不確定度理論的十種邏輯悖論(1)

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                   不確定度理論的十種邏輯悖論(1)
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1 否定真值可知，卻知道真值所在的區間
      誤差表示測得值與真值的差距。不確定度理論否定誤差理論的基本論點是：“真值不可知”。既然真值不可知，就得回避真值概念。怎樣評價測量的質量呢？于是講“可疑度”“分散性”。繞來繞去，到VIM3的2008版，又回到原點：“包含真值的區間”。算出不確定度，如果包含真值，就在一定程度上知道了真值。區間是可以縮小的，類似數學理論的“區間套”方法，令區間趨于零，則測得值就趨于真值。
       區間能包含真值的前提是真值可知。“區間包含真值”是“真值不可知”的悖論。
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2 否定誤差可求，卻利用別人求得的誤差來計算不確定度
      不確定度的基本論點是“真值不可知，誤差不能求，可以計算不確定度”。按正常邏輯，既然誤差不能求，就不能再提誤差，而必須用新的方法計算不確定度。事實是，沒有別的辦法，還得利用誤差理論的成果。A類評定，用貝塞爾公式計算，那是人們熟知的、二百年前貝塞爾的計算隨機誤差的方法。是測量計量的家常便飯，沒有新意。B類評定條款很多，除看說明書驗合格證外，都是沒用的廢話。而看說明書、驗合格證，目的是利用“誤差范圍”的數據。誤差范圍是按誤差理論計算出來，并經實測驗證過的，可以用。這一用，可就違背了不確定度理論的前提。先說“誤差不能求”，又用人家求得的誤差范圍，自相矛盾。
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3 否定誤差分類，卻以修正系統誤差為討論基礎
      事物和事物的性質是不可分的。不確定度理論只說系統影響，而不準說系統誤差，第一是將事物與事物的屬性分離；第二是藐視系統誤差；第三是把系統誤差當隨機誤差處理
      不確定度理論常常假設系統誤差已經消除，這是不現實的。實際情況是，絕大多數的測量儀器，誤差范圍以系統誤差為主。
      只有承認誤差分類的必要性，正確區分誤差，才能正確處理測量計量問題。
      不確定度論漠視誤差分類，就失去正確處理計量問題的前提
      完全消除系統誤差，是不可能的；部分消除，也得以誤差分類、認定并測準系統誤差為前提。漠視這個前提，又把它作為討論的基礎，邏輯不通。
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4 不確定度自身定義“不確定”
      測量不確定度理論，主張“不確定”，弄得不確定度自身定義極不確定。失去確定性，就不是正確的概念。
      概念是人類對事物與規律的認識。概念的含義是“概念內涵”，概念所指事物是“概念外延”。概念明確，是指：1概念內涵確定、明確；2概念外延確定、明確。定義是明確概念的邏輯方法。定義必須明確，既明白又確定。
      不確定度理論出世二十年了，定義多變，自己的定義就有四種，別人的理解有十多種。如此紛亂的定義，違背“定義明確”的邏輯原則。
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5 分類穿越
      分類就是把“屬”概念分成“種”概念。就是把母項分成幾個子項。
      分類的規律要求，子項間不能相互包容。如果子項A包含子項B的內容，稱為“穿越”，犯了違反分類規則的邏輯錯誤。
      在基礎測量（常量與慢變化量測量）的條件下，A類評定取得的是隨機誤差。B類評定中的儀器誤差范圍，肯定包括此項。因此，穿越了。由上，兩類不確定度評定之分類，違反了分類的邏輯規則。
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反過來說，史老師認為不確定度論有沒有合理的成份？申明一下，我不是質問哈，只是報著學習的態度問一句。

tcaw 發表于 2014-9-12 07:27
反過來說，史老師認為不確定度論有沒有合理的成份？申明一下，我不是質問哈，只是報著學習的態度問一句。 ...

