計量論壇

                                                                什么是測量結(jié)果

                                                                                                                       史錦順

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（一）測量結(jié)果的正解

測量，總會有結(jié)果?；蛘f：測量的結(jié)果，就是測量結(jié)果。這樣說，在通常的意義下，并無語病。在學(xué)術(shù)問題上，這樣是不夠的，而且已經(jīng)造成很大的誤解，我指的是世界性的話題，即關(guān)于不確定度理論的產(chǎn)生與爭論。當(dāng)然，不確定度論之誕生與推廣，有復(fù)雜的哲學(xué)的、社會的、認(rèn)識的背景，但與一點(diǎn)有密切關(guān)系，這一點(diǎn)就是：計量界許多人不明確測量結(jié)果的完整的含義。

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測量得到測得值，這一點(diǎn)誰都知道。測量的同時，也知道了誤差范圍，這個必然的事實(shí)，常被忽略；教科書、專著、計量規(guī)范、計量規(guī)程也強(qiáng)調(diào)得不夠，而且許多資料把測得值稱為測量結(jié)果，客觀上，忽視、抹煞了必然該知道的誤差范圍。

測量得到測得值，同時得到誤差范圍。測量結(jié)果就是測得值加減誤差范圍：

               測量結(jié)果=測得值±誤差范圍

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測量結(jié)果的正解就是測量結(jié)果等于測得值加減誤差范圍。VIM有時把測量結(jié)果說成是測得值，這是片面的，漏掉了誤差范圍。VIM有時又說測量結(jié)果包括測得值與測量的性能指標(biāo)，這是對的。但把性能指標(biāo)說成是不確定度，不對；應(yīng)該是誤差范圍，因?yàn)椴淮_定度是個定義多變、含混其詞的概念，測量的性能應(yīng)該是準(zhǔn)確度，即誤差范圍。有人說不確定度就是誤差范圍。那樣，不確定度成為誤差范圍的別名，如是，不確定度理論也就自行消亡了。

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誤差范圍是測量準(zhǔn)確性的定量表達(dá)，誤差范圍就是準(zhǔn)確度。

誤差范圍是測量儀器性能的特征性指標(biāo)，有此指標(biāo)，并經(jīng)計量公證，此儀器才可出售，才能使用（計量法）。測量者使用測量儀器進(jìn)行測量，必然已知此測量儀器的性能指標(biāo)（看過說明書，或由口頭相傳得知），已知此儀器合格（驗(yàn)過合格證）。不看說明書，不驗(yàn)合格證，那是不懂測量知識，要告訴他；他不理，那是他的錯。

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熟讀說明書，是一個測量計量工作者的必要基礎(chǔ)，由此才能正確使用儀器（包括滿足儀器使用條件與正確操作）；查看合格證，檢查是否過期。明確測量儀器的性能及其合格性，這些是選用此儀器的依據(jù)。儀器的準(zhǔn)確度指標(biāo)，必須滿足測量目的的要求。這里特別指出：測量時正確選用測量儀器，是測量者水平的標(biāo)志；計量中正確選用計量標(biāo)準(zhǔn)與輔助測量儀器，是計量工作者的必備的素質(zhì)。誤差理論派不搞什么表面的評定，但要求必須正確選用工作的手段，測量是選測量儀器，計量是選用計量標(biāo)準(zhǔn)。既要正確選擇，又要正確使用，還要正確表達(dá)測量結(jié)果。

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任何測量，都應(yīng)該給出完成的測量結(jié)果。就是說，不僅要給出測得值，還要給出誤差范圍。要明確，在正確使用測量儀器的條件下（包括滿足儀器使用條件），測得值的誤差范圍，就是測量儀器的誤差范圍，因此，已知測量儀器的誤差范圍，就知道了測得值的誤差范圍。不需要什么評定，更不需要“測得值減真值”的操作。因?yàn)?，測量儀器的誤差范圍，就是在一定條件下（例如溫度范圍等條件，在說明書中必然有規(guī)定）進(jìn)行測量時的測得值的誤差范圍。測量儀器的誤差范圍是針對一般的、通常的使用而設(shè)計、又通過一定設(shè)置與工藝去實(shí)現(xiàn)、又經(jīng)檢驗(yàn)而達(dá)標(biāo)的，又必須經(jīng)計量向社會公證。測量儀器的誤差范圍就是測得值的誤差范圍，這一點(diǎn)，是有理論與技術(shù)根據(jù)和法律保障的。

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誤差范圍，通常由系統(tǒng)誤差范圍與隨機(jī)誤差范圍（取3σ，可信性99.73%）構(gòu)成。

有時不寫誤差范圍，但要標(biāo)明所用測量儀器或量具。這樣，已實(shí)際上表明了測量的誤差情況。因?yàn)椋ㄓ玫臏y量儀器，性能指標(biāo)是人們公認(rèn)的。但精密測量、計量，一定要標(biāo)明誤差范圍。

