評《國際通用計量學術語（VIM）2008版》（1）

評《國際通用計量學術語（VIM）2008版》（1）

（原文： International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM) JCGM 200:2008）

無下劃線的是原文和譯文，有下劃線的是史錦順的評論。

引言部分

Development of this third edition of the VIM has raised some fundamental questions about different current philosophies and descriptions of measurement, as will be summarized below. These differences sometimes

lead to difficulties in developing definitions that could be used across the different descriptions.

VIM第三版的發(fā)展是突顯了某些基本問題，這些問題是關于測量的不同流派的哲學觀和描述法，下面綜述。這些差異通常導致難以給出能貫通各種描述方法的定義。

【史評】這里承認關于測量表征理論領域有不同的流派，不同的方法，不同的哲學觀。這就是現(xiàn)狀。表明世界各國都有不同的主張。有人認為只有不確定度論才是正確的，測量計量領域該由它一統(tǒng)天下，有誰不贊成不確定度，那可不行。這是一種限制學術發(fā)展、堵塞言路的錯誤觀念。

找能貫通各種方法的定義，思路不對，此路不通。解決的辦法是有的，我早在五年前就給出了。見《新概念測量學》（奇跡文庫-測量與儀器欄目）。基本方案如下。

總觀點：經(jīng)典測量學著眼點是常量，現(xiàn)代測量要引入變量概念。將測量分為兩類測量：基礎測量，統(tǒng)計測量。加上二者分不開的極端狀況，有三種情況，分別表征。

1 基礎測量（經(jīng)典測量，常量測量），著眼點是求得量值，講究測量儀器誤差。基礎測量的條件是量的變化量遠遠小于測量儀器誤差。真值、誤差、準確度是正確的、行之有效的概念。

2 統(tǒng)計測量（變量測量）著眼點是被測量和被測量的變化量。統(tǒng)計測量的條件是測量儀器誤差遠遠小于被測量的變化，測量儀器誤差可略（此點以基礎測量為根據(jù)）。表征量是偏差和偏差范圍（準確度）。

3 經(jīng)典測量與統(tǒng)計測量的混合情況。這是一種極端狀況，物理量變化與測量儀器誤差都極小，共同起作用。如物理常數(shù)的測量，基準的測量。這時用不確定度，此不確定度是測量誤差和被測量變化的總和。

No preference is given in this third edition to any of the particular approaches. The change in the treatment of measurement uncertainty from an Error Approach (sometimes called Traditional Approach or True Value Approach) to an Uncertainty Approach necessitated reconsideration of some of the related concepts appearing in the second edition of the VIM.

在這第三版中，對任何特定的描述法沒有給與優(yōu)先權。測量不確定度表述從誤差論（有時稱傳統(tǒng)論或真值論）到不確定度論的變化，有必要重新考慮VIM第二版的某些概念。

【史評】VIM2004版，片面推行不確定度論達到高峰，把在世界上通行三百多年的經(jīng)典測量學的核心概念放入附錄，即打入另冊，表達其貶低之意。VIM2008版把這些概念移回正文，表示其不歧視，這是一個進步。并聲明不偏袒那一派，這是對的。但明眼人易看出其不確定度論的基本立場。“測量不確定度表述”一語有語病，應為“測量性能表述”，誤差論不屬于不確定度論。

The objective of measurement in the Error Approach is to determine an estimate of the true value that is as close as possible to that single true value. The deviation from the true value is composed of random and systematic errors. The two kinds of errors, assumed to be always distinguishable, have to be treated differently.

No rule can be derived on how they combine to form the total error of any given measurement result, usually taken as the estimate. Usually, only an upper limit of the absolute value of the total error is estimated, sometimes loosely named “uncertainty”.