       學術討論不必客氣，更不要有顧慮。提問、質疑、反駁都是正常的。
       我在網上發表《不確定度理論置疑》已經十多年了。文章寫了二百多篇了，已匯集成冊的有《駁不確定度論一百六十篇集》、《論誤差與不確定度四十篇集》（本欄目中有）。
       我對不確定度理論與不確定度評定的基本態度是從根本上否定。就是說，在測量計量的主要領域：研制測量儀器、計量、應用測量這三大場合，都不能用。
       但也有點例外。那就是一個極特殊的場合，即物理常數的測量、表征，是可以用不確定度的。物理常數只有幾十個，這些常數的測量，由世界上的最頂尖的科學家，用世界上最好的測量儀器，幾年或十幾年才重新測量一次，由國際學術組織公布，供全世界的有關人士采用。
       物理常數的測量結果，測得值之外的表征量，既包含測量儀器的誤差范圍R(儀)，也可能包括物理常數本身的變化|Δ(變)|（例如萬有引力常數就有變化）。把測量誤差R(儀)與常數本身的變化綜合在一起，叫做“不確定度”，這是很恰當的。因為，按當前的世界水平，沒辦法區分R(儀)與|Δ(變)|，只好放在一起。
       除物理常數的測量以外，人們進行的測量，都必須區分是測量儀器的誤差，還是被測量本身的變化。經典誤差理論，是常量測量的理論，有唯一的真值。如質量測量，長度測量等，被測量本身不變而測量儀器有誤差。表征量是誤差范圍。
       近代出現大量快變量的測量（測量過程中被測量在變化），例如某些頻率測量、某些電子測量、某些溫度測量等，這時要用統計的方法，要求測量儀器的誤差范圍必須可以忽略，才能體現出被測量變化的程度。如果R(儀)與|Δ(變)|相差不多，或者不知道其中的一個，那就沒法判斷另一個，使測量的表征量不知是哪一方，必定形成混沌賬。GUM上有個重要的例子，大篇幅講解溫度測量；算出不確定度，就是不知道這個“不確定度”是溫度計的還是溫度源的。這就是混沌賬。這樣的“不確定度”，沒法實際應用，因此，我堅決反對它。
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       GUM上有個詞，叫“區間半寬”，很形象，可以采納。
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       綜上，我認為，物理常數的測量與表征，可以用“不確定度”。“區間半寬”這個詞，可用。而在研制、計量、應用測量這三大場合，不確定度都不能用。用則出錯。
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史錦順 發表于 2014-9-12 10:26
學術討論不必客氣，更不要有顧慮。提問、質疑、反駁都是正常的。
       我在網上發表《不確定度 ...

   
     各級計量基準(器)的“量值”結果，是否在史先生可賦“不確定度”的范疇？


    將“量值自身的隨機變化”與“測量誤差”兩方面的影響攪合在一起混沌應該是一干“統計學家”的‘倡導’，攪合在一起的“不確定度”真不該叫做“測量不確定度”！ “測量不確定度”理應只考慮與“測量”有關的因素----其物理含義就應是“可能的測量誤差范圍（測量誤差限）”。

    對于一個測量結果，無論是叫“測量不確定度”，還是稱為“可能的測量誤差范圍（測量誤差限）”，其“值”都只能是“評估”出來的——“評估”并不限于花里胡哨的弄一大推‘模型’的‘理論推導’，最有效的“評估”是基于“實驗檢定數據”的合理‘推測’。

