你去細細體會過葉老師講座中不確定度與真值的關系嗎？

葉德培老師發表在《中國計量》上的《測量不確定度評定與表示》系列講座，講得相當好！應該說比JJF1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》好！我在學習中發現：在人們腦子中，在平時的敘述中，一不小心就會讓不確定度與真值聯起來。


葉老師講座選摘：

量友發現不，在人們腦子中，在平時的敘述中，一不小心就會讓不確定度與真值聯起來。
    請看葉老師講解測量不確定度定義時，在第（2）條的結尾處明明說到：測量不確定度是說明被測量測得的量值分散性的參數，它不說明測得值是否接近真值；
    在給出的圖2中也說明了測量不確定度與真值無關；
    在表1的第2款，也進一步強調了：測量不確定度與真值無關。
   
    但是就看葉老師講解測量不確定度定義時，在第（1）條中的例：當得到的測量結果為m=500g，U=1g（k=2），就可以知道被測件的重量以約95%的概率在（500±1）g區間內，……。

    這里被測件的重量只能理解為真值吧？

測得值或最佳估計值

回復 3# 劉彥剛

"當得到的測量結果為m=500g，U=1g（k=2），就可以知道被測件的重量以約95%的概率在（500±1）g區間內，"其含義就是被測件的重量的真值以約95%的概率在（500±1）g區間內。

回復 1# 劉彥剛

劉彥剛網友，讀書仔細，認真思考，很好。

此貼針對葉先生文章，由推崇到最后的質疑，態度有一百八十度的大轉彎。前邊似贊成，說把不確定度與真值聯系起來，是不對的，要按葉先生的講法思考問題。后邊卻是質疑——葉先生不說真值，實際還得用真值。隱義：理論與實踐不一致。

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我主張，討論學術問題，要觀點明確、直來直往。不必繞彎子。我明確表明自己的觀點：葉先生回避真值的言論是錯誤的。發言如下。

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1與真值無關的測量計量理論是無用的理論

真值的概念是相對于測得值而提出的。人們用測量儀器對某量進行測量，得到的是測得值。測得值與量的實際值有差別，這就是誤差。研究誤差，就是研究測得值與實際值的差別。在經典測量理論中，把量的實際值稱為真值，這是很簡單也是很明確的。真值就是量的客觀值，就是實際值。

人們測量的目的是求真值，而得到的是測得值，誤差理論說明測得值同真值的關系，因此誤差理論是有用的理論。

不確定度論聲稱不確定度與真值沒關系，這表明不確定度沒有用處，因為它不能回答人們所關心的測得值與真值的差距問題。

“與真值無關”使不確定度概念成為無源之水、無本之木。不確定度論的理論大廈，竟建立在沙灘上。

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2 不確定度與真值無關說在變化

葉先生強調的“不確定度與真值無關”的說法，在VIM第三版（2008版與2012版）已有根本變化。VIM3說：不確定度是以一定概率包含真值的區間的半寬。如果說與真值無關，還哪有包含真值的區間？既然說“包含真值”，那不確定度就不是與真值無關，而是強相關了。因此，葉德培先生的講法，是直接違反國際文件的規定的。葉先生應該明白，不確定度論是個不三不四的偽科學，你宣傳它，不能自圓其說，是自討苦吃。

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3 葉先生的真知灼見

優酷網上，有葉先生的不確定度講課錄像片。我仔細看過兩遍。葉先生指出：按A類評定，用被檢測量儀器考核檢定裝置，把被檢儀器的性能算在檢定裝置上，是錯誤的。老史看到這里，十分佩服。贊曰：嚴正指錯，振聾發聵；鏗鏘議論，擲地有聲。