在誤差論中，測量的目的是確定對真值的估計，此估計要盡可能接近單一真值。對真值的偏離由隨機誤差和系統(tǒng)誤差合成。兩類誤差被假定為能區(qū)分并被分別處理。沒有規(guī)則能給出如何對給定的測量結果合成總誤差。通常，僅能對總誤差的絕對值的上限作估計，通常大致地稱為“不確定度”。

【史評】前三句是對的，準確地概括了誤差論。第四句不對，這是對誤差論的誣陷。三百多年，貫穿整個近代工業(yè)、近代科學發(fā)展的歷程，誤差論功不可沒。系統(tǒng)誤差元、隨機誤差元，構成誤差范圍，是有規(guī)則的。搞過測量儀器設計或搞過標準研制的人，都知道，都會。而且這種規(guī)則經(jīng)過億萬臺測量儀器設計制造成功的考驗，特別是經(jīng)過千萬臺最講究性能的計量標準研制成功的考驗，說明誤差論是成功的，是正確的。

“總誤差的絕對值的上限”就是誤差范圍，又稱準確度，怎么又叫起不確定度來。如果誤差范圍叫不確定度，那我可就舉雙手贊成了。可惜，不確定度論對自己的概念沒準譜，一會說“不信任”，一會說“分散性”，這里又說總誤差，到底是什么，天知道。

The objective of measurement in the Uncertainty Approach is not to determine a true value as closely as possible. Rather, it is assumed that the information from measurement only permits assignment of an interval of reasonable values to the measurand, based on the assumption that no mistakes have been made in Performing the measurement.

在不確定度論中測量的目的不是盡可能符合地確定真值。而是，假設來自測量的信息，僅允許出現(xiàn)于被測量的合理值之區(qū)間，假定在完成測量的操作中沒有錯誤。

【史評】這段話第一句很明白，說明不不確定度論與經(jīng)典測量學的根本不同。請現(xiàn)在還贊成不確定度論、甚至覺得不確定度論好的朋友們注意第一句話，“在不確定度論中測量的目的不是盡可能符合地確定真值”，不符合真值的值，還值得去求嗎？不確定度論的根本目的與正常的測量者目的不同！

第二句很艱澀，太難翻譯了。想來想去，會意地翻譯如上，請網(wǎng)友指正。我認為測量不確定度立意不對，才有這種難解的語言。測量的目的就是獲得被測量的準確值，脫離這個意思，就說不清了。說測量是為了得到測量儀器給出的值，相當于說測量就是測量過程，等于沒說。

接 1# 史錦順 ，VIM評論 （2）

2.11 (1.19)true quantity value，true value of a quantity，true value

quantity value consistent with the definition of a quantity

真量值，量的真值，真值

和量的定義一致的量值

NOTE 1 In the Error Approach to describing measurement, a true quantity value is considered unique and, in practice, unknowable. The Uncertainty Approach is to recognize that, owing to the inherently incomplete amount of detail in the definition of a quantity, there is not a single true quantity value but rather a set of true quantity values consistent with the definition. However, this set of values is, in principle and in practice, unknowable.

注1 誤差論研究者說明測量，認為真值是唯一的，而實際上，是不可知的。不確定度論研究者認為，由于量的定義的詳細程度不夠，沒有單一的真值，而是有一個真值組與真值對應。然而，在原則上在實踐上，這個量值組都是不可知的。

【史評】細體會這段文字，批誤差論，批不確定度論，又出一個超乎二者的當然正確論，是誰呢，這里叫它VIM論吧。說“真值不可知”，這是現(xiàn)代版的康德主義，哲學上的不可知論。

辯證唯物論認為：世上只有尚未認識的事物，沒有不可認識的事物。真理的“真”，講的是正確；真值的“真”，講的是準確。準確有絕對準確和相對準確。相對準確是有誤差的正確認識。誤差可以越來越小，誤差無限小時，相對準確的極限是絕對準確。真值就是客觀值，就是實際值，就是準確值。

真值可知，才有作為自然科學基礎的物理公式，物理公式的量都是真值。如果真值不可知，物理公式何從來？物理公式還有什么用？

真值可知，我們才去測量，如果真值不可知，我們還去測量干什么。

NOTE 2 In the special case of a fundamental constant, the quantity is considered to have a single true quantity value.

