測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)嗎?

《二級(jí)注冊(cè)計(jì)量師基礎(chǔ)知識(shí)及專業(yè)實(shí)務(wù)》第94頁(yè)給出了如下的表述：



其中說(shuō)到：“測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)，不說(shuō)明測(cè)量結(jié)果偏離真值的多少，不能用于對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，它僅給出了測(cè)量結(jié)果可信程度的信息。”的確，測(cè)量不確定度不說(shuō)明測(cè)量結(jié)果具體偏離真值的多少，不能用于對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，它僅給出了測(cè)量結(jié)果可信程度的信息。但是說(shuō)測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)，似乎是是欠妥。作為表明測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的測(cè)量不確定度，如果與真值無(wú)關(guān)的話，何談表明測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量。再者該表述中，不是還說(shuō)：“給出了測(cè)量結(jié)果可信程度的信息”嗎？如果測(cè)量不確定度與與真值無(wú)關(guān)的話，又何談給出了測(cè)量結(jié)果可信程度的信息呢？我們說(shuō)測(cè)量不確定度只是不說(shuō)明測(cè)量結(jié)果具體偏離真值的多少，但它能表明真值會(huì)以給出的包含概率，包含在測(cè)量不確定度給出的區(qū)間內(nèi)。

回復(fù) 50# 方建國(guó)

說(shuō)得很對(duì)，“誤差”是測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量之值（真值）的差，誤差才與測(cè)量結(jié)果及被測(cè)量真值大小有關(guān)。“不確定度”是個(gè)區(qū)域?qū)挾龋蛥^(qū)域的起點(diǎn)或?qū)ΨQ中心無(wú)關(guān)，和測(cè)量結(jié)果大小無(wú)關(guān)，和被測(cè)量真值的大小也無(wú)關(guān)，僅與構(gòu)成測(cè)量過程的各種因素對(duì)測(cè)量過程的影響有關(guān)。

　　我非常贊同史老師講述的道理，但是所說(shuō)的道理都是關(guān)于誤差理論的道理，這些道理一點(diǎn)都不錯(cuò)。問題是史老師把不確定度和誤差劃了等號(hào)，用誤差理論去解釋不確定度，這就必然會(huì)造成得到錯(cuò)誤的結(jié)論，正象用光的波動(dòng)說(shuō)去解釋光的粒子特性當(dāng)然也就會(huì)得出粒子說(shuō)的錯(cuò)誤的結(jié)論。
　　1.與真值有關(guān)無(wú)關(guān)問題
　　我再重復(fù)一遍：教材所謂“不確定度與真值無(wú)關(guān)”是指“不確定度與真值的大小無(wú)關(guān)”，并不是與真值一點(diǎn)關(guān)系都沒有，因?yàn)椴淮_定度本身就是真值可能處于的區(qū)間寬度。也正因?yàn)椴淮_定度是真值可能處于的區(qū)間寬度（是分散性的寬度），強(qiáng)調(diào)的是“區(qū)間寬度”，并不是區(qū)間的起點(diǎn)、終點(diǎn)或者對(duì)稱中心，所以不確定度與真值大小無(wú)關(guān)。
　　誤差是測(cè)量結(jié)果與參考值（約定真值）之差，講計(jì)量結(jié)果和真值當(dāng)然必須講大小，因此誤差才是與真值的大小密切相關(guān)參數(shù)。前面說(shuō)了不確定度卻是與真值大小無(wú)關(guān)的參數(shù)。
　　2.真值可知還是只能趨近而不可得到問題
　　咱們用反推法，你作為一個(gè)測(cè)量者已知被測(cè)量真值，你給出檢測(cè)報(bào)告時(shí)是不是必將真值作為測(cè)量結(jié)果給出？測(cè)量結(jié)果必等于真值。那么根據(jù)誤差是測(cè)量結(jié)果與真值之差定義，是不是就意味著誤差是不存在的，誤差不存在何來(lái)“誤差理論”？誤差理論的存在基礎(chǔ)是“只要是測(cè)量，誤差就無(wú)處不在”，既然兩位量友認(rèn)為真值可知，難道真值可以不通過測(cè)量就可獲得？
　　3.不確定度和誤差描述的對(duì)象問題
　　不確定度是測(cè)量結(jié)果的屬性，定量反映測(cè)量結(jié)果的可疑度，即反映測(cè)量結(jié)果的可信性“寬度”。誤差也是測(cè)量結(jié)果的屬性，定量反映了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，即反映了測(cè)量結(jié)果偏離（約定）真值多遠(yuǎn)。因此，不確定度和誤差都是定量評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果這個(gè)特殊產(chǎn)品的產(chǎn)品質(zhì)量的參數(shù)，只不過一個(gè)是反映可信性，另一個(gè)反映準(zhǔn)確性，一個(gè)質(zhì)量參數(shù)好并不能斷定質(zhì)量一定高，兩個(gè)參數(shù)都好才是高質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果。這就像一臺(tái)彩電的質(zhì)量有影像質(zhì)量參數(shù)，也有音響質(zhì)量參數(shù)，音響質(zhì)量和影像質(zhì)量都好才是好電視。這就是不確定度的實(shí)際意義。
　　4.誤差、誤差范圍、不確定度是不是必須定位
　　被測(cè)量測(cè)量結(jié)果和真值的特點(diǎn)都是“一個(gè)量值”，因此必須在數(shù)軸上有一個(gè)具體的“點(diǎn)”，在數(shù)軸上“必須定位”。誤差是一個(gè)值減去另一個(gè)值，仍然還是一個(gè)值，在數(shù)軸上也是一個(gè)點(diǎn)，也“必須定位”。誤差范圍是從一個(gè)值到一個(gè)值，是一個(gè)“區(qū)域”，“值”是定位的，因此區(qū)域是“必須定位”的，誤差范圍也“必須定位”。不確定度是一個(gè)值（真值）可能存在的區(qū)間寬度，是一個(gè)“寬度”，不確定度既不是一個(gè)“值”，也不是一個(gè)“區(qū)間”，而是一個(gè)區(qū)間的寬度，因此何談“必須定位”？
　　5.計(jì)量要求和計(jì)量特性是一回事嗎
　　史老師批評(píng)我“把誤差與誤差范圍絕對(duì)地區(qū)分開”，其實(shí)我并沒有“絕對(duì)”分開，誤差范圍既然使用了“誤差”和“范圍”兩個(gè)術(shù)語(yǔ)組合成一個(gè)術(shù)語(yǔ)，包含有“誤差”的成分，當(dāng)然就不可避免地與誤差有“必然的聯(lián)系”。可是誤差范圍和誤差畢竟是兩個(gè)術(shù)語(yǔ)，也就決定了它們必然是兩回事。誤差是一個(gè)值與另一個(gè)值的差，仍然是一個(gè)值。誤差范圍是誤差從多大到多大，是一個(gè)區(qū)間。以測(cè)量設(shè)備為例，誤差范圍是測(cè)量設(shè)備制造廠或者國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量法規(guī)的要求，早就被我們“已知”，因此稱為計(jì)量要求，被稱為示值誤差最大允許值限定的區(qū)間。誤差是兩個(gè)值的差，一個(gè)是測(cè)量設(shè)備顯示值，另一個(gè)是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)提供的值，兩個(gè)值進(jìn)行比較就是計(jì)量檢定或計(jì)量校準(zhǔn)，因此誤差預(yù)先是不知的，必須通過測(cè)量（檢定和校準(zhǔn)屬于測(cè)量活動(dòng)的一種）才能得到。一個(gè)是提出來(lái)的要求，另一個(gè)是測(cè)量出來(lái)的具體特性，計(jì)量要求是一個(gè)區(qū)間適用于所有該種測(cè)量設(shè)備，計(jì)量特性是一個(gè)值適用于一個(gè)具體的測(cè)量設(shè)備，二者怎么會(huì)是一回事呢？

