本帖最后由 史錦順 于 2014-5-28 08:16 編輯
不值得宣揚的不確定度 ——《誤差理論與數據處理》商榷 - 史錦順 - 《誤差理論與數據處理》（2010第6版費業泰主編）是我國高校重點教材。被多所高校采用。影響甚廣。其第四章“測量不確定度”由合肥工業大學陳曉懷教授負責編寫。本文對這一章的內容，提出商榷意見。 - （一）從狐假虎威到指狐為虎 測量不確定度的概念，是美國人Churchill Eisenhart 于1968年提出的。 本來，人類長期用準確度來表明測量儀器的指標，準確度就是測得值的誤差范圍。 有現成的術語不用，卻另起爐灶，叫“測量不確定度”，令人費解，什么意思，你得猜。有位網友說：四年讀下大學，學不確定度五年，竟參不透不確定度的含義。老史苦心琢磨，二十年了。結論是：不確定度不是好東西。今日東，明日西，沒有準譜。 一曰“可信性”。銫原子頻標不確定度5E-15，只能理解為偏差范圍是5E-15，如果說不確定度是可信性，就得說可信性是14個9；兩個9的可信性是很高的要求，4個9的可信性，極難達到，14個9的可信性，不靠譜。 二曰“分散性”。不確定度的主定義是分散性。這符合GUM引出不確定度時的說法：西格瑪除以根號N稱為不確定度。測量儀器絕大多數是以系統誤差為主的。只講分散性不講偏離性，這可犯了大忌，那是揀了芝麻丟了西瓜。 三曰“包含真值的區間”。不確定度論否定誤差理論的出發點是“真值不可知”，主張真值不可知的不確定度論卻聲稱自己包含了真值，自己戳穿了自家的“不可知”的肥皂泡。它自已都不相信自己，還怎能讓人家相信它？ 美國的《機械量測量》（第5版），德國的《電氣測量》（第8版）都說“不確定度就是誤差范圍，不確定度分析就是誤差分析”。 美國的測量儀器公司安捷倫公司、福祿克公司，公開申明：不確定度就是準確度。 啊！炫耀多時的不確定度，原來竟是個讓人費解的虛名。理論上錯誤多多，評定方法上弊病多多，哪有值得宣揚的地方？ - 為什么要推出個“不確定度”來呢？歸根結底是為了宣揚一種哲學理念：不可知論。具體說，不確定度論聲稱：真值不可知，誤差不可求，可以評定不確定度。如是，不確定度論的使命就是取代以真值概念為基礎的誤差理論。 不確定度論的基本立足點是不可知論；主要手段是誣陷誤差理論。所提出的理論，諸如定義、分類、模型、計算方法等，錯誤多多；而評定方法弊病多多。一句話，不確定度論沒有一條可以實際應用的學術主張。不確定度論的突出特點是蒙騙，它的名稱，就是虛張聲勢。 - “測量不確定度”這個名字，來到世上，就有狐假虎威的嫌疑。 不確定性原理，是量子物理的一條重要理論。1927年由德國科學家海森堡提出。 英文的不確定性與不確定度是一個詞（uncertainty）。叫個測量不確定度，就必然讓人聯想到量子理論的“不確定性原理”，使人有一種這是客觀規律的錯覺。其實，二者風牛馬不相及。不過，提出、宣揚不確定度概念的美國人以及推行不確定度論的國際文件，從來不提測量不確定度與量子理論之不確定度性有關聯的話。但，十分明顯：狐假虎威的作用，卻一直存在，誰敢懷疑測量不確定度，就可能被人說你是對量子物理基本原理不恭。 到了費業泰主編的《誤差理論與數據處理》（以下簡稱《費書》），事情又進了一步，正式“認祖歸宗”。本來的狐假虎威，變成“狐虎一脈，狐為虎種”。這種“指狐為虎”，當然是荒謬的。 《費書》說： “不確定度一詞起源于德國物理學家海森堡在量子力學中提出的不確定關系”。 提出測量不確定度的美國人，并沒說不確定度一詞的起源。《費書》卻說“不確定度”起源于海森堡，起源于量子力學，這就為不確定度論假設了根基，似乎它根深蒂固、不可動搖。 其實，測量不確定度充其量不過是對測量的一種表征方法，與量子力學毫無瓜葛。 至于測量不確定度本身到底如何，有沒有道理，能不能實際應用，是解決問題還是添亂，需要人們去認識，去評說，特別是必須由實踐來檢驗。 科學是不準冒充的。“狐假虎威”不行；“指狐為虎”更不對。不確定度論是人為的肥皂泡，必定被刺破而煙消云散。 - （二）一抑一揚，真假混淆 《費書》寫到： 誤差是測量結果與真值之差，它以真值為中心或約定真值為中心；而測量不確定度是以被測量的估計值為中心，因此誤差是個理想的概念，一般不能準確知道，難以定量；而測量不確定度是反映人們對測量認識不足的程度，是可以定量評定的。 - 【史評】 很明顯，《費書》的立場是一抑一揚。“抑”是貶低、壓制誤差理論；“揚”是吹捧不確定度論。 《費書》的第一句話“誤差是測量結果與真值之差，它以真值為中心或約定真值為中心”，這里邊有兩個錯誤。 第一概念錯位。開頭的誤差（紅字）二字是誤差元（測得值與真值之差），紅字“它”，語法上是誤差，是誤差元，而內容卻變成了“誤差范圍”，只有誤差范圍才表征區間，才有中心。這個代詞“它”不對，必須改為“誤差區間”或“誤差范圍”。 第二，誤差理論的區間概念有兩個，而不是一個。計量時的區間是“以真值為中心、以誤差范圍為半寬的測得值區間”。計量時有計量標準，用被檢儀器測量標準，測得值在測得值區間內，儀器合格，否則不合格。這就是計量，簡單、明白、正確。測量時的區間是“以測得值為中心、以誤差范圍為半寬的區間”。這個區間包含真值。整個計量體系，就是保證這一點。這是測量的基礎，計量的目的。用計量過的合格儀器測量被測量，測得值加減誤差范圍就是測量結果。測量結果中包含真值，于是就達到了測量的目的。否定這一點，就是否定人類的測量計量史，就是否定客觀事實。 《費書》的前三章，費業泰老先生費力地講了經典的、無懈可擊的誤差理論，而費先生手下的一位編者陳曉懷（教授、博導），竟然說：“誤差是個理想的概念，一般不能準確知道，難以定量”，誤差不知道、難定量，還講什么誤差理論？這是對誤差理論的攻擊，是對費先生的不恭。既不禮貌，也完全不顧歷史事實。且看百年余年來光速測量的誤差范圍的表達。 - （1）1902年 邁克爾遜——旋轉鏡法 C=299890 km/s ± 60km/s （2）1922年 邁克爾遜——旋轉鏡法（兩山之間） C=299798 km/s ± 4km/s （3）1950年 埃森（Essen）——測定微波波長與頻率 C=299792.5 km/s ± 1 km/s （4）1958年 弗魯姆（Errome）——微波干涉法 C=299792.5 km/s ± 0.1 km/s （5）1973年 美國國家標準局——激光法 C=299792457.4 m/s ± 1.1 m/s （6）1974年 美國國家物理實驗室——激光法 C=299792459.0 m/s ± 8 m/s - 1983年，國際計量大會，由秒定義值及光速定義值，定義長度單位米的值。真空中光速定義值是299792458 m/s. 此后，真空中的光速成為無誤差的、有無限有效數字的定義值、名義值。大氣中的實際光速，比定義值的偏差，最大范圍達1E-6。這要計入多普勒測速的誤差范圍。 - 誤差理論講的誤差，是泛指概念，包括誤差元（測得值減真值）與誤差范圍（誤差元的絕對值的一定概率意義下的最大可能值）。在歷史上，誤差理論的實用概念，從來都是誤差范圍（有時稱極限誤差，通常都叫準確度）。 - 《費書》在否定誤差理論有以測得值為中心的區間后，竟然說：“測量不確定度是以被測量的估計值為中心”。就是說，以測得值為中心的區間是不確定度的區間。這是張冠李戴，是鳩占鵲巢。查查歷史上的著名測量結果。例如如上所列的光速測量結果的表達，都是以測得值為中心的。這些以測得值為中心的區間，都是誤差理論的區間！ 以測得值為中心的、以誤差范圍為半寬的區間中包含真值，這是測量計量全部理論的核心。是誤差理論的真諦。把這個區間無端地送給不確定度論，是《費書》第四章的一個原則性錯誤。這是對誤差理論的貶低，是對不確定度論的吹捧。這種論調不該出現在誤差理論泰斗級人物費業泰先生主編的書中。陳曉懷教授，你不該為吹捧不確定度，而忘了誤差理論，更不該忘了費老先生！ - | 
閩公網安備 35020602000072號
收藏
贊
踩
樓主