注2 在基本常數(shù)的特殊情況下，認為量有單一真值。

【史評】真奇怪，注1說真值不可知，注2又這樣說。須知河堤是不能開口的，一旦承認有特殊，真值否定說就瓦解了。承認基本常數(shù)有真值，于是就得承認由物理常數(shù)引申的計量基準有真值，繼而得承認由基準衍生的標準有真值……，當然，這從經(jīng)典論來看，都是極正常的，但不確定度論有此認識，則是不確定度初衷的悖論。

NOTE 3 When the definitional uncertainty associated with the measurand is considered to be negligible compared to the other components of the measurement uncertainty, the measurand may be considered to have an “essentially unique” true quantity value. This is the approach taken by the GUM and associated documents, where the word “true” is considered to be redundant.

注3 當與被測量相關的定義不確定度同測量不確定度的其他分量相比被認為是可以忽略的時候，被測量可以認為是有本質(zhì)上唯一的真值。GUM及有關文件認為單詞“真”是多余的。

【史評】搞“定義不確定度”，是畫蛇添足。量就是量，廣義量或特定量，長度就是多少米，質(zhì)量就是多少千克，要什么定義。不確定度論所稱的“定義不確定度”之定義，實際是量值保持單一值的條件，即量值可視為常量的條件。量值有不可忽略的變化，就應該當作變量處理，即按統(tǒng)計測量處理。明確說這是量的變化特性，而不要搞什么定義不確定度來限制，量的變化是客觀存在，誰也限制不了。

此注說明的問題，恰是指經(jīng)典測量成立的條件，即物理量的變化遠小于測量儀器誤差，于是可按經(jīng)典測量處理，也就當然有唯一真值了。不過從不確定度論出發(fā)，有此觀點，是一個進步。

至于真值的“真”字，在基礎測量即常量測量的條件下，為和測得值區(qū)別，是必要的；在統(tǒng)計測量的條件下，測量誤差可略，測得值就是實際值，“真”字就不必提了。注意，評論者的這層意思，與GUM并不一樣。

接 2# 史錦順 VIM評論（3）

2.13 (3.5) measurement accuracy， accuracy of measurement ， accuracy

closeness of agreement between a measured quantity value and a true quantity value of a measurand

NOTE 1 The concept ‘measurement accuracy’ is not a quantity and is not given a numerical quantity value. A measurement is said to be more accurate when it offers a smaller measurement error.

測量準確度， 測量的準確度，準確度

被測量的測得值與被測量的真值符合的程度。

注1 “測量準確度”概念不是一個量，不能用數(shù)量給出。可以說：測量誤差越小測量越準確。

【史評】主文對準確度的定義是很正確的，“注”就很成問題了。說“測量準確度不是一個量，不能用數(shù)量給出”，這是不確定度論對經(jīng)典測量學的又一誣陷。全世界科技界用了幾百年的準確度概念，從來都是定量的，準確度就是誤差范圍。世界上過去的、現(xiàn)存的億萬臺測量儀器都標有準確度數(shù)值，怎能說不能定量。不確定度論出世，為了獨霸領域，把明明可定量的準確度硬說成不能定量，這是現(xiàn)代版的指鹿為馬。筆者手頭有一本原版美國HP公司的儀器手冊，翻了幾頁，就找到一百多個accuracy(準確度)，都是定量表達的。美國商品測量儀器中最準確的是銫原子頻標，從上市到今年，五十多年了，年年都標定量的accuracy（準確度）。美國人提出的不確定度論，說準確度不能定量，在美國卻碰壁。

測量講究準確，準確是測量的精髓；計量以標準的準確保證量值的準確，準確是計量的命脈。準確度是測量界與計量界中最好、最常用的概念之一，國際計量組織不該帶頭糟蹋。。

2.16 (3.10)

measurement error， error of measurement， error

measured quantity value minus a reference quantity value

測量誤差， 測量的誤差， 誤差

測得的量值減參考量值。

【史評】誤差是“測得的量值減去參考量值”這句話有歧義（參考量值是什么，期望值、要求值、標稱值還是真值），歪曲了經(jīng)典測量學的原意。測得值減真值是誤差元，誤差元的范圍是誤差范圍。誤差元只在誤差分析中用，通常所稱的誤差，指的是誤差范圍，在涉及測量結果和測量儀器性能時，都是指誤差范圍。不確定度論把誤差范圍單指為誤差元，這是歪曲。標準的誤差是標準的標稱值與標準的真值之差。通常給出的標準的誤差是標準的誤差范圍。