葉先生所指出的錯誤，是不確定度評定的致命傷。這一點，理應使葉先生走上否定不確定度論之路，讓人失望的是又看到了葉先生鼓吹不確定度論的連載文章。先生，自重！

是的，特別是圖2畫得非常直觀和形象。從圖２可以直觀地看出，被測量的最佳估計值（測量結果）的誤差為Δ，而測量結果的測量不確定度為U。但如果仔細分析，圖2仍然有缺陷，我認為圖中的測量結果y和被測量真值Y0位置似乎畫反了，應該交換一下位置。我的理由是：
　　如果不換位置，因為把不確定度U畫在了測量結果y的兩側，非常容易使人把Δ理解成測量結果y的系統誤差，容易把不確定度U理解成測量結果y在拋除“系統誤差”Δ后剩余的“隨機誤差”，從而使隨機誤差與不確定度相混淆，造成誤讀。
　　y與Y0交換位置后，Δ仍為被測量的最佳估計值（測量結果）與被測量真值的差，為測量結果的誤差。根據誤差理論建立的“測量誤差不可消滅”的理論基礎，非常容易導出凡是測量必有誤差，被測量真正的真值無法通過測量獲得的結論。JJF1001-2011的3.21條“量的真值”定義注3說，在“GUM和相關文件采用的方法，其中‘真’字被認為是多余的”，所以此處的“被測量之值”其實是指“被測量真值”不是指被測量的測量結果。根據測量不確定度定義，U是“表征合理地賦予被測量之值的分散性”，即U表述的就是被測量真值的分散性，表征被測量真值可能存在的區間的半寬。人們就是用這個被測量真值可能存在的區間半寬“參數”U“與測量結果相聯系”，定量表示測量結果y的可疑度（或稱可信性、可靠性）的大小。
　　所以我認為，葉老師講解測量不確定度定義時，在第（1）條中的例：當得到的測量結果為m=500g，U=1g（k=2）， 這里被測件的重量500g不能理解為被測量的“真值”，只能理解為被測量的“測量結果”或被測量的“最佳估計值”，是被測件的重量“真值”以約95%的概率在±1g區間內（真值以約95%的概率估計出來可能存在的區間半寬為1g）。至于被測量的這個500g測量結果或最佳估計值的誤差范圍半寬（最大誤差限定的區間半寬）到底是多大，可以通過誤差分析獲得或用（送）準確性更高的上級技術機構檢測來確定，不能用不確定度表述。

回復 6# 史錦順


   

2 不確定度與真值無關說在變化

葉先生強調的“不確定度與真值無關”的說法，在VIM第三版（2008版與2012版）已有根本變化。VIM3說：不確定度是以一定概率包含真值的區間的半寬。如果說與真值無關，還哪有包含真值的區間？既然說“包含真值”，那不確定度就不是與真值無關，……。

“（2008版與2012版）”說反了嗎？應該是（2012版與2008版）吧？懇請上傳最新版VIM3，以正視聽。

回復 7# 規矩灣錦苑

圖中的測量結果y和被測量真值y0的位置我覺得不是畫反了，而是畫的太夸張了，y0應畫在y—U到y+U范圍內是合理的。您覺得如何？

當前，流行的概念認為：不確定度可用于“定量表示測量結果y的可疑度（或稱可信性、可靠性）的大小，與真值無關。”從而使得不確定度理論陷入無法自圓其說的境地。具體多大的U,可信性就夠了？評判標準是什么？
    假設同一被測件：   
    實驗室1：測量結果為m=500g，U=1g（k=2）；
    實驗室2：測量結果為m=490g，U=1g（k=2）；
      二者U一樣大，是不是就能證實這兩個結果的可靠性一樣大？這顯然不能！！！被測件實際質量為500克時，實驗室1數據更可靠；而實際質量為490克時，實驗室2更可靠！顯而易見，即使僅僅討論結果的可靠性，也實在無法回避真值（或約定。。。）的啊！
    我想，這也是直到現在，大家還是見不到一個規范性的、關于不確定度數值應用方面的國家計量技術規范出臺的一個重要原因。

參加過比對的都清楚，關于比對測量數據的好壞（就是數據的可靠性），并不是用你報告的測量結果的不確定度來判定的，而是用一種另外的方式來判斷，結果是否滿意,就是En值。是個分數，分母是你的結果的U的平方加上參考值的U的平方，再開方；分子是你的測量結果減去參考值，取絕對值。En值應小于1.
      脫離真值（或參考值、約定真值等），各種測量比對將無從進行。