回復(fù) 1# 劉彥剛

你帖中說(shuō)：教材“說(shuō)測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)，似乎欠妥。作為表明測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的測(cè)量不確定度，如果與真值無(wú)關(guān)的話，何談表明測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量”。

你說(shuō)得很好，切中要害，說(shuō)明你在認(rèn)真思考問題。

教材的短短的那段話，充滿矛盾，弊病多多。此教材可能是中國(guó)人寫的，但講述的是地道的不確定度理論。教材編者，腦子僵化，唯洋是從，人云亦云，甘當(dāng)錯(cuò)誤理論的傳聲筒。我們的議論，不是對(duì)教材編者，而是針對(duì)不確定度論本身。我正在寫批駁不確定度論的文章，現(xiàn)僅就你談及的話題，肯定一下你的看法，并簡(jiǎn)要做些說(shuō)明。

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正如你所說(shuō)：離開真值，沒法談測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量。

測(cè)量計(jì)量，說(shuō)到底，就是那么點(diǎn)事：測(cè)量準(zhǔn)不準(zhǔn)？準(zhǔn)到什么程度？談“準(zhǔn)”，是必須聯(lián)系到“真值”。真值就是被測(cè)量的客觀值、實(shí)際值。說(shuō)：不確定度與真值無(wú)關(guān)，就等于說(shuō)不確定度無(wú)用。我看不僅僅是“欠妥”的問題，而是不確定度論的要害。徹底地貫徹這一條，實(shí)際是無(wú)路可走。

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不確定度論要取得自己立足存世的理由，首先就得攻擊誤差理論，于是大談“真值不可知”。先說(shuō)“真值不可知”，再說(shuō)“誤差不可求”，才能說(shuō)“誤差是理想概念”，“而不確定度是可評(píng)定的”。說(shuō)簡(jiǎn)明的話，就是“誤差理論無(wú)用，要用不確定度論”。細(xì)想一想，二十年的不確定度宣貫，不就是變著彎說(shuō)這句話嗎？

于是，為與誤差理論劃請(qǐng)界限，便說(shuō)“不確定度與真值無(wú)關(guān)”。可這樣一說(shuō)，完了，與真值無(wú)關(guān)，就表達(dá)不了“測(cè)量的質(zhì)量”這個(gè)核心問題，不確定度就沒有用。

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為區(qū)別于誤差理論的準(zhǔn)確度，先有“可信說(shuō)”。說(shuō)不確定度是可信性。k取2，可信性只能是95%。NIM(中國(guó)國(guó)家計(jì)量院)銫原子頻標(biāo)指標(biāo)為5E-15,有時(shí)（國(guó)務(wù)院授獎(jiǎng)）稱準(zhǔn)確度。有時(shí)稱不確定度，怕人不理解，又說(shuō)相當(dāng)于“600萬(wàn)年不差一秒”，原來(lái)這里的“不確定度”就是誤差理論中的準(zhǔn)確度，即誤差范圍。把5E-15的不確定度說(shuō)成是可信度，則可信度為

                 99.9999999999995%

哪有這樣的可信性？真是笑話。請(qǐng)注意，VIM就不說(shuō)可信性的話，

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第二，不確定度的主定義是“分散性”。這實(shí)際上不行。準(zhǔn)確性必須包含分散性與偏離性兩個(gè)部分，單講分散性表達(dá)不了測(cè)量計(jì)量的質(zhì)量。

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第三，VIM2008版與2012版都說(shuō)“不確定度是包含真值的區(qū)間的半寬”。這才進(jìn)入正題。要注意，此解與第一、第二兩種說(shuō)法完全不同，是不確定度理論沒定譜的生動(dòng)表現(xiàn)。這里可不是“與真值無(wú)關(guān)了”，這里是與真值有關(guān)，而且密切相關(guān)。不確定度論在自己否定自己。

但是，這樣一說(shuō)，不確定度可就完全等于誤差范圍了。是的，誤差理論完全能處理測(cè)量計(jì)量的質(zhì)量問題，不確定度論本來(lái)就是多余的。

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另及：“真值”與“真值的大小”，是沒法區(qū)別的。說(shuō)真值，離不開真值的大小；說(shuō)真值的大小，也就是在說(shuō)真值。

談任何量，都是在談量的大小。“量”一詞本身就是大小的意思。怎能把量和量的大小區(qū)分開？

回復(fù) 1# 劉彥剛

　　教材中的這段話總體上的說(shuō)法是正確的。
　　“誤差”表明測(cè)量結(jié)果偏離真值的多少，“真值”是測(cè)量科技進(jìn)步追求的目標(biāo)，隨著計(jì)量科技進(jìn)步，測(cè)量結(jié)果將無(wú)限趨近于真值，因此“真誤差”對(duì)于測(cè)量者而言也是個(gè)未知數(shù)。所以人們提出了由“參考值”代替真值，這個(gè)參考值就是大家共同約定的真值，叫“約定真值”，測(cè)量結(jié)果偏離約定真值的大小就是教材所說(shuō)的“測(cè)量誤差的估計(jì)值”。
　　“測(cè)量不確定度”表明“測(cè)量值”的分散性，這里的“測(cè)量值”應(yīng)理解為“被測(cè)量真值”。“分散性”這個(gè)“參數(shù)”的值用標(biāo)準(zhǔn)偏差或標(biāo)準(zhǔn)偏差的倍數(shù)表示，分別對(duì)應(yīng)術(shù)語(yǔ)“標(biāo)準(zhǔn)不確定度”或“擴(kuò)展不確定度”。人們用這個(gè)“真值”的“分散性”參數(shù)定量表述測(cè)量結(jié)果的可信性。測(cè)量不確定度是人們靠自身掌握的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、信息資料和經(jīng)驗(yàn)通過主觀意識(shí)分析評(píng)定得到的。
　　測(cè)量不確定度定量描述“測(cè)量結(jié)果可信程度”，用真值可能處于的區(qū)域“寬度”來(lái)定量表述。這個(gè)寬度可能存在在數(shù)軸上任何位置，因此不確定度是不知道也不管真值大小的，只講區(qū)域?qū)挾取Ｋ越滩恼f(shuō)“測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)，不說(shuō)明測(cè)量結(jié)果偏離真值的多少”，這里的“與真值無(wú)關(guān)”結(jié)合上下文應(yīng)該理解為“與真值的大小無(wú)關(guān)”，并不是否定真值的存在和作用。你說(shuō)的“測(cè)量不確定度只是不說(shuō)明測(cè)量結(jié)果具體偏離真值的多少，但它能表明真值會(huì)以給出的包含概率，包含在測(cè)量不確定度給出的區(qū)間內(nèi)”也是正確的，與教材這段話并不矛盾。

回復(fù) 2# 規(guī)矩灣錦苑


    非常感謝規(guī)主及時(shí)熱心的回復(fù)！但是，所以教材說(shuō)“測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)，不說(shuō)明測(cè)量結(jié)果偏離真值的多少”，這里的“與真值無(wú)關(guān)”結(jié)合上下文應(yīng)該理解為“與真值的大小無(wú)關(guān)”，并不是否定真值的存在和作用。是否太遷就教材了！

回復(fù) 3# 劉彥剛

　　真值怎么會(huì)和不確定度無(wú)關(guān)呢？不確定度的定義就是用被測(cè)量真值的分散性（可能所處的區(qū)間寬度）這個(gè)參數(shù)來(lái)定量表述測(cè)量結(jié)果的可疑度。所以教材說(shuō)“測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)”的含義是與真值大小無(wú)關(guān)，即后面補(bǔ)充說(shuō)明這個(gè)“無(wú)關(guān)”的意思是“不說(shuō)明測(cè)量結(jié)果偏離真值的多少，不能用于對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正，它僅給出了測(cè)量結(jié)果可信程度的信息”。當(dāng)然，如果在“真值”后面加上“大小”就更好了，不至于令人誤解為與真值一點(diǎn)關(guān)系都沒有。不過教材的確不是不確定度與真值完全無(wú)關(guān)的意思，如果是這個(gè)意思也就違背了不確定度的定義。

