本帖最后由 史錦順 于 2013-12-24 07:20 編輯
真值的通俗化
——測(cè)量計(jì)量基本概念(9) 史錦順 - 真值,多么好的名稱。在經(jīng)典誤差理論中,真值概念是核心。有時(shí)真值被尊崇過(guò)度,竟蒙上一層神秘的面紗。1993年推行不確定度論以后,真值概念又極受非議,被貶得如同魔鬼,許多人不敢涉及。 我喜歡真值。我談?wù)嬷担腥苏f(shuō)真值你得不到,你那個(gè)真值是空的,因而你談的一切,也都是空的。我不談?wù)嬷担钟X(jué)著什么也說(shuō)不清楚。于是,幾年來(lái),我硬著頭皮論真值。我認(rèn)為,我沒(méi)有錯(cuò)。道理本來(lái)是對(duì)的,卻難被一些人接受。最近,想到改換一下表達(dá)方式,要點(diǎn)是真值概念的通俗化。 科學(xué)講究實(shí)事求是,要如實(shí)地反映事物與客觀規(guī)律,不必神化,也不該妖魔化。本文從實(shí)用的角度看真值,還它個(gè)本來(lái)面目。第一符合客觀規(guī)律;第二減小歧解的可能;第三通俗易懂。 - 建議稱真值為“實(shí)際值”。 - GUM說(shuō):“真值的‘真’字沒(méi)必要,可稱量值”。我反對(duì)不確定度論,反對(duì)GUM,但覺(jué)得這句話可略加修改而后采用。因?yàn)檎嬷凳窍鄬?duì)測(cè)得值而說(shuō)的,把真值改稱“量值”,不便表明與測(cè)得值的區(qū)別,因?yàn)闇y(cè)得值也是量值。而實(shí)際值一詞,就表示是客觀值、也就是真值。 把真值稱為實(shí)際值,這就是老史建議的對(duì)真值的通俗化。 以往的誤差理論書(shū)籍與文件,如果把原有的真值換成實(shí)際值,不破壞原意。 這樣改,可適應(yīng)統(tǒng)計(jì)測(cè)量的情況。統(tǒng)計(jì)測(cè)量誤差可略,測(cè)得值與真值歸一,不必再稱真值,而叫實(shí)際值或量值即可。 把真值改稱實(shí)際值,不再給不確定度論者留攻擊的借口。那些人總不好意思說(shuō):實(shí)際值不可知。 - 對(duì)量值概念,重新表述如下。 量是空間、時(shí)間、物質(zhì)、物體、現(xiàn)象的可定量確定的屬性。量的表達(dá)是量值。 量值分三個(gè)層次:定義值、實(shí)際值(原本稱真值)、測(cè)得值。 定義值又稱約定值。通常由國(guó)際計(jì)量大會(huì)給出。標(biāo)稱值是定義值用于特定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的一種形式。 量的實(shí)際值,就是量的客觀值。量是事物可定量確定的屬性,量的實(shí)際值是可知的。 量子物理的不確定性原理指出:同時(shí)測(cè)量有特定關(guān)系的兩個(gè)物理量,二者的波動(dòng)量的乘積,不能小于一個(gè)特定的量值。而單個(gè)量的測(cè)量,沒(méi)有測(cè)量準(zhǔn)確度的門(mén)限,即測(cè)得值可以無(wú)限制地接近實(shí)際值,因而實(shí)際值是可知的。 對(duì)一般情況來(lái)說(shuō),實(shí)際值存在著、作用著、變化著。人們可以準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)。 人們利用實(shí)際值的作用來(lái)認(rèn)識(shí)實(shí)際值。當(dāng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)被測(cè)量的變化時(shí),變化是量的真實(shí)的變化,因此測(cè)得值是實(shí)際值。統(tǒng)計(jì)測(cè)量(測(cè)量誤差遠(yuǎn)小于量值的變化),測(cè)得值就是實(shí)際值。計(jì)量中,所用標(biāo)準(zhǔn)的值,視為近似實(shí)際值,其誤差表現(xiàn)為計(jì)量誤差,要計(jì)及。 實(shí)際值處處在。人們測(cè)量得到了測(cè)得值,又用誤差范圍圈住了實(shí)際值,就是認(rèn)識(shí)了實(shí)際值。誤差范圍越小,對(duì)實(shí)際值的認(rèn)識(shí)越精確。準(zhǔn)確度達(dá)到實(shí)際需要,就完成了對(duì)實(shí)際值的準(zhǔn)確認(rèn)識(shí),即取得了實(shí)際值。 