回復 10# chuxp

　　如果測量同一被測件， 實驗室1的測量結果為m=500g，U=1g（k=2），實驗室2的測量結果為m=490g，U=1g（k=2），二者測量結果的不確定度U一樣大，的確是說這兩個測量結果的可靠性（可疑度）完全相同。但因兩個實驗室是對“同一個”被測量實施測量，被測量真值應是同一個，測量結果不同，與真值的差（測量誤差）肯定也不同，因此兩個測量結果的準確性也就不同。
　　若被測件實際質量（真值）為500克，實驗室1的測量結果是500g，與真值之差（誤差0）更小，所以更準確；若實際質量（真值）為490克，則實驗室1的測量結果500g，與真值之差（誤差10g）更大，準確性更差。因為兩個實驗室使用的測量方案（包括測量原理、測量設備和測量環境等）可能完全相同，因此具有完全相同的不確定度U，兩個測量結果500g和490g可靠性也必相同。但即便500g和490g兩個測量結果使用具有完全相同可靠性的相同測量方案，誤差理論告訴我們，同一個測量者在不同的時間地點或由不同的測量者進行測量，也將會產生不同的測量結果，因此每個測量結果的誤差將會不同，準確性也必將不同。這也就是我一再強調計量工作追求的是測量結果的準確可靠，準確和可靠是兩個不同的要求，千萬不要將準確性與可靠性相混淆，千萬不要將不確定度與誤差范圍或誤差相混淆的原因。

回復 11# chuxp

　　比對測量數據的好壞（就是數據的可靠性），并不是用被考核實驗室報告的測量結果不確定度來判定的，而是用En值。En是個應小于1的分數，分母是測量結果的U的平方加上參考值的U的平方，再開方，分子是測量結果減去參考值，取絕對值，這段話是非常正確的。因為：
　　不確定度是實驗室自己評估給出的，也就是說可信性是“自稱”的，測量結果也是實驗室通過測量給出的，我們能夠相信它自吹自擂的可靠性嗎？當然不能。參考值和參考值的U由上級實驗室確定了，是個定值，En的“分子是測量結果減去參考值的絕對值”，測量結果一旦確定，分子大小就確定了。如果實驗室自稱自己的測量結果可靠性很高，即U很小，“測量結果的U的平方加上參考值的U的平方，再開方”也將趨小，En的分子不變分母趨小，En將會趨大，從而當大到一定程度就證明其自稱的可靠性是吹牛，甚至是吹破了牛皮（En＞1），也就說明該實驗室的測量結果不可信、不可靠，必須強制其停業整改。
　　值得注意的是，實驗室測量結果與參考值之差并不大（準確性并不差），因其可信性（因不確定度吹破了天，造成En＞1）差，也必須被列入整改對象。例如CNAS-GL02：2006的B.3示例中實驗室代碼3和4相比，“實驗室結果－參考值”，3號為-3，4號為2，4號實驗室準確性優于3號。但４號自稱可靠性U95＝1遠遠優于3號的U95＝3，以至造成４號聲稱的可靠性并不可信（En=1.41＞1），測量結果“被認為不滿意”，被列入整改對象“黑名單”。４號實驗室被列入整改對象并不是其給出的測量結果準確性差，其測量結果的準確性明顯優于3號實驗室，但3號實驗室實事求是聲明了自己測量結果的可靠性，所以其給出的測量結果包括可靠性聲明（U95）是可信的。

回復 12# 規矩灣錦苑
樓主在這里討論的核心問題是：不確定度是否與真值相關。
不確定度理論明確二者不相關。但實際評估卻無法回避真值的引入，典型的是B類評定。
經常評定的都清楚，B類分量較大的是標準器引入的分量，這個分量的大小取決于標準器的準確度等級，而準確度恰好描述的就是這個標準器偏離真值的程度。分別用天平和用普通電子稱稱量同一物體時，B類評定結果必然存在明顯差異，這個差異表明了二者測量結果偏離真值的程度。
      我想說的是，除非在不確定度評定指南里，去除關于查閱說明書準確度等級（與真值有關）、證書中誤差數據（顯然也與真值有關）等項目，才有可能在邏輯上說清楚。否則，這樣明顯的謬誤、這樣不嚴謹的理論，怎么讓大家在工作中去應用啊！！！

回復 6# 史錦順


   

2 不確定度與真值無關說在變化

葉先生強調的“不確定度與真值無關”的說法，在VIM第三版（2008版與2012版）已有根本變化。VIM3說：不確定度是以一定概率包含真值的區間的半寬。如果說與真值無關，還哪有包含真值的區間？既然說“包含真值”，那不確定度就不是與真值無關，……。

史老：我查了一下，ISO/IEC GUIDE 99-2007 國際計量學詞匯--基本和通用概念及相關術語(VIM) 才有2007的，不是2008版，也還沒見到2012版哦！您找到了2012版嗎？請上傳！謝謝！