　　史老師所說(shuō)“離開真值，沒法談測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量”這是非常正確的。也非常贊同“真值就是被測(cè)量的客觀值、實(shí)際值”和測(cè)量準(zhǔn)不準(zhǔn)？準(zhǔn)到什么程度？談“準(zhǔn)”，必須聯(lián)系到“真值”的觀點(diǎn)，這個(gè)準(zhǔn)不準(zhǔn)、準(zhǔn)到什么程度就是用測(cè)量結(jié)果偏離真值多遠(yuǎn)來(lái)衡量的，這就是“誤差”，誤差是衡量測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)不準(zhǔn)、準(zhǔn)到什么程度的參數(shù)。
　　但，正像所有產(chǎn)品品質(zhì)好壞不僅僅是用一個(gè)參數(shù)來(lái)衡量一樣，測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)好壞也并不僅僅用“誤差”這一個(gè)參數(shù)來(lái)衡量，還有衡量測(cè)量結(jié)果品質(zhì)好壞的另一個(gè)參數(shù)，就是測(cè)量結(jié)果值不值得相信，在多大的區(qū)域內(nèi)值得相信的參數(shù)，這就是“不確定度”。“不確定度”是對(duì)測(cè)量結(jié)果的懷疑程度，可疑度或可信性。
　　NIM銫原子頻標(biāo)指標(biāo)為5E-15稱為“不確定度”是正確的，稱為“誤差”是錯(cuò)誤的，在過去“不確定度”術(shù)語(yǔ)沒有誕生之前使用“誤差”情有可原。人們又說(shuō)相當(dāng)于“600萬(wàn)年不差一秒”，這乃是測(cè)量不確定度的相對(duì)值，或叫相對(duì)不確定度。把5E-15的不確定度說(shuō)成是可信度是可以的，而說(shuō)可信度為 99.9999999999995%不過是“600萬(wàn)年相差一秒”的另一種表達(dá)方式，是相對(duì)不確定度。眾所周知，測(cè)量是人們認(rèn)知客觀世界的重要手段，如果已知一個(gè)被測(cè)參數(shù)的真值，人們也就用不著測(cè)量了。假設(shè)5E-15是銫原子鐘的誤差，那么請(qǐng)問“真值”是多大？如果人們已知每一段時(shí)間的真值，還要測(cè)量它嗎？還用得著鐘表，用得著研發(fā)時(shí)間基準(zhǔn)銫原子鐘嗎？
　　贊成史老師所說(shuō)，說(shuō)到“真值”時(shí)與說(shuō)“真值的大小”是沒法區(qū)別的，可是VIM2008版與2012版都說(shuō)“不確定度是包含真值的區(qū)間的半寬”，這個(gè)“半寬”是核心詞，前面的都是半寬的形容詞或者定語(yǔ)，“半寬”屬于“真值”，但半寬的大小與真值的大小無(wú)關(guān)。真值為1mm時(shí)其可能存在的半寬為0.01mm，當(dāng)真值為100mm、12.34mm時(shí)其真值存在的半寬也可能是0.01mm，真值大小為任何值時(shí)其可能存在的半寬都可能是0.01mm。當(dāng)人們說(shuō)測(cè)量結(jié)果的不確定度為0.01mm時(shí)，這個(gè)“半寬”0.01mm與真值的大小是無(wú)關(guān)的，真值的大小由更高一級(jí)的測(cè)量過程來(lái)得到，或者當(dāng)已知誤差時(shí)，用測(cè)量結(jié)果減去誤差來(lái)獲得，用不確定度通過對(duì)測(cè)量結(jié)果修正得到真值是天方夜譚。
　　綜上所述，在評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)時(shí)，我們要始終清醒地認(rèn)識(shí)到：誤差（包括誤差范圍）和不確定度是測(cè)量結(jié)果品質(zhì)好壞衡量的兩個(gè)不同的參數(shù)，千萬(wàn)不要畫等號(hào)；真值的大小和真值可能所處區(qū)間的寬度是兩個(gè)完全不同的概念，千萬(wàn)不要畫等號(hào)。這就是樓主所引用的“教材”這段文字的本來(lái)用意，其用意并不是否定真值，否定真值與不確定度之間的定義關(guān)系，而是說(shuō)明誤差和不確定度的本質(zhì)區(qū)別。

回復(fù)  劉彥剛

你帖中說(shuō)：教材“說(shuō)測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)，似乎欠妥。作為表明測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的測(cè)量不確定 ...
史錦順 發(fā)表于 2013-2-24 10:57

我覺得教材說(shuō)“測(cè)量不確定度與真值無(wú)關(guān)”欠妥，但我不否定不確定度理論，也不排斥不確定度理論。誤差理論以真值為中心，不確定度理論以測(cè)量結(jié)果為中心。誤差理論中的最大允許誤差是以真值為中心，測(cè)量結(jié)果可能出現(xiàn)區(qū)間的半寬；而不確定度是以測(cè)量結(jié)果為中心，真值可能存在區(qū)間的半寬。 誤差理論和不確定度理論各有其功能，會(huì)長(zhǎng)期并存下去的，我們沒有必要，也不可能去否定誰(shuí)。

回復(fù) 7# 劉彥剛

教材的說(shuō)法不符合不確定度理論，怪教材；教材的話符合不確定度理論本身，那就不能怪教材，而是不確定度理論的問題。

且看GUM的表述：

“D5.1   即使評(píng)定的不確定度很小，仍然不能保證測(cè)量結(jié)果的誤差很小。由于認(rèn)識(shí)不足，而有可能忽略系統(tǒng)影響。因此測(cè)量結(jié)果的不確定度不一定可表明測(cè)量結(jié)果接近被測(cè)量值（指真值）的程度。”（葉德培《測(cè)量不確定度》p69）

“E5.1  本導(dǎo)則的著眼點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果及其評(píng)定的不確定度，而不是不可知量’真’值和誤差。測(cè)量結(jié)果的不確定度是能合理地賦予的被測(cè)量的值的分散性的量度。本導(dǎo)則實(shí)際上要將不確定度和不可知量’真’值和誤差即通常要混淆的術(shù)語(yǔ)區(qū)分開。”

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先生有懷疑教材的智慧，卻沒有懷疑不確定度理論本身的勇氣。你指出的不確定度與真值無(wú)關(guān)那一點(diǎn)，恰恰是不確定度理論本身的要害。我們對(duì)一種理論的態(tài)度，贊成還是反對(duì)，唯一的依據(jù)是它的正確性，而不應(yīng)該是看勢(shì)頭。前者是學(xué)者，后者就是隨大流。

你說(shuō)兩種理論都贊成，卻不自覺地站在不確定度論的立場(chǎng)上，攻擊了誤差理論。

你說(shuō)：誤差理論以真值為中心，不確定度理論以測(cè)量結(jié)果為中心。誤差理論中的最大允許誤差是以真值為中心，測(cè)量結(jié)果可能出現(xiàn)區(qū)間的半寬；而不確定度是以測(cè)量結(jié)果為中心，真值可能存在區(qū)間的半寬。

