，且是次要的一部分。
測量誤差范圍由隨機誤差與系統誤差構成。隨機誤差表現為測得值的分散性，它是重要的，必然存在的，但它通常是次要的。通常，測量誤差的主要部分是系統誤差。
單個測得值對測得值平均值的波動，是分散性；測得值平均值對被測量真值的偏離，是偏離性，又叫偏倚。隨機誤差是分散性；系統誤差是偏離性。由于隨機誤差可以用多次測量的方法減小，而系統誤差不能用增加測量次數的方法減小，因而系統誤差表征的偏離性最重要，而隨機誤差表征的分散性雖然存在，卻是次要的。
不確定度論定義不確定度表達的是分散性，并用此來表征測量的總指標，這是顧小失大，只撿芝麻而丟了西瓜。
VIM給出的關于不確定度的定義，界定是分散性，回避偏離性，主次顛倒了。
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（三）來路不明的包含區間半寬說
【VIM第2版1993】
3.9注1
不確定度是“說明了置信水準的區間的半寬”。
【VIM第3版2012】
2.26 注2
不確定度是“說明了包含概率的區間的半寬”。
2.36
包含區間是說明了包含概率的包含被測量真值組的區間。
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【史評】
包含區間半寬的說法，很讓誤差理論派高興，不確定度論自己說出“不確定度是包含有真值的包含區間的半寬”，這就和誤差論派的表達一致了。包含真值的區間的半寬就是誤差范圍，即誤差元絕對值的最大值。啊！不確定度論與誤差理論在這里溝通，原來不確定度就是誤差范圍！
可惜，不確定度論的包含區間半寬的說法，來路不明。
VIM第2版，雖說是區間半寬，但不提真值的事，所謂區間，就可以解釋得含糊；而VIM第3版，明確說是包含真值的區間的半寬，這就沒法再讓區間隨意地飄忽不定了，必須明確定位，即必須包含真值。
問題是：包含區間是怎樣包含真值的呢？這是一個極大的漏洞，是不確定度論不能解決的問題。道理很簡單，不確定度論出世的基本立足點是“真值不可知”，從而回避真值，切斷測得值與真值相連的線索——誤差，不提真值概念、不要誤差概念，于是才弄出個不確定度概念來。不確定度在誕生時已經明確，它不與真值聯系。不確定度與真值間沒有關系，這是GUM反復向人們交代過的，人們怎會忘記？VIM第3版卻又說不確定度是包含真值的區間的半寬，真值從哪里來？真值是怎樣被包含的？沒法說通！
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如今VIM第3版說不確定度是包含真值區間的半寬，于是就必有如下表達式：
│M-Z│max =B （1）
M是測得值，Z是真值，B是區間半寬即不確定度。而誤差理論的表達式為
│M-Z│max =│r│max= R （2）
比較（1）（2）兩式即知，不確定度B就是誤差范圍R。這樣不確定度論就變成誤差理論了。注意，（1）式的寫法是誤差理論的寫法。不確定度論者不能這樣寫，誰這樣寫，他已經是承認真值概念了，就算不上是不確定度論者。
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區間半寬說存在如上兩大問題。第一，按不確定度論，不能說明真值是怎樣被區間包含的，即無法從數學上建立不確定度與真值的關系，因此區間半寬說就沒有物理上數學上的根據。第二如果按條文寫出（1）式，那就與（2）式相同了，完全成了誤差理論，不確定度論也就不必自立門戶了。
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（四）當做誤差，又不許說是誤差
不確定度到底是什么？
筆者認為：測量計量，說到底，就是那么點事：真值、測得值、誤差。測量計量的客觀對象是量值，量值的實際值叫真值，用測量儀器測得的是測得值，測得值與真值的差距是誤差。
測量計量這門學科，研究對象是量值，就是處理真值、測得值、誤差的問題。不確定度論妄圖繞開真值，拋棄誤差，于是也就說不清測量計量該處理的問題。
近二十來，畢竟世界上有大量的不確定度在用。人們又是怎樣用的呢？仔細看看，仔細想想，原來，無非是偷用，就是拿誤差范圍當不確定度用。老史說的不是事實嗎？且看：
1 不確定度的A類評定，即得到的A類不確定度，不過是隨機誤差范圍。按貝塞爾公式算西格瑪，測量計量界算了快二百年了，不確定度的作法，毫無新意。
2 不確定度的B類評定，就是利用按誤差理論給測量儀器確定的誤差范圍（又稱最大允許誤差），吃別人嚼過的饃，真沒味。偷人家的東西，算干什么。
3 大量樣板評定，評出的不確定度，是按誤差理論計算出來的。
4 中國的銫原子頻率基準，受國家獎勵時，指標是準確度，同一值，又報道說是不確定度。美國的銫原子頻率最高標準，二十年前的指標稱準確度，近二十年稱不確定度，2011年4月的報道又稱“不準確度”。細分析，“準確度”/“不準確度”/“不確定度”都是指誤差范圍（誤差元絕對值的最大值）。原本為同一指標。也就是說，在銫基準這個范疇中，實際應用上，不確定度與誤差范圍等效。
5 在中華人民共和國國家計量規范《JJF1033-2008 計量標準考核規范》中，對規格項目（同一欄目），多處規定為“不確定度或準確度等級或最大允許誤差”，也就是說不確定度與最大允許誤差是等效的。
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由以上5條可知，實用中不確定度是當誤差范圍用的，但請注意，“是”也不許說“是”，說“是”，就沒有不確定度存在的必要了。不確定度論要保持自身的存在，自己是不肯說實話的。
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不確定度是什么？GUM與VIM給出過幾種定義，但莫衷一是。不確定度論即使能解決的問題，誤差理論都可以解決。沒有一件是不確定度的特有功能（注）。有人問：那還搞個測量不確定度干什么？15年前，中國計量科學研究院的著名學者馬鳳鳴在全國時頻計量講習班上說過，是：“國際計量委員會的委員們，吃飽撐的。”
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注：這里說的沒有特有功能，指的是VIM意義下的現有應用。
但需說明，“不確定度”一詞，曾另有應用。筆者注意到，1973年（不確定度論尚未誕生）的國際基本物理常數的指標用的是“不確定度”，意指測量誤差與常數本身變化的綜合。
基礎測量（常量測量）講誤差，是認識工具的問題，有“誤”的含義；統計測量（變量測量），儀器的誤差可略，波動量（偏差）由量值本身的變化引入，已不是“誤”。基礎測量與統計測量分不開的情況，例如物理常數測量、基準測量，既有誤差部分，也有量值本身的變化部分，因而不該叫“總誤差”“綜合誤差”之類的詞，而可以叫“不確定度”。此不確定度是測量誤差與客觀量值變化的綜合體。不確定度一詞在測量計量中的應用，也許這是一個適宜的場合。但這和當前喧囂于世的不確定度論無關。
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