1.由于測量誤差的存在，人們要想通過測量獲得被測量真值是永遠辦不到的，所以才有所謂的“誤差理論”，因此真值不可知是誤差理論的精髓而不能說是不確定度才“否定真值可知”。真值通過測量無法獲得而只能獲得測量結果，但人們可以通過獲得測量結果所用的測量方法全部信息估計這個真值大概在多寬的區間內，不確定度評定是估計被測量真值所在區間的寬度（半寬），因為真值不知因此仍然不知真值所在區間在哪里，只能估計這個區間的半寬度。
2.真值不知，測量結果與真值之差也就不知，但在人們允許的準確性范圍內仍然可以獲得一個測量結果，將這個測量結果“約定”為真值，或稱為“參考值”，測量結果與約定真值的差視為被測量測量結果的“誤差”，這也是誤差理論的一個基礎。每個構成測量過程的要素（稱為輸入量）對測量結果都產生影響，產生“誤差”，這些誤差勢必給測量結果的可信性帶來影響，即給測量結果引入測量不確定度分量。誤差是因，不確定度是果，誤差與不確定度有著密不可分的因果關系，所以不確定度評定離不開影響它的各種因素的誤差，知道輸入量誤差的可直接用B類評定方法，不知輸入量誤差的不得已必須使用A類評定方法。
3.不確定度從不否定誤差按其性質進行的分類，但不確定度自身只是個估計的“半寬度”，不管你怎么估計，A方法也好，B方法也罷，它都是個半寬度，因此不確定度無法分類。所謂標準不確定度和擴展不確定度的叫法只不過是包含因子k的大小不同而已，k=1的不確定度稱為標準不確定度，k＞1的不確定度稱為擴展不確定度，k有點像工程建筑中的安全系數，測量工程使用的不確定度其“安全系數”必須≥1，否則“測量結果”這個施工成果就會怦然倒塌。
4.不確定度顧名思義是“不確定”，令人質疑，不可信，不可靠的程度的意思，但其定義是確切的，確定的。不確定度是個寬度的一半，這個寬度是人們通過產生測量結果的測量過程所有信息評估出來的被測量真值所在區間的寬度，人們用這個寬度的一半作為一個“參數”定量表述測量結果的質量指標之一“可疑度”。而誤差也是用來定量表述測量結果的另一個質量指標的，那個指標叫作“準確性”。
5.關于分類的原則，史老師說的完全有道理，但不確定度并不分類，因此也就不存在違反分類原則的問題。所謂A類、B類是不確定度評估的方法，老外習慣于ABC，實際上就是第一種方法，第二種方法。我們不妨把B類評定翻譯成不確定度評定的第一種方法，把A類評定翻譯成不確定度評定的第二種方法，信息已知的直接用第一種方法（B類評定方法），信息未知的不得不采用第二種方法（A類評定方法）。
       綜上所述，如果我們把不確定度與誤差或誤差范圍相混淆，認為它們是在做同一件事，那就的的確確矛盾重重令人費解了，“既生瑜何生亮？”，既然有了誤差和誤差理論理所當然不確定度就不應該允許它誕生，可是畢竟兩個概念涇渭分明是不容相互混淆的。

這是測不準原理嗎？
儀器有誤差, 人有誤差, 方法有誤差

njlyx 發表于 2014-9-12 11:04
各級計量基準(器)的“量值”結果，是否在史先生可賦“不確定度”的范疇？

      測量計量的標準，有量值傳遞的等級系列。我國稱國家最高的標準為基準。基準復現單位的定義值。基準的指標，1993年以前是準確度。1993年推行不確定度以后，有變化，有稱準確度的，有稱不確定度的。由于基準的物理機制本質是物理常數，因此我認為稱準確度或稱不確定度都是可以的。指標中包含的測量誤差范圍與量值本身的變化，實際是沒法區分開的。總的是基準的實際量值對定義值的偏差的范圍。中國的銫頻率基準到2007年NIM4獲國家科技進步一等獎時，一致稱準確度；此后的NIM5，卻改稱不確定度了。美國的情況是：銫頻率基準，1993年前稱準確度；1993年到2007年稱不確定度；2007年、2011年、2014年的NIST-F2又改稱“不準確度”，回到老路。
      標準的情況更亂些。有的叫準確度，有的叫準確度等級、有的叫最大允許誤差，也有一些叫不確定度。 但實質上，一些是誤差范圍（如砝碼），有的是偏差范圍（如晶振）。名稱只是稱號，倒也無所謂，但一經應用，名詞不專一就出問題。例如國家計量規范的合格性判別公式的U95,如果理解為所用標準本身的U95是對的；但現在通常處理為是檢定中的“測量不確定度”，既包括所用標準的誤差范圍指標，也包括被檢儀器的分辨力、重復性、溫度影響、機械不良等因素，于是就造成多計，重計，使大量本來合格的測量儀器不能判為合格。例如歐洲合格性組織的樣板《游標卡尺校準的不確定度評定》，結果是全世界的此類卡尺都不能合格。而大量應用的計數式頻率計，則根本無法檢定。因為“分辨力”減去“分辨力與所用標準誤差之和”，已是負值，沒有合格的通道了。
     綜上情況，我認為：可以稱基準的指標為不確定度（叫準確度最好）；不能叫標準的指標為不確定度，而應稱為準確度或誤差范圍（也可叫最大允許誤差）。標準是為測量儀器服務的，要和測量儀器指標一致。測量儀器的指標一定是誤差范圍（準確度或最大允許誤差），不能叫不確定度，因為叫“不確定度”，必然與被測量本身的變化相混淆。于是造成變量測量與常量測量的混淆。我認為，把測量分成兩類，即統計測量（快變量測量）與基礎測量（常量測量與慢變化測量），是必須的。是現代測量的特點。而兩類測量對測量儀器的要求不同，數據處理方法也不同（參見《新概念測量計量學（上卷，通用原理）》第1章）.
     而綜合不確定度論推廣以來的亂局，我強烈主張廢棄不確定度論。鑒于經典誤差理論的不足，我已提出一整套的處理辦法，于是形成一套有中國特色的測量計量學說。我正努力整理新版本。這就是一個老計量工作者的中國夢。
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史錦順 發表于 2014-9-12 15:47
測量計量的標準，有量值傳遞的等級系列。我國稱國家最高的標準為基準。基準復現單位的定義值。基準 ...