這倒是一種新說(shuō)法，是你個(gè)人的理解。我認(rèn)為這是對(duì)誤差理論的一種誤解和攻擊。因?yàn)槟愕脑掃`背了誤差理論三百年來(lái)應(yīng)用的歷史事實(shí)。要知道；以測(cè)得值為中心，以誤差范圍為半寬的區(qū)間，就表示被測(cè)量的真值可能存在的區(qū)間，這是誤差理論的最基本、最重要、最常見的應(yīng)用場(chǎng)合。你把誤差理論的這個(gè)功能，不經(jīng)意間劃給了不確定度論（意思是誤差理論無(wú)此功能），這是違反事實(shí)，也是違反歷史的。

且看歷史上最著名的測(cè)量，邁克爾遜的光速測(cè)量。

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光速的測(cè)量，這是有關(guān)整個(gè)物理學(xué)界的大事。世界早期權(quán)威的光速測(cè)量值是由大實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家邁克爾遜給出的。邁氏因測(cè)量與計(jì)量的貢獻(xiàn)，獲1907年度諾貝爾物理獎(jiǎng)。

1922年，邁克爾遜最后一次進(jìn)行光速測(cè)量，給出的測(cè)量結(jié)果是：

          299798千米/秒 ± 4千米/秒                    （1）

其中， 4千米/秒，按歷史慣例（如1973年等歷年國(guó)際物理常數(shù)、我國(guó)珠峰測(cè)量等）是RMS.即1σ. 如按測(cè)量?jī)x器的3σ給法，是：

          299798千米/秒 ± 12千米/秒                  （2）

以99%的概率說(shuō)事，當(dāng)時(shí)的測(cè)量結(jié)果表示：光速的測(cè)得值是299798千米/秒。光速的真值可能大，但大不過299810千米/秒；光速的真值可能小，但不會(huì)小于299786千米/秒。（網(wǎng)上另一種說(shuō)法測(cè)得值為299796千米/秒。可疑。）

光速的測(cè)量以及各種物理常數(shù)的測(cè)量，所標(biāo)示的測(cè)量的指標(biāo)，都是表明被測(cè)量的真值的可能范圍，這是誤差理論的基本功能，由其基本定義所決定。不確定度論宣稱它與真值無(wú)關(guān)，怎能成為包含真值的范圍？2008年VIM說(shuō)不確定度是包含真值區(qū)間的半寬，這是不符合不確定度1993年提出時(shí)的原定義的。其實(shí)是竊取誤差理論的概念與成果。

    按誤差理論，即按誤差元與誤差范圍的定義，可以：（1）嚴(yán)格地推導(dǎo)出計(jì)量時(shí)的以真值為中心的測(cè)量結(jié)果表達(dá)式；（2）嚴(yán)格地推導(dǎo)出測(cè)量時(shí)的以測(cè)得值為中心的測(cè)量結(jié)果表達(dá)式。也就是說(shuō)，兩種區(qū)間都是誤差理論的區(qū)間。

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(轉(zhuǎn)下頁(yè))-

接 8# 史錦順  文
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附錄 介紹誤差理論中兩種表達(dá)式

（一）誤差理論的有關(guān)基本定義
   誤差理論中“誤差”有兩種含義，一種含義是誤差元，即測(cè)得值減真值；另一種含義是誤差范圍（又叫極限誤差、最大允許誤差、準(zhǔn)確度、準(zhǔn)確度等級(jí)等），誤差范圍是誤差元的絕對(duì)值在一定概率意義下（測(cè)量?jī)x器取3σ，包含概率99%，歷史上許多重要測(cè)量，取1σ，包含概率68%）的最大可能值。

以誤差范圍為半寬構(gòu)成的區(qū)間，有兩種情況，兩種含義。一種是計(jì)量區(qū)間，一種是測(cè)量區(qū)間。

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（二）計(jì)量

第一種情況是計(jì)量。計(jì)量是用標(biāo)準(zhǔn)考核測(cè)量?jī)x器，求的是誤差范圍。計(jì)量中，以標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱值為真值。計(jì)量是用測(cè)量?jī)x器去測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)器，這是逆測(cè)量，是已知真值找測(cè)得值，用以找可能的誤差元，從而確定誤差范圍。以真值為中心、以誤差范圍為半寬的區(qū)間是計(jì)量的誤差區(qū)間。

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計(jì)量的表達(dá)

用儀器去測(cè)標(biāo)準(zhǔn)器，是計(jì)量；目的是求誤差范圍。符號(hào)意義同（四）

                    M = Z±R                                   （01）

（01）是以真值為中心的可能的測(cè)得值的區(qū)間。注意，公式（01）表明計(jì)量時(shí)的情況，只在計(jì)量時(shí)用。

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（三）測(cè)量

第二種情況是測(cè)量，這是最通常的情況。測(cè)量?jī)x器的表達(dá)、測(cè)量結(jié)果的表達(dá)，都是這種情況。

測(cè)量是用測(cè)量?jī)x器去測(cè)量 被測(cè)量，以求得測(cè)得值。因測(cè)量?jī)x器的誤差范圍是選儀器時(shí)就知道的，因而在得到測(cè)得值的同時(shí)就已知了誤差范圍，即測(cè)量得到的測(cè)量結(jié)果為：

                    L= M±R                                     （02）

（02）式是以測(cè)得值為中心、以誤差范圍為半徑的量值區(qū)間。此量值區(qū)間是測(cè)量區(qū)間，是被測(cè)量真值的可能區(qū)間。

測(cè)量結(jié)果（02）式，是測(cè)量的表達(dá)，是誤差理論的基本成果。近三百年來(lái)的大量的測(cè)量結(jié)果，大量的測(cè)量?jī)x器，都是這樣表達(dá)的。不確定度論竊取這個(gè)成果，是喪失學(xué)術(shù)道德的行為。

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（四）兩種區(qū)間的推導(dǎo)

計(jì)量區(qū)間與測(cè)量區(qū)間，這兩種區(qū)間可以從誤差元的定義與誤差范圍的定義嚴(yán)格地推導(dǎo)出來(lái)。而不確定度論不行，VIM說(shuō)不確定度是以一定概率包含真值的區(qū)間，但它推導(dǎo)不出來(lái)，因?yàn)樗鼪]有不確定度的“單元”，沒法推導(dǎo)；于是不確定度的區(qū)間成為無(wú)源之水，無(wú)本之木。這里的根本原因是不確定度理論的立足點(diǎn)是“真值不可知”，于是沒法用真值的概念。也就寫不出不確定度的單元來(lái)，也就沒法推導(dǎo)出誤差范圍與測(cè)得值、真值的關(guān)系來(lái)。有人寫《不確定度原理》，用真值來(lái)定義基本單元，并由此進(jìn)行推導(dǎo)。這樣確實(shí)很順，但這是在不確定度的名義下表達(dá)誤差理論，是三百年來(lái)的老套路，說(shuō)的不好聽點(diǎn)是“掛羊頭賣狗肉”，是用誤差理論改造不確定度理論。

總之，宣稱“真值不可知”的不確定度論，無(wú)法推導(dǎo)出“包含真值的區(qū)間”。我是誤差理論派，這里用誤差理論推導(dǎo)兩個(gè)區(qū)間的表達(dá)式。贊成不確定度論的朋友們，你們應(yīng)該從不確定度的基本定義中推導(dǎo)包含真值的區(qū)間。推導(dǎo)不出來(lái)，不要懷疑自己的水平，那是不確定度論本身的問題。由此，不要再上不確定度論的當(dāng)，該得出結(jié)論：回到誤差理論派的陣營(yíng)中來(lái)。

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（轉(zhuǎn)下頁(yè)）

接 9# 史錦順   文

    關(guān)于兩個(gè)區(qū)間的推導(dǎo)（參考《駁不確定度論一百六十篇集》p88）

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A 計(jì)量

計(jì)量過程，用數(shù)學(xué)方法表達(dá)如下。

設(shè)被測(cè)量（計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)）的真值為Z，測(cè)得值為M，誤差元為r,誤差元絕對(duì)值的最大值為R。計(jì)量時(shí)，真值唯一，而測(cè)得值是個(gè)變量。