接3# 史錦順 VIM評論（4）

NOTE 1 The concept of ‘measurement error’ can be used both

a) when there is a single reference quantity value to refer to, which occurs if a calibration is made by means of a measurement standard with a measured quantity value having a negligible measurement uncertainty or if a conventional quantity value is given, in which case the measurement error is known,and

b) if a measurand is supposed to be represented by a unique true quantity value or a set of true quantity values of negligible range, in which case the measurement error is not known.

注1 測量誤差的概念在以下兩種情況均可使用：① 當涉及存在單個參考量值時，如用測量不確定度可忽略的測量標準進行校準，或如果約定量值是給定的，這種情況測量誤差是知道的。② 如果假設被測量使用唯一的真值或范圍可忽略的一組真值表征，這種情況測量誤差是不知道的。

【史評】注1同VIM此前各版本比有很大進步，畢竟承認了誤差在某些條件下的可用性。①用標準校準，誤差可知，等于承認檢定業(yè)務可求誤差。②費解,說誤差概念可使用,又說誤差不能知道,自相矛盾。

2.17 (3.14)

NOTE 3 Systematic measurement error equals measurement error minus random measurement error.

系統(tǒng)測量誤差等于測量誤差減隨機測量誤差。

2.19 (3.13)

NOTE 3 Random measurement error equals measurement error minus systematic measurement error.

隨機測量誤差等于測量誤差減系統(tǒng)測量誤差。

【史評】誤差范圍的計算是域的特種計算，不是簡單的代數(shù)。總誤差由系統(tǒng)誤差范圍與隨機誤差范圍合成，但不能反過來作“減”運算。誤差范圍的分析與合成，包含有保險估計、擴大范圍等，正方向可相加，不能反過來相減。儀器用標準校準，也有誤差合成的問題，只能做“和”運算，不能做“減”運算。減運算的錯誤常出現(xiàn)在閱歷較淺的計量人員身上，國際計量委員會的委員們出這樣的錯誤，而且多次重復，真讓人驚詫。

2.26 (3.9)

measurement uncertainty ， uncertainty of measurement， uncertainty

non-negative parameter characterizing the dispersion of the quantity values being attributed to a measurand, based on the information used

測量不確定度， 測量的不確定度， 不確定度

根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測量量值分散性的非負參數(shù)。

【史評】此定義的核心詞是“分散性”，分散的反義詞是聚集，分散就是分開、散開，以哪里為中心散開，沒有說，也沒法說。單純的分散性是沒有中心的。如果說是對真值的分散性，或說對實際值的分散性，就嚴格了，但不確定度論是不肯這樣說的。你不說對什么的分散性，人們按字面的理解，就是群體自身的分散性或對中心值的分散性。測得值的中心值是什么，你不說，只能理解是測得值的平均值。如果是這樣，不確定度就是精密度了。這樣顧名思義，不確定度論必然不同意。

GUM上說不確定度是不信任程度。不信任什么？指人，是不信任測量者的誠實，還是貞操？指物，懷疑它是冒牌，還是懷疑它是贗品？

到底什么是測量不確定度，最簡單的一句話，就是VIM第一版（1984）3.09條說的，是“表征被測量的真值所處的量值范圍的評定”。被測量（liàng,第四聲）的真值，只要說出這個“真”字，就明明白白了。VIM制訂者先生們，VIM第一版的正確表述為什么不能堅持？VIM第二版和本版改成的分散性，文不對題了！