回復 14# chuxp
    非常贊賞先生的論述。
    否定真值又不能不用真值；否定誤差又不能不用誤差——這就是不確定度論的一貫的邏輯混亂。
    GUM說不確定度與真值無關；但此路不通，于是到VIM3又講起那包含真值的區間來。葉德培先生在宣貫VIM3的今天，竟大談“與真值無關”，實在是不識時務、不顧客觀需要。
    不管什么理論，都必須講究實際。與真值無關的理論就是脫離實際。脫離實際的理論是無用的理論。難怪不確定度論錯誤、弊病那么多，根本原因就在這里。

回復 14# chuxp

　　關于“不確定度是否與真值相關”的問題，要看提問題的人提問的真實意圖是什么。
　　如果從不確定度評定過程中是否考慮被測量真值方面來問不確定度是否與真值相關，可以果斷地說“無關”。因為不確定度的各個分量均來自于構成測量過程的各個要素（測量原理、測量設備、測量環境、測量人員、被測對象等）產生的最大誤差或允差，即有的人說的各要素的“誤差范圍”。至于被測量真值的真實大小，在不確定度評定過程中根本沒有必要去計較和關注。
　　如果從不確定度的大小是限制什么值的范圍方面來問不確定度是否與真值相關，可以果斷地回答“相關”。因為不確定度是被測量真值可能存在的區間半寬，只不過人們用這個半寬“與測量結果相聯系”，定量表述測量結果的可靠性（可疑度）“參數”的大小。

回復 15# 劉彥剛

　　順便回復15樓的問題：
　　JJF1001-2011的5.18條注5已經指出測量不確定度定義是“按2008版VIM給出的。而在GUM中的定義是：表征合理的賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數”。這是告訴我們2008版VIM與GUM的定義略有不同，但就其核心含義還是相同的，都是“賦予被測量之值的分散性”。而根據被測量真值的定義的注，在GUM及其相關文件中“真”字是“多余的”，因此“被測量值”就是指“被測量真值”，“賦予被測量之值的分散性”就是“賦予被測量真值的分散性”，而不是“賦予被測量測量結果的分散性”，只不過用“賦予被測量真值的分散性”作為一個“參數”“與測量結果相聯系”，來定量表述測量結果的一個品質（可信性）優劣。可以說無論GUM還是VIM，也無論它們的新舊歷次版本都強調了不確定度是“包含真值的區間的半寬”，相互之間從來沒有產生過矛盾。
　　值得一提的是千萬不要把不確定度理解成“包含真值的區間”，區間和區間半寬是大不相同的。“區間”有上下限，上下限各自帶有正負號，區間在數軸上有自己確切的位置和寬度。“區間半寬”僅僅是“寬度”，沒有上下限和正負號，在數軸上并無確切的位置，要想知道確切位置就必須知道被測量的真正真值（一般可將量值溯源系統中處于其“上游”的測量結果作為“參考值”約定為“真值”）。真值是區間的對稱中心，而不能用測量結果作為對稱中心。把測量結果作為對稱中心，不確定度作為半寬，構成的區間作為測量結果的誤差范圍（或準確性），是當前最常見的一個錯誤。

回復 15# 劉彥剛
      我所指的VIM3 是：
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《JCGM 200:2008 International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated terms (VIM)》

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《JCGM 200:2012 International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms (VIM) 3rd edition 2008 version with minor corrections》

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     VIM的第一版是1984年（我國有譯本），第二版大概是1993年。這兩個版本的年頭都是大概數，就不仔細考究了。     VIM的第三版（統稱VIM3）有三個版本：2004版、2008版和2012版。我帖中所指的VIM2008版、VIM2012版就是指上面那兩種。VIM是習慣叫法,后來版本都有JCGM的詞頭。這兩個版本本網都有，你自己查吧，我不上傳了。

葉老師說的“測量不確定度與真值無關”是與“測量誤差與真值或標準值、約定值有關”相對應的，意思大致是獲得測量誤差必須知道真值或標準值、約定值，而獲得測量不確定度則不需要知道真值，因此說無關。但是，對于正常的測量和合理的不確定度評估結果，被測量真值y0應處在在y—U到y+U范圍內，否則就沒有意義，如果是能力驗證，就可能出現En＞1的情況。這樣看來，測量不確定度與真值又有關。
      因此我在9#提到：圖2中的測量結果y和被測量真值y0的位置我覺得不是畫反了，而是畫的太夸張了，y0應畫在y—U到y+U范圍內是合理的。除非作者故意畫的不合理。