         R =│r│max=│M-Z│max                    （1）

解絕對(duì)值方程（1）

當(dāng)M＞Z，有

         R=(M–Z)max=M(大)-Z

         M(大)=Z+R                                 （2）

當(dāng)M＜Z，有

         R=(Z-M)max=Z-M(小)

         M(小)=Z-R                                  （3）

由（2）（3）式，得到測(cè)得值M的范圍是

        [Z-R,Z+R]                                   （4）

測(cè)得值范圍，又可表示為

          Z±R                                      （5）

（5）式表達(dá)的是這樣一種事實(shí)：依靠一個(gè)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)去計(jì)量一大批同一型號(hào)的測(cè)量?jī)x器；各臺(tái)儀器的測(cè)得值不同，而真值（標(biāo)準(zhǔn)的值）只有一個(gè)。

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B 測(cè)量

下面講使用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量的情況。

測(cè)量時(shí)，得到確定的測(cè)得值，是唯一值（單一的讀數(shù)值或N個(gè)讀數(shù)值的平均值）。而被測(cè)量的真值，有多種可能，從可能值Z(小)到可能值Z(大)。

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解絕對(duì)值方程（1）

當(dāng)Z＞M，有

         R=(Z-M)max=Z(大)-M

         Z(大)=M+R                                    （6）

當(dāng)Z＜M，有

         R=(M-Z)max=M-Z(小)

         Z(小)=M-R                                    （7）

由（6）（7）式，得到真值的范圍是

        [M-R,M+R]                                     （8）

測(cè)量結(jié)果可表示為

         Z=M±R                                       （9）

通常寫為

         L=M±R                                       （10）

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（10）就是測(cè)量給出的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果是真值范圍。

真值就是實(shí)際值。測(cè)量結(jié)果就是被測(cè)量的實(shí)際值范圍。測(cè)量結(jié)果等于測(cè)得值加減誤差范圍。

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VIM 3是包含不同觀點(diǎn)的折中方案, 2007年10月15日，時(shí)任國(guó)際法制計(jì)量委員會(huì)委員，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院﹙NIST﹚的Charles D．Ehrlich博士應(yīng)邀來(lái)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院作報(bào)告，題目是“國(guó)際計(jì)量學(xué)指南聯(lián)合委員會(huì)工作組的活動(dòng)情況” ，其中重點(diǎn)介紹了國(guó)際計(jì)量學(xué)基本詞匯、通用術(shù)語(yǔ)﹙VIM﹚的制修訂情況。該報(bào)告具體內(nèi)容可見國(guó)際計(jì)量局網(wǎng)站（http://www.bipm.org/）Charles D．Ehrlich博士的《Evolution of philosophy and description of measurement(preliminary rationale for VIM3)》和 2008年《中國(guó)計(jì)量》雜志第1期89頁(yè)《國(guó)際計(jì)量學(xué)指南聯(lián)合委員會(huì)對(duì)GUM和VIM修訂情況的介紹》一文。報(bào)告中指出“在修訂中遇到了很大困難，其核心問題是：關(guān)于“測(cè)量”、“值”與“真值”、“測(cè)得值”與“測(cè)量結(jié)果”、誤差等術(shù)語(yǔ)的概念還有不同認(rèn)識(shí)，且如何認(rèn)識(shí)測(cè)量還存在分歧。
     國(guó)際上目前有三種觀點(diǎn) (1)經(jīng)典的方法；(2)GUM關(guān)于不確定度的方法； 3)IEC關(guān)于不確定度的方法。經(jīng)典方法認(rèn)為存在真值且可知，GUM方法認(rèn)為由于被測(cè)量的定義原因不存在唯一真值，存在一組真值，且不可知。IEC認(rèn)為他們的方法和GUM是平行的和更使用的。但I(xiàn)EC對(duì)真值這個(gè)概念的處理，認(rèn)為真值既不可知也無(wú)必要、也不鼓勵(lì)使用。明確排除使用真值這個(gè)概念，甚至在描述測(cè)量的目的時(shí)（Most notably, the IEC approach treats the concept of true value as both unknowable and unnecessary, discouraging and in fact eliminating at least explicit use of the concept of true value, even in stating the objective of measurement.）。而GUM理論在描述測(cè)量的目的時(shí)，還用到真值這個(gè)概念，但用的是“值”（value）這個(gè)詞，認(rèn)為“真”(true)字多余。但VIM3認(rèn)為，“真值”簡(jiǎn)稱為“值”容易引起迷惑，因?yàn)椤爸怠币话惚徽J(rèn)為是“量值”。The modifier  ‘‘true’’ has been put in parenthesis here as an alert that the GUM discourages use of the term (but not of the concept ‘‘true value,’’ and instead treats ‘‘true value’’ and ‘‘value’’  as equivalent, and thus omits the modifier ‘‘true’’. This,  however, causes terminological difficulties that are treated in VIM3,)還有一種就是折中觀點(diǎn)——約定值混合法(Conventional Value Hybrid Approach to measurement，CVHA)，結(jié)合了(1)經(jīng)典的方法和(2)GUM關(guān)于不確定度的方法。目前很多國(guó)家采用折中的方法，就是約定值混合法(CVHA)。典型的例子是示值誤差符合性評(píng)定判據(jù)：|Δ|≤MPEV - U95 ，式中同時(shí)包括誤差和不確定度，式中Δ是示值誤差，MPEV是最大允許誤差，而U95 是擴(kuò)展不確定度。這里的示值誤差是用約定真值（高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)）算得的，具有不確定度的（即U95）。這個(gè)判據(jù)是檢定和校準(zhǔn)中普遍使用的，因此誤差也還在普遍使用。(英文摘自Charles D．Ehrlich的論文)

JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》的主要起草人金華彰老師的博客中說(shuō)：

“從過去我國(guó)制定的JJF1001-1998規(guī)范的指導(dǎo)思想來(lái)看，基本上和VIM第三版的思路是一致的，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，在我國(guó)實(shí)際上巳采用了第4種方法，我們既強(qiáng)調(diào)采用測(cè)量不確定與國(guó)際上一致，同時(shí)為適應(yīng)檢定﹑校準(zhǔn)工作，采用了測(cè)量誤差方法作為法制計(jì)檢定的評(píng)定方法，一方面控制計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器與被檢計(jì)量器具測(cè)量準(zhǔn)確度的關(guān)系，同時(shí)以計(jì)量器具最大允許誤差作為規(guī)程﹑規(guī)范所允許的誤差極限值。如在我國(guó)《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》JJF1094-2002技術(shù)規(guī)范中，5.3.1.4條測(cè)量?jī)x器示值誤差符合性評(píng)定的基本要求中規(guī)定，對(duì)測(cè)量?jī)x器特性進(jìn)行符合性評(píng)定時(shí)，若評(píng)定示值誤差的不確定度滿足下面要求，則可不考慮示值誤差評(píng)定的測(cè)量不確定度的影響。評(píng)定示值誤差的不確定度與被評(píng)定測(cè)量?jī)x器的最大允許誤差的絕對(duì)值之比，應(yīng)小于或等于1:3，即被評(píng)定測(cè)量?jī)x器的示值誤差在其最大允許誤差限內(nèi)時(shí)，可判為合格。在JJF1001-2011新修訂的規(guī)范中，同樣保留了這種思路，在第7章測(cè)量?jī)x器的特性中，保留了原有的固有誤差﹙7.30條﹚﹑引用誤差﹙7.31條﹚﹑示值誤差﹙7.32條﹚，因?yàn)樵谖覈?guó)計(jì)量檢定規(guī)程中，作為計(jì)量器具法制管理的重要技術(shù)依據(jù)，基本上還是采用最大允許誤差作為考核計(jì)量器具性能的主要指標(biāo)，包括新制的、使用中和修理后的各種情況。最近我查閱了十大計(jì)量專業(yè)共18份檢定規(guī)程及少量校準(zhǔn)規(guī)范，大部份都在2010-2011年制訂，95%都是用誤差進(jìn)行評(píng)定的。確實(shí)這種方法既能與計(jì)量器具產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相協(xié)調(diào)一致，實(shí)際應(yīng)用上也十分方便實(shí)用，這相當(dāng)于第四種方法中的第二次測(cè)量活動(dòng)。”