測量長度，用鋼卷尺，測量400毫米長度，誤差范圍大概是0.5毫米；用卡尺，誤差范圍大概是0.10毫米。因?yàn)殇摼沓?、卡尺人們很熟悉。這些通用量具不標(biāo)誤差范圍是習(xí)俗；但精密的、復(fù)雜的測量必須標(biāo)明誤差范圍。

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歷史上，但凡重要的、有歷史記載的測量，都標(biāo)有測量的性能指標(biāo)。測得值是必有的；而相當(dāng)于現(xiàn)在的誤差范圍的地位的量，出現(xiàn)過多種，有或然誤差γ（又稱最可幾值，γ=0.6745σ），標(biāo)準(zhǔn)誤差σ（又稱均方根誤差）等。

我國2005年珠穆朗瑪高度測量的測量結(jié)果是：

                  8844.43m±0.21m                                         （1）

0.21m標(biāo)明是RMS,即均方根誤差，就是計量界稱呼的標(biāo)準(zhǔn)誤差σ。如用通常的說法，即通用測量儀器的性能指標(biāo)的標(biāo)法，就是誤差范圍為0.63m（3σ）。-

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（二）不確定度論對誤差理論的攻擊

不確定度論攻擊誤差理論的說詞是：

（1）誤差定義為測得值減真值；

（2） 測量可得測得值，但被測量真值不知道；如果你知道，就用那個值了，何必去測量；

（3）誤差等于測得值減真值，被測量真值未知，故誤差不可求。

（4）測量必須標(biāo)明測量質(zhì)量，誤差不能求，但可以根據(jù)測量時示值的變化進(jìn)行A類評定；根據(jù)有關(guān)信息，進(jìn)行B類評定。A類評定、B類評定共同構(gòu)成不確定度評定。通過兩類評定，得到不確定度。不確定度可求；誤差不可求。因此，要用不確定度理論代替誤差理論。

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不確定度論的上述說教，騙了世界上許多人，中國科學(xué)院院士陳芳允先生就是其中的一位。陳先生在《測量不確定度》一書的序言中寫道：

“對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，過去長期以來系用測量值相對于被測量值的誤差來表示，但是由于被測量的真值是個未知數(shù)，因此使過去的表示法產(chǎn)生了定量的困難”，而不確定度能“在當(dāng)前認(rèn)識條件和某個置信水平下定量給出被測量值在測量結(jié)果的某一范圍之內(nèi)，這一原則澄清了一系列模糊概念”，“這一概念上的革新將使測量技術(shù)對科技和工業(yè)生產(chǎn)起到更實(shí)際和積極的作用?！?/font>

陳先生是我國計量界、特別是國防計量界的重要人物，學(xué)術(shù)地位高，是領(lǐng)導(dǎo)又是是資深院士，說話影響大。我們該認(rèn)真對待他的話。本人在多年認(rèn)真思考之后，這里再認(rèn)真地多說幾句。兩套理論的爭論，是大事。對大是大非，必須辯論清楚。況且，這段話的思路，是GUM的思路，類似的話，GUM多次說過。這個意思，不是陳先生的創(chuàng)意。筆者駁的是不確定度論，這并不影響我個人對陳先生的尊重。

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（三）駁斥不確定度論的攻擊

  不確定度論對誤差理論的攻擊，聲勢浩大，其影響不得了。在國際上，有七個（現(xiàn)為八個）權(quán)威國際學(xué)術(shù)組織的GUM(1993、1995、2008三個版本)與VIM（第一版1984；第二版1993；第三版包括2004版、2008版與2012版）。在我國，國家計量領(lǐng)導(dǎo)部門大力提倡，各種學(xué)習(xí)班如雨后春筍，好不熱鬧；宣貫、督導(dǎo)、檢查，乃至考試，總之大有順之者昌，逆之者亡的氣勢。一些人也跟著起哄，似乎不確定度論不可一世。

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然而，在歷史上，這不過是曇花一現(xiàn)。虛張聲勢的本身，正說明自身的根基不牢。不然，不必這樣費(fèi)力氣，這樣忽悠。你正確，人們會相信。你錯誤，再喊叫也白搭。你騙得了一些人，你騙不了所有人；你能忽悠一時，你不可能永遠(yuǎn)忽悠下去，因?yàn)槟悴徽_。騙局遲早要被揭穿。

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不確定度論的立足點(diǎn)是“真值不可知”，在哲學(xué)上，這叫“不可知論”。如果客觀世界不可知，哪會有物理學(xué)、化學(xué)等近代自然科學(xué)？真值是客觀存在，客觀是可以認(rèn)識的，真值是可知的，由是，人們才能測量。如果真值不可知，你還測量什么？“真值不可知”的觀點(diǎn)，大量出現(xiàn)在GUM與VIM的各種版本中，但它只是與客觀事實(shí)相違背的一種信仰，是反科學(xué)的，是反歷史的，是錯誤的。

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