其實，統(tǒng)觀GUM與VIM，測量不確定度就是經(jīng)典測量學的誤差范圍與被測量的量值變化范圍的綜合體，談不上分散性。也許有人說，這樣一綜合，把經(jīng)典測量與統(tǒng)計測量都涵蓋了，豈不妙哉。其實不然。這樣的大雜燴，不是客觀實際的要求。客觀需求有兩大情況，必須分別處理。第一種情況是常量測量（被測量變化遠小于測量誤差，被測量的變化可略），講究真值、誤差、準確度，舉凡工業(yè)、建筑的精密測量，大都如此；大量測量儀器的檢定也必須是常量測量，否則就不能確定測量儀器自身的指標。第二種情況是變量測量（又稱統(tǒng)計測量，測量儀器誤差遠小于被測量的變化，測量儀器誤差可略），最典型的是各種頻率源的測量。著名的阿侖方差就是適應這種需求而于1966年提出的（1972年被推薦），VIM不提阿侖方差，是個遺憾。在宇航上有重要應用的頻率變化量（業(yè)內(nèi)稱頻率穩(wěn)定度），一定要在測量儀器誤差可略的條件下測量，并給出明確的被測量的變化量，想用那籠統(tǒng)的不確定度來表征是不行的。

有一種特殊情況，那就是物理常數(shù)測量。用世界上最準確的儀器，測量宇宙間最穩(wěn)定的量值，分不開是測量儀器誤差還是物理量的變化，也沒有必要做這種區(qū)分，這里可用不確定度。基準測量也是這種情況。物理常數(shù)測量、基準測量是測量計量科學這個金字塔的頂尖，讓不確定度回歸那崇高的塔尖，不要下來找麻煩。

接 4# 史錦順 VIM評論（5）

NOTE 1 Measurement uncertainty includes components arising from systematic effects, such as components associated with corrections and the assigned quantity values of measurement standards, as well as the definitional uncertainty. Sometimes estimated systematic effects are not corrected for but, instead, associated measurement uncertainty components are incorporated.

注1 測量不確定度包括由系統(tǒng)影響引起的分量，如與修正量和測量標準所賦量值有關的分量及定義的不確定度。有時對估計的系統(tǒng)影響未作修正，而是當作不確定度分量處理。

【史評】系統(tǒng)誤差也包含在不確定度內(nèi)，而處理卻用隨機統(tǒng)計理論的標準偏差，這是不合理的。

2.27

definitional uncertainty

component of measurement uncertainty resulting from the finite amount of detail in the definition of a measurand

NOTE 1 Definitional uncertainty is the practical minimum measurement uncertainty achievable in any measurement of a given measurand.

NOTE 2 Any change in the descriptive detail leads to another definitional uncertainty.

NOTE 3 In the ISO/IEC Guide 98-3:2008, D.3.4, and in IEC 60359, the concept ‘definitional uncertainty’ is termed “intrinsic uncertainty”.

定義不確定度

由于被測量定義中細節(jié)量有限所引起的測量不確定度分量。

注1定義不確定度是對給定被測量的任何測量中實際可達到的最小測量不確定度。

注2所描述細節(jié)中的任何改變導致另一個定義的不確定度。

注3 在the ISO/IEC Guide 98-3:2008, D.3.4,中，“定義不確定度”被稱為“固有不確定度”。

【史評】在測量計量學中提出“定義不確定度”，是一件不必要的事。畫蛇添足，自找麻煩。“所描述細節(jié)”，不過是限定被測量保持單一值的條件。其實被測量的變化是其固有的本性，是限制不了的。一個方便的辦法是把被測量看作是一個函數(shù)，自變量最常見的是時間、溫度，有時可能有些其他因素。測量是當時當?shù)剡M行的，對測量結果可標注測量條件。現(xiàn)行的辦法是給出變化率，如作為頻率源的晶振，要給出日變化率，而各種金屬材料都有載入手冊的表明熱脹冷縮的溫度系數(shù)。

2.37

coverage probability

probability that the set of true quantity values of a measurand is contained within a specified coverage interval

包含概率

在規(guī)定包含區(qū)間內(nèi)包含被測量一組真值的概率。

【史評】注意，真值在這里出現(xiàn)。不確定度論否定真值，必要時還用，不用不行呀！

史錦順 VIM評論共5段，全文完。歡迎批評。

我覺得不確定度論和誤差論各有側重點，實際測量中可以合理的將兩者結合。如果修正值對總不確定度貢獻比修正前的要小，誤差論的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了。而對誤差進行分析時，可以借鑒不確定度論的分析方法，得出不同可信情況下的誤差。