回復(fù) 11# jiangjx

　　本人傾向于Charles D．Ehrlich的論文觀點(diǎn)：
　　１“真值”的“真”(true)字并不多余，最好不要簡(jiǎn)稱為“值”，因?yàn)椤傲恐怠币部梢院?jiǎn)稱為“值”，非常容易混淆。
　　２因?yàn)槊恳粋€(gè)測(cè)量過程必存在測(cè)量誤差，因此被測(cè)量的理論真值在實(shí)際測(cè)量活動(dòng)中無(wú)法得到。但各測(cè)量活動(dòng)所得測(cè)量結(jié)果偏離真值的程度不同，即誤差不同，因此可將高準(zhǔn)確度測(cè)量結(jié)果看作為低準(zhǔn)確度測(cè)量結(jié)果的真值，把這種真值稱為“約定真值”是可行的。約定真值是相對(duì)的，約定真值既是某個(gè)準(zhǔn)確度測(cè)量結(jié)果的真值，其本身又是測(cè)量結(jié)果，同樣存在一個(gè)更高準(zhǔn)確度的測(cè)量結(jié)果是它的真值，“約定真值”將無(wú)限趨近于理論“真值”，真值是約定真值的極值，除特殊已知常數(shù)外只能無(wú)限趨近而無(wú)法達(dá)到。
　　３贊成約定值混合法(CVHA)，結(jié)合(1)經(jīng)典的方法和(2)GUM關(guān)于不確定度的方法，“誤差”和“不確定度”應(yīng)共存，共同描述測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)，分別是衡量測(cè)量結(jié)果品質(zhì)的兩個(gè)不同參數(shù)，即準(zhǔn)確性和可信性。
　　這樣的話，示值誤差符合性評(píng)定判據(jù) |Δ|≤MPEV - U95 即可得到一個(gè)合理解釋。|Δ|是示值誤差（即測(cè)量結(jié)果）的絕對(duì)值，是一個(gè)已知定值。MPEV是測(cè)量設(shè)備示值誤差的計(jì)量要求（即最大允許誤差）。測(cè)量結(jié)果（檢定結(jié)果）|Δ|的可疑度半寬（不確定度）為U，二者相加若不超過其計(jì)量要求（MPEV），也就證明測(cè)量結(jié)果|Δ|必處于合格狀態(tài)。

JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》的主要起草人金華彰老師的博客中說(shuō)：
“從過去我國(guó)制定的JJF1001-1998 ...
jiangjx 發(fā)表于 2013-2-26 17:28

    謝謝發(fā)布權(quán)威信息!

VIM 3是包含不同觀點(diǎn)的折中方案, 2007年10月15日，時(shí)任國(guó)際法制計(jì)量委員會(huì)委員，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 ...
jiangjx 發(fā)表于 2013-2-26 15:58

    讓我們長(zhǎng)見識(shí)了!

回復(fù)  jiangjx

　　本人傾向于Charles D．Ehrlich的論文觀點(diǎn)：
　　１“真值”的“真”(true)字并不多余 ...
規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2013-2-26 17:56

    言之有理!

回復(fù) 12# jiangjx

　　非常擁護(hù)金華彰老師的這段話。我們應(yīng)該堅(jiān)持“一方面控制計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器與被檢計(jì)量器具測(cè)量準(zhǔn)確度的關(guān)系，同時(shí)以計(jì)量器具最大允許誤差作為規(guī)程﹑規(guī)范所允許的誤差極限值”，對(duì)測(cè)量?jī)x器特性進(jìn)行符合性評(píng)定時(shí)，“評(píng)定示值誤差的不確定度與被評(píng)定測(cè)量?jī)x器的最大允許誤差的絕對(duì)值之比”應(yīng)“小于或等于１:３”，同時(shí)若“被評(píng)定測(cè)量?jī)x器的示值誤差在其最大允許誤差限內(nèi)”時(shí)，被檢測(cè)量設(shè)備“可判為合格”。
　　示值誤差的不確定度與被評(píng)定測(cè)量?jī)x器的最大允許誤差的絕對(duì)值之比≤1:3，就是使用了“不確定度”這個(gè)定量評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果可信性的參數(shù)，評(píng)價(jià)示值誤差Δ這個(gè)測(cè)量結(jié)果是否值得我們相信。當(dāng)≤1:3時(shí)，表示檢定結(jié)果Δ可直接用來(lái)評(píng)定該測(cè)量?jī)x器符合性，評(píng)價(jià)結(jié)論是可信的。當(dāng)＞1:3時(shí)，表示得到的儀器檢定結(jié)果Δ的可信性不合格，不能用Δ直接評(píng)定測(cè)量?jī)x器的符合性，應(yīng)該考慮Δ可信性對(duì)測(cè)量?jī)x器符合性評(píng)價(jià)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)使用公式 |Δ|≤MPEV - U95，或者干脆廢棄這個(gè)Δ，重新選用滿足三分之一原則的檢定方法檢定。
　　“被評(píng)定測(cè)量?jī)x器的示值誤差在其最大允許誤差限內(nèi)”，就是使用了“誤差”這個(gè)準(zhǔn)確性定量評(píng)定參數(shù)來(lái)評(píng)定測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性是否合格，是否在“最大允許誤差”范圍內(nèi)。在允許范圍內(nèi)就可判定為合格，不在允許范圍內(nèi)就應(yīng)判定為不合格。
　　由此看來(lái)，用示值誤差檢定結(jié)果Δ來(lái)評(píng)定被檢測(cè)量?jī)x器的符合性，的確必須同時(shí)滿足準(zhǔn)確性和可信性兩個(gè)衡量參數(shù)，缺一不可。這兩個(gè)衡量參數(shù)分別就是“誤差”大小和“不確定度”大小，其中不確定度是否滿足要求的分水嶺就是看不確定度是否小于等于被檢測(cè)量?jī)x器示值誤差允許值的1/3。

回復(fù) 11# jiangjx


   

謝謝jiangjx先生，你為本欄目的學(xué)術(shù)討論，提供了有關(guān)的國(guó)際背景資料。我們的許多技術(shù)人員，受學(xué)校的“從正確到正確”的教育，又受學(xué)術(shù)界的“唯洋是從”的環(huán)境氣氛的熏陶，總覺得書上說(shuō)的就是對(duì)的，外國(guó)人說(shuō)的就是對(duì)的。先生的介紹，說(shuō)明：外國(guó)人也在爭(zhēng)論；爭(zhēng)論是不同意見的反映，也說(shuō)明客觀上就存在是與非。我們?cè)撜J(rèn)真思考，拿出我們的意見來(lái)。學(xué)術(shù)問題，基本上是是非問題，通過討論，明確是非，宣揚(yáng)真理，改正錯(cuò)誤。理論上不能搞折衷。VIM第三版確實(shí)有一些折中，效果不好，反而引起混亂。例如：