一旦測(cè)量誤差遠(yuǎn)小于量值本身的變化,則測(cè)得值個(gè)個(gè)是實(shí)際值,也就沒(méi)有區(qū)分的必要。實(shí)際值,測(cè)得值,都是量值。叫量值即可。 特殊情況,是物理常數(shù)的實(shí)際值。物理常數(shù)是宇宙中最穩(wěn)定的量,是用世界上已有的最準(zhǔn)確的測(cè)量?jī)x器,測(cè)量得到的值,其不確定度包含有測(cè)量?jī)x器的誤差與物理常數(shù)變化這兩部分。因此,物理常數(shù)的給出值是相對(duì)準(zhǔn)確的實(shí)際值。隨著科技的發(fā)展,物理常數(shù)的測(cè)量誤差越來(lái)越小。 - 基準(zhǔn)的功能是復(fù)現(xiàn)計(jì)量單位的量值。單位的量值是定義值,又稱標(biāo)稱值。基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度是基準(zhǔn)的量值對(duì)定義值(標(biāo)稱值)的偏差范圍。基準(zhǔn)的準(zhǔn)確性靠特殊的物理機(jī)制;其準(zhǔn)確度由嚴(yán)格的誤差分析與嚴(yán)格的測(cè)量給出。基準(zhǔn)的實(shí)際值在基準(zhǔn)的標(biāo)稱值加減偏差范圍的區(qū)間內(nèi)。基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度,是測(cè)量計(jì)量準(zhǔn)確性的總基礎(chǔ)。人類以最先進(jìn)的科技手術(shù)段不斷提高基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。 - 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)是計(jì)量工作的基礎(chǔ),是檢定的手段。標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際值,在標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱值加減標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍之內(nèi)。計(jì)量以標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確,保證測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確。典型的檢定方法,是用被檢儀器測(cè)量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。儀器的示值與標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)稱值之差,是視在誤差。視在誤差等于儀器誤差(測(cè)得值減實(shí)際值)與標(biāo)準(zhǔn)的誤差(實(shí)際值減標(biāo)稱值)的合成結(jié)果,只有當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的誤差很小而可以忽略時(shí),視在誤差才等于測(cè)量?jī)x器的誤差。因此計(jì)量檢定的條件,是標(biāo)準(zhǔn)的誤差范圍必須遠(yuǎn)小于被檢儀器的誤差范圍。 - 測(cè)量的目的是得到被測(cè)量的實(shí)際值。要根據(jù)測(cè)量任務(wù)的要求,選用準(zhǔn)確度夠格的測(cè)量?jī)x器。測(cè)得值加減測(cè)量的誤差范圍是測(cè)量結(jié)果。在正確使用測(cè)量?jī)x器、滿足測(cè)量?jī)x器工作條件的情況下,測(cè)量?jī)x器的誤差范圍,就是測(cè)得值的誤差范圍。而測(cè)量?jī)x器的誤差范圍必定小于等于測(cè)量?jī)x器誤差范圍的指標(biāo)值,因此測(cè)量者可以用測(cè)量?jī)x器誤差范圍的指標(biāo)值當(dāng)做測(cè)量的誤差范圍(冗余代換)。 測(cè)量結(jié)果等于測(cè)得值加減誤差范圍。測(cè)量結(jié)果包含被測(cè)量的實(shí)際值。測(cè)量者得到測(cè)量結(jié)果,只要誤差范圍滿足實(shí)用要求,就是得知了被測(cè)量的實(shí)際值。 - |