發一個圖片供參考

回復 18# 規矩灣錦苑


    看了規矩版主的回復，似明白了一些，但還是有幾個疑問：
1、不確定度是從測量值中評定出來的，但其是用標準偏差來表示的，是表示測量結果的分散性的，并不能說明測量值的大小的，和測量值都不是同一性質的數據，應該和具體的測量值是沒有任何聯系的。比如在重復性條件下，對同一個量測量10次，那么用A類評定方法評出來的不確定度值只是用來表明這10個測量值之間的分散性，并不能用來表明測量值的最大值是多少、最小值是多少，如果按照測量結果的表示方式y0±U來表示的話，測量值應該是處于這一區間內（可從2樓的圖2中看出），也就是說其最大值為y0+U，其最小值為y0-U，這樣把原本只用來表示其測量值的分散性和測量值的大小聯系在了一起，來表示測量值的大小，是否合適呢？單從測量結果的表述形式上，這又和最大允差有何區別呢？
2、現在大家都在討論是否和真值（參考值）有關，我想這從定義中就很容易理解應該是無關的。還是上面的10次測量值，如果不考慮其它因素引入的不確定度，那么用A類評定方法評定的不確定值只能代表這10個測量值之間的分散性，盡管這10次的測量值都偏離真值（參考值）特別遠，可從2樓的圖2中看出，但這10個測量值之間相距特別近，那么這10個測量值之間的分散性就會特別小，但能說這次測量就會特別可靠嗎？
3、自己怎么始終有一個錯誤的認識，就是感覺不確定度和精密度兩個概念上是差不多的。不確定度是表示測量結果的分散性，精密度表示的是測量結果之間的一致性，這不也是分散性嗎，一致性好，則其分散性必小，反之分散性就會差。

葉老師說的“測量不確定度與真值無關”是與“測量誤差與真值或標準值、約定值有關”相對應的，意思是獲得測量誤差必須知道真值或標準值、約定值，而獲得測量不確定度則不需要知道真值，因此說無關。20樓說的這段話非常正確。簡單來說，不知道真值就無法知道測量誤差，真值的大小無論怎樣卻并不影響測量不確定度。
　　因此正常的不確定度評定根本不考慮被測量真值y0是否在y—U到y+U范圍內。能力驗證中是把參考值作為被測量約定真值Y0，En的分子就是測量結果的測量誤差絕對值，分母是約定真值不確定度和測量結果不確定度均方根，真值y0是否在y—U到y+U范圍內，并不是造成En＞1的原因。測量不確定度的大小的的確確與真值的大小無關。所以，我的觀點是：圖2中的測量結果y和被測量真值y0的位置的確是畫反了，而不是畫的太夸張了。21樓的圖用來說明真值、測量結果、隨機誤差、系統誤差等等一點問題也沒有，但是要說明測量不確定度就必須把“總體均值”改為“真值”，并把已有的“真值”和“系統誤差”刪除。因為不確定度評定的基礎是執行規范的測量方案，粗大誤差和已知系統誤差排除在外。

回復  劉彥剛

　　順便回復15樓的問題：
　　JJF1001-2011的5.18條注5已經指出測量不確定度定義是“按2008版VIM給出的。而在GUM中的定義是：表征合理的賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數”。這是告訴我們2008版VIM與GUM的定義略有不同，但就其核心含義還是相同的，都是“賦予被測量之值的分散性”。而根據被測量真值的定義的注，在GUM及其相關文件中“真”字是“多余的”。規矩灣錦苑 發表于 2014-3-3 17:19

的確在JJF1001-2011的5.18條注5已經指出測量不確定度定義是“按2008版VIM給出的。



但在JJF1001-2011的引言中說明是依據ISO/IEC GUIDE99：2007



不知2008版VIM與ISO/IEC GUIDE99：2007關系怎能樣？

回復  劉彥剛

　　而根據被測量真值的定義的注，在GUM及其相關文件中“真”字是“多余的”。規矩灣錦苑 發表于 2014-3-3 17:19

     “而根據被測量真值的定義的注，……”我看了一下：



      JJF1001—2011說的量的真值。