1 不確定度論出世的理由和立足點(diǎn)，是“真值不可知”、“誤差不能求”、“準(zhǔn)確度是定性的”。VIM第三版說(shuō)：“不確定度是包含真值的區(qū)間的半寬”，這就不倫不類了，這明明是誤差理論用了三百年的誤差范圍的概念嗎，怎么就成了不確定度？既然真值不可知，怎能“包含”？包含區(qū)間逐漸減小，包含的真值不就知道了嘛，這直接否定“真值不可知”的基本立論。也就是說(shuō)：“真值不可知”與“包含真值的區(qū)間”不可同時(shí)出現(xiàn)在一種理論中。這里，VIM顯然是按誤差理論的觀點(diǎn)在改造不確定度理論，你真的徹底改造，不確定度論就成了誤差理論，還要不確定度論干什么？

2 “誤差等于測(cè)得值減真值”，是誤差理論的基本定義。VIM把定義中的真值，改成參考值，是十分錯(cuò)誤的。參考值可能有許多種，這就亂了。況且也不通，某人有一塊黃金，要知道重量，就是要知道此塊黃金重量的真值。用什么衡器測(cè)量，要知道的誤差必是測(cè)得值減這塊黃金的真值，而不是什么“測(cè)得值減參考值”。這是妄圖用不確定度論的觀點(diǎn)（不提真值），來(lái)改造誤差理論，行不通。

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總之，測(cè)量計(jì)量的表征，就是如何表示準(zhǔn)確程度那么點(diǎn)事，誤差理論和不確定度論，必須二選一。不確定度論錯(cuò)誤太多，只能選誤差理論。從“不提真值”到“也提真值”，客觀上是不確定度論回歸誤差理論的信號(hào)。

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太深?yuàn)W了，慢慢學(xué)吧。

回復(fù) 18# 史錦順

　　１“不確定度是包含真值的區(qū)間的半寬”和誤差理論用了三百年的“誤差范圍”的概念本來(lái)就不是一回事啊，呵呵。不確定度不是“包含真值的區(qū)間”，而是包含真值的區(qū)間的“寬度”。區(qū)間和區(qū)間寬度也不是一回事，不能把術(shù)語(yǔ)“區(qū)間寬度”換成術(shù)語(yǔ)“區(qū)間”。“區(qū)間”既有區(qū)間的位置（對(duì)稱中心的值的大小）也有寬度。“區(qū)間寬度”只講寬度，不討論區(qū)間對(duì)稱中心的位置，被測(cè)參數(shù)的對(duì)稱中心的位置（真值）由測(cè)量結(jié)果和誤差去確定。“真值不可知”與“包含真值的區(qū)間”同時(shí)出現(xiàn)在一種理論中的確是矛盾的，但“真值不可知”與“包含真值的區(qū)間寬度”并不矛盾，可同時(shí)出現(xiàn)在一種理論中。
　　 ２“誤差等于測(cè)得值減真值”，是誤差理論的基本定義。正因?yàn)闇y(cè)量誤差的客觀存在，被測(cè)量真值只能無(wú)限趨近而無(wú)法準(zhǔn)確獲得，VIM把定義中的真值改成了參考值，我認(rèn)為漢語(yǔ)中的“參考”兩個(gè)字是不太好，不如“約定”準(zhǔn)確，“參考值”實(shí)際上就是我們過去說(shuō)的“約定真值”，雖然翻譯有點(diǎn)不妥，但也不是十分錯(cuò)誤的。
　　參考值（約定真值）的確因?yàn)椤凹s定”的方法不同而可能有許多種，不同的領(lǐng)域，不同的方法，不同的場(chǎng)合和準(zhǔn)確度，約定真值也的確是不會(huì)相同的。同一個(gè)尺寸用鋼直尺測(cè)得的測(cè)量結(jié)果可以用卡尺測(cè)得的測(cè)量結(jié)果當(dāng)約定真值。可是用千分尺測(cè)得的測(cè)量結(jié)果用卡尺得到的測(cè)量結(jié)果當(dāng)約定真值就是大笑話。約定真值是相對(duì)的，只能用較高準(zhǔn)確度的測(cè)量結(jié)果當(dāng)較低準(zhǔn)確度的測(cè)量結(jié)果的約定真值（參考值），這種說(shuō)法是說(shuō)得通的。
　　某人有一塊黃金，要知道重量，的確是想要知道其重量的真值。但無(wú)論用什么衡器和天平測(cè)量，都只能得到具有一定測(cè)量誤差的測(cè)量結(jié)果，而永遠(yuǎn)得不到其重量的真值。要知道誤差必是測(cè)得值減這塊黃金的真值，真值得不到怎么辦？只有用更高準(zhǔn)確度的測(cè)量結(jié)果“當(dāng)作”真值，這就是過去說(shuō)的“約定真值”和現(xiàn)在說(shuō)的“參考值”。所以誤差是“測(cè)得值減參考值”是說(shuō)得通的。這并是要用不確定度論的觀點(diǎn)來(lái)改造誤差理論，而是用不確定度理論和誤差理論相互補(bǔ)充，共同解釋這種測(cè)量實(shí)踐中的現(xiàn)象。

回復(fù) 20# 規(guī)矩灣錦苑


    “這并是要用不確定度論的觀點(diǎn)來(lái)改造誤差理論，而是用不確定度理論和誤差理論相互補(bǔ)充，共同解釋這種測(cè)量實(shí)踐中的現(xiàn)象。”說(shuō)得好極了！

回復(fù) 21# 劉彥剛

　　謝謝老兄贊同和引用我的這段話。非常抱歉，我突然發(fā)現(xiàn)在20樓里的這段話掉了一個(gè)“不”字，現(xiàn)訂正為 “這并不是要用不確定度論的觀點(diǎn)來(lái)改造誤差理論，而是用不確定度理論和誤差理論相互補(bǔ)充，共同解釋這種測(cè)量實(shí)踐中的現(xiàn)象。”

回復(fù) 20# 規(guī)矩灣錦苑

（一）

區(qū)間必是定位的區(qū)間。沒有位置的區(qū)間是不存在的。凡講區(qū)間，必定是同時(shí)指明兩件事：1區(qū)間的寬度；2區(qū)間的位置。在數(shù)軸上的區(qū)間，只要寫得出，必定包含有位置與寬度。

通常,測(cè)量?jī)x器給出的誤差范圍，一般應(yīng)是被測(cè)量量值的函數(shù)，例如數(shù)字電壓表。對(duì)特定的被測(cè)量，有特定的誤差范圍。有時(shí)誤差范圍在整個(gè)量程上近似一常數(shù)，如指針式電壓表。于是用可能的最大值來(lái)表示通用于量程各點(diǎn)的誤差范圍。誤差范圍一定要結(jié)合具體的測(cè)得值，才有明確的、具體的含義。測(cè)量結(jié)果為：

             Z=M±Δ          (1)

(1)式是一個(gè)區(qū)間，以測(cè)得值M為中心，以Δ為區(qū)間半寬。此區(qū)間以99%的概率包含真值。此式表示，被測(cè)量的真值可能大，但大不過
M+Δ；被測(cè)量的真值可能小，但不小于M-Δ。這是誤差理論。否定這一點(diǎn)，就是否定誤差理論。

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不確定度論的表示法為：

             L= M±U           (2)

由（2）可知，不確定度U的區(qū)間，是一定與測(cè)得值M相連的。不結(jié)合測(cè)得值，U就沒有意義，在數(shù)軸上就劃不出來(lái)。討論半天U,卻說(shuō)U與測(cè)得值無(wú)關(guān)，竟把U看做是游蕩在數(shù)軸上的無(wú)確定位置的區(qū)間半寬，這不符合不確定度理論。

VIM 2008版、2012版都明確說(shuō)：不確定度是包含區(qū)間的半寬，此區(qū)間以一定概率包含真值。先生卻還說(shuō)：不確定度不是“包含真值的區(qū)間”
你這已經(jīng)不是不確定度理論，而是你自己的說(shuō)法。這個(gè)說(shuō)法，說(shuō)明你并不相信不確定度理論。