    標準器（具）定級允許的“誤差范圍”似乎也多是“量值誤差范圍”，包括通過上級標準專遞量值（賦值）的“測量誤差”和標準器（具）自身‘量值’在規定的使用時空范圍內的“可能變化”兩部分的影響。

   作為對各級標準器（具）的要求指標R11，表述為“允許誤差范圍”（或最大允許誤差）或是合適的；但建標單位用于申請建標而“評估”出所建“裝置”能夠達到的那個“可能的量值誤差范圍”R12再稱為“允許誤差范圍”便不太合適了【R12≤R11應該是批準建標的必要條件吧？】.....R12還是稱“不確定度”或“不準確度”較適宜。......對于批準建標“標準器（具）”的‘公布指標’，無論是取R11值，還是取R12值，都是批準者（代表國家）向使用者”保證“的‘指標’，也不宜再叫“允許誤差范圍”了，還是稱“不確定度”或“不準確度”較適宜。..........只要統一認識，‘不確定度’、‘不準確度’名稱實際無分伯仲，‘準確度’字義稍欠而已。

njlyx 發表于 2014-9-12 17:39
標準器（具）定級允許的“誤差范圍”似乎也多是“量值誤差范圍”，包括通過上級標準專遞量值（賦值 ...

     我認為，有了R21（測量儀器誤差范圍指標值），就沒有再搞R23(評定值）或R12的必要。
     下面引拙作之一節，供參考。

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6 等量代換技巧
       等量代換是數理科學的重要方法。解數學題目，用x代表未知數，就可以建立方程求解，代數法比算術法容易多了。
       測量中廣泛應用等量代換。有廣義量對特定量的代換，標準量的真值對被測量的真值的代換等。測量儀器用計量標準定標，確定了誤差范圍；此誤差范圍就是測量儀器測量被測量時的誤差范圍。這是實現標準量的真值（一般量）對被測量的真值（特殊量）的代換。
       貝塞爾公式的精妙之處，就是用可計算的平均值代換真值或數學期望。
       本書推導誤差方程，用了多個真值，但最后公式中真值并不出現，而成立的是誤差與誤差實驗值的關系方程，這是一種代換法。
       誤差定義為測得值與被測量真值之差，既通俗又確切。這是誤差的物理意義。檢定工作中常以標準的真值代替被測量的真值來確定誤差，用了等量代換。
       測量儀器制造時，不能逐臺給出誤差范圍指標，而是用一個指標來包容同一型號的所有儀器。測量儀器的量程內測量點很多，測量儀器也不能逐點給出指標，而是給出最大可能值。有時給出以測量點為變量的指標函數，這也是各點的誤差范圍的最大可能值。這都是代換。
       測量者用測量儀器去測量，此時用測量儀器的誤差范圍的指標值來做為測得值的誤差范圍，這是冗余代換，合理而方便。這個代換的道理，揭示：不確定度評定是畫蛇添足。
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史錦順 發表于 2014-9-13 07:28
我認為，有了R21（測量儀器誤差范圍指標值），就沒有再搞R23(評定值）或R12的必要。
     下面引 ...

     對于成熟的通用儀器（已形成相應‘規范’），如果儀器提供者愿意，由R21替代R23是無可厚非的——提供者只‘承諾’所提供的‘儀器’達到了‘規范’的要求，不申明優越于‘規范’的‘性能指標’！.....盡管如此，正規的儀器提供者在提交“合格性”檢定前，也會對儀器的實際可能“測量誤差范圍”值R23予以“評估”----得到不大于R21的R23值時才會提交‘檢定’，不會懵里懵懂的提交。除非是技術力量很薄弱的仿制小廠。
   但有很多非通用儀器或新型儀器，可能是沒有什么‘規范’給出R21 值的，提供者只能申明他所“評估”出的R23 值作為他“承諾”的“指標”。

   R12是針對“測量結果”的，是儀器使用者對“測量結果”使用者的“承諾”，與 R21  、R23的對象有別。不過，有了R23或R12，R12的“評估”有時可能非常‘簡單’——如果測量條件嚴格滿足儀器要求的使用條件，可就取R12=R23或R12=R21。


   R23的“評估”工作不是由儀器的使用者做！！


附：相關符號的定義——

     R11 測量任務要求的“測量結果”的誤差范圍值——‘允許值’
     R12 測量任務完成者‘承諾’能達到的“測量結果”的誤差范圍值——‘評估值’.......“評估”得到
     
     R21  規范要求的測量儀器的誤差范圍值——‘允許值’
     R22  ‘檢定’獲得的測儀器測量的誤差范圍值——‘檢定值’---當前多以此作為測量儀器的誤差范圍指標值
     R23  測量儀器提供者‘承諾’能達到的測儀器測量的誤差范圍值——‘評估值’........“評估”得到

史錦順 發表于 2014-9-12 15:47
測量計量的標準，有量值傳遞的等級系列。我國稱國家最高的標準為基準。基準復現單位的定義值。基準 ...

       如史老師所說，計量標準的計量特性在其檢定規程中只有準確度，“有的叫準確度等級、有的叫最大允許誤差”，準確度等級只是個定性排序的符號（標識）罷了，準確度等級的量化指標追根到底仍然是“最大允許誤差”，因此最大允許誤差是唯一定量評判計量標準準確性的術語。在進一步深追，實質上最大允許誤差的表述都是用允許的“誤差范圍”或“偏差范圍”表達的。使用“誤差范圍”定量表述計量標準的“最大允許誤差”通常應用于儀器儀表，使用“偏差范圍”定量表述計量標準的“最大允許誤差”通常應用于實物量具。但用“不確定度”表達計量標準的準確性的確是錯用了術語，計量標準自身并不存在不確定度的特性，所謂的“計量標準的不確定度”只不過是計量標準給檢定結果引入的不確定度一個分量而已，這個不確定度分量是檢定結果的“可疑度”參數，不屬于計量標準。
       計量基準是計量標準中的最高級，沒有什么東西比計量基準的準確度更高，沒有什么東西可以通過測量出基準的誤差來評判基準的準確性，因此在準確度方面無法用“誤差”或“誤差范圍”來表述，或者說基準根本就不存在準確度，不存在誤差，不存在誤差范圍。美國1993年前把銫頻率基準稱準確度是基于當時的計量科技理論實際情況，無可非議，1993年誕生了測量不確定度術語后改稱其不確定度是正確之舉，2007年、2011年、2014年的NIST-F2又改稱“不準確度”，走了還有可得到基準誤差的東西或方法，存在比基準的量值準確性更高的東西或測量方法的回頭路，使用誤差或準確度描述計量基準乃是計量科學的一種退步。當然稱為計量基準的不確定度也并不貼切，因為基準仍然是客觀存在著的“物”，沒有什么不確定性，所謂的“計量基準的不確定度”乃是計量基準體現的“量值”，即用計量基準實施測量（檢定/校準）所得測量結果的不確定度。
       對于史老師的敬業精神，對計量科學真理孜孜不倦的追求，我懷有非常崇敬和崇拜的情感，這種精神是永遠令我乃至計量工作者學習的，我真心希望史老師能夠圓夢成功。但在技術上我也不得不說出我的觀點，基于前面我說的道理，不確定度將和誤差、誤差范圍長期共存，不確定度評定理論和誤差理論也將長期共存，因為它們的確是兩個完全不同的概念，它們各自從可信性和準確性兩個不同側面定量評判著測量結果和測量過程的品質，是兩個完全不同的“質量參數”。把不確定度評定與誤差分析看成是“做的同一件事”，真的是大錯特錯了，由于概念混淆的錯誤，勢必推理出錯誤的結果。

njlyx 發表于 2014-9-13 10:11
對于成熟的通用儀器（已形成相應‘規范’），如果儀器提供者愿意，由R21替代R23是無可厚非的——提 ...