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先生的話不確定度不是“包含真值的區(qū)間”，而是包含真值的區(qū)間的“寬度”，這是一句自相矛盾的話。沒有寬度不成區(qū)間；也沒有不在區(qū)間的區(qū)間寬度。

先生的誤區(qū)是誤差理論與不確定度理論各管一事，力圖說(shuō)明二者都是對(duì)的；這是不符合實(shí)際情況的空想，不確定度論派沒這樣說(shuō)，誤差理論派也不會(huì)這樣想。你那種兩種學(xué)說(shuō)都擁護(hù)的觀點(diǎn)，實(shí)際上成了兩種理論中每個(gè)理論的悖論。所謂：這并（不）是要用不確定度論的觀點(diǎn)來(lái)改造誤差理論，而是用不確定度理論和誤差理論相互補(bǔ)充，共同解釋這種測(cè)量實(shí)踐中的現(xiàn)象，這是一句不符合實(shí)際的空想，一句掩蓋矛盾的錯(cuò)話。如此說(shuō)來(lái)，還分什么學(xué)派？還爭(zhēng)論什么？難道國(guó)際性的大爭(zhēng)論，雙方都沒有理由嗎？我贊成誤差理論，就說(shuō)誤差理論的優(yōu)點(diǎn)；你贊成不確定度論，就說(shuō)不確定度論的好話。騎墻、模棱兩可、誰(shuí)都不得罪，不是學(xué)術(shù)討論的正確態(tài)度。爭(zhēng)論是好事，不能回避矛盾。爭(zhēng)論就要正視現(xiàn)實(shí)、辨別是非、對(duì)學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)也對(duì)自己負(fù)責(zé)。寫在帖中，掛在網(wǎng)上，就有人看；就要慎重。

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（二）

把“誤差等于測(cè)得值減真值”改成“誤差等于測(cè)得值減參考值”，是一個(gè)不能容忍的錯(cuò)誤。

1 否定真值的可知性，進(jìn)而完全拋棄真值的概念，這是在否定近代的測(cè)量計(jì)量學(xué)理論，也是在否定所有的物理學(xué)公式。任何物理公式都是關(guān)于物理量的公式，都是物理量的真值的公式，否定真值可知性、拋棄真值概念，等于否定一切物理公式。這是根本性的錯(cuò)誤。

2 參考值多種多樣，必然造成測(cè)量計(jì)量的混亂。

3 妨礙多項(xiàng)研究，如誤差的誤差、合格性判別條件等的研究與表達(dá)。

4 答非所問。測(cè)量者要知道的誤差范圍，是測(cè)得值與被測(cè)量的真值的誤差范圍。說(shuō)測(cè)得值與參考值之差，答非所問。

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回復(fù) 23# 史錦順

　　１完全贊成老師所說(shuō)“區(qū)間必是定位的區(qū)間。沒有位置的區(qū)間是不存在的。凡講區(qū)間，必定是同時(shí)指明兩件事：1區(qū)間的寬度；2區(qū)間的位置。在數(shù)軸上的區(qū)間，只要寫得出，必定包含有位置與寬度。”但是“區(qū)間寬度”和“區(qū)間位置”必定是兩回事，有時(shí)候人們需要同時(shí)知道區(qū)間位置和區(qū)間寬度，但很多情況下人們需要知道區(qū)間寬度就行了，或者知道區(qū)間位置就行了，并不需要同時(shí)知道位置和寬度。
　　“區(qū)間寬度”是指區(qū)間的范圍，區(qū)間的位置是指區(qū)間中心的坐標(biāo)。如果把北京市比喻為一個(gè)區(qū)間，“北京中心位于北緯39°54′，東經(jīng)116°23′，位于華北平原西北邊緣”，這是區(qū)間的位置，人們要到達(dá)那里知道其位置就足夠了。而“北京市土地面積16400平方公里”就是區(qū)間的范圍，相當(dāng)于兩維區(qū)間“寬度”，作為要掌管北京市土地開發(fā)應(yīng)用管理的人員則必須知道北京市的區(qū)域面積。
　　“不確定度”要解決的問題是描述“區(qū)間寬度”，不描述區(qū)間位置；“誤差”要解決的問題是描述區(qū)間位置，不描述區(qū)間寬度；“誤差范圍”既包含有區(qū)間寬度，也包含有區(qū)間位置，但誤差范圍的區(qū)間寬度是最大誤差與最小誤差的差和不確定度的區(qū)間寬度描述的不是同一個(gè)寬度。
　　因此，我認(rèn)為不確定度和誤差兩個(gè)術(shù)語(yǔ)是完全不同的兩個(gè)“參數(shù)”，它們各自從不同的角度描述測(cè)量結(jié)果的品質(zhì)優(yōu)劣，它們相互補(bǔ)充，共同解釋測(cè)量實(shí)踐中的現(xiàn)象，讓我們更加深入地了解測(cè)量和測(cè)量結(jié)果的本質(zhì)。這就像波動(dòng)說(shuō)和粒子說(shuō)共同描述光的本質(zhì)一樣，不能因?yàn)橛辛瞬▌?dòng)說(shuō)而否定后來(lái)粒子說(shuō)的科學(xué)性，也不能因?yàn)楹髞?lái)有了粒子說(shuō)而否定波動(dòng)說(shuō)科學(xué)性，這不能算作是騎墻和模棱兩可。
　　２我贊同老師關(guān)于把“誤差等于測(cè)得值減真值”改成“誤差等于測(cè)得值減參考值”不夠妥帖的見解，“誤差等于測(cè)得值減真值”使用了N多年了，深入人心的術(shù)語(yǔ)還是不要隨意更改為好。由于測(cè)量誤差的客觀存在，的確人們只能無(wú)限趨近真值而不能獲得真值，因此“約定真值”的概念的產(chǎn)生也就是水到渠成的。如果再誕生一個(gè)新術(shù)語(yǔ)“參考值”，可以在術(shù)語(yǔ)“約定真值”下用注的形式說(shuō)明“有時(shí)也稱約定真值為參考值”，“實(shí)際測(cè)量活動(dòng)中把測(cè)得值減參考值也稱為誤差”。
　　實(shí)際測(cè)量活動(dòng)中，約定真值的確是相對(duì)的，不同行業(yè)、不同準(zhǔn)確度要求對(duì)真值有不同的約定，所以約定真值（參考值）多種多樣是正常現(xiàn)象。但是絕對(duì)不會(huì)因?yàn)榧s定真值的多種多樣而必然造成測(cè)量計(jì)量的混亂。對(duì)同樣一個(gè)被測(cè)件，用在不同的準(zhǔn)確度要求的行業(yè)，測(cè)量方法必然不相同，用鋼直尺測(cè)量、用卡尺測(cè)量、用千分尺測(cè)量、用光學(xué)計(jì)和量塊比較測(cè)量，會(huì)得到不同的測(cè)量結(jié)果，每個(gè)測(cè)量結(jié)果的誤差需與各自的約定真值（參考值）相減才能獲得。卡尺測(cè)量的結(jié)果可以約定為鋼直尺測(cè)量結(jié)果的真值，千分尺測(cè)量的結(jié)果可以約定為卡尺測(cè)量結(jié)果的真值。但是絕對(duì)不能用鋼直尺或卡尺的測(cè)量結(jié)果作為千分尺測(cè)量結(jié)果的真值，千分尺測(cè)量結(jié)果的真值只能約定用更高準(zhǔn)確度測(cè)量方法得到的測(cè)量結(jié)果，比如用光學(xué)計(jì)和量塊比較測(cè)量得到的測(cè)量結(jié)果。如果參考值不是多種多樣，那才真的會(huì)造成測(cè)量計(jì)量的混亂。

測(cè)量的對(duì)象是真值，表達(dá)的卻是測(cè)量系統(tǒng)的能力