更正：

    .......................................................................................不過，有了R23或R21，R12的“評估”有時可能非常‘簡單’.............................

njlyx 發表于 2014-9-13 10:11
對于成熟的通用儀器（已形成相應‘規范’），如果儀器提供者愿意，由R21替代R23是無可厚非的——提 ...

njlyx 的主張
    njlyx先生所列以下五種符號，簡明代表了他對“不確定度”的思考與主張。
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    R11 測量任務要求的“測量結果”的誤差范圍值——‘允許值’
    R12 測量任務完成者‘承諾’能達到的“測量結果”的誤差范圍值——‘評估值’.......“評估”得到
     
    R21  規范要求的測量儀器的誤差范圍值——‘允許值’
    R22  ‘檢定’獲得的測儀器測量的誤差范圍值——‘檢定值’---當前多以此作為測量儀器的誤差范圍指標值
    R23  測量儀器提供者‘承諾’能達到的測儀器測量的誤差范圍值——‘評估值’........“評估”得到
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史評   
    我認為：要提倡獨創精神、革新精神。因此，我表態肯定njlyx的思考與努力。
    大家都明白，科技界的創新，并非易事。特別是一種通用理論的革新，就更難。對歷史與現實情況的把握，對科技問題本身的理解、洞察，都是極其重要的。基礎知識的積累必不可少；而置疑的思路與創新的精神更為重要。創新的成功，歸根到底，是拿出有真知灼見的理論與方法。一時不被理解也不要緊；要相信：真理必勝。
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    對njlyx先生的本次方案，我的具體意見如下。
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（一）量的種類
    先生所列量之五種，只有R11是明確的。R11是任務要求，我記為R(要求)。
    而貫穿于測量儀器的生產、計量、應用三大場合的測量儀器的誤差范圍指標值R(儀)，卻標識不當。
    規范要求的是測量儀器指標值的可能取值系列，（如要求0.1；0.2；0.5；1；2；5），不可選用分檔間的其他值。即使新型儀器，也要按規則處理。例如原來最好的儀器是0.1，新儀器提高了，要成為0.05或0.02，但不準為0.07，或0.04；0.04要歸并到0.05；而0.07，比0.1提高不到一倍，不能單列新品種，還歸入0.1那一級。
    測量儀器的誤差范圍指標值必定是規范系列的一個值。R21是R(儀)。說：“R22 ‘檢定’獲得的測量儀器測量的誤差范圍值——‘檢定值’---當前多以此作為測量儀器的誤差范圍指標值”這是不可能實現的錯話，最早出現于VIM3-2008版中，完全不符合事實。計量只是抽樣檢查、公證，只是證明誤差范圍的實測值不大于該儀器的誤差范圍的指標值。就是證明被檢儀器合格。一臺測量儀器有幾千個、幾萬個測量點，所有各測量點的誤差范圍是多少，計量無法給出。即使能給出，必將是個幾十頁的對照表，實際上用戶單位沒法管理，應用者也無法用。
    用于說明的量有三個：
    1 R(要求)：任務要求的誤差范圍值，即R11。
    2 計量中的誤差范圍實測值R(測)，計量場合有標準，可以得知R(測)；但“檢定”不給出此值，此值僅用來判別合格性；就是抽樣公證R(儀)；現在的“校準”給出R(測)的幾個或十幾個抽樣值，表面上似乎滿足顧客需求，其實這幾個數（最多幾十個數），是實際測量時的幾萬個測量點的千分之幾，杯水車薪，不管用。
    3 應用測量場合中，實際起作用的儀器的實際測量誤差范圍R(測)，但測量者手頭沒有計量標準，無法得知R(測)；測量者只知道測量儀器的誤差范圍指標值R(儀)，并已知R(測)≤R(儀)。這一方面是廠家的承諾；另一方面因為送檢過，合格證公證R(測)≤R(儀)。因此，測量者可以用R(儀)作為測得值的誤差范圍R(測)。對直接測量，歷史與現實，都是這樣處理的。這體現了生產者、計量著、測量者的分工與責任。
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（二）三種場合的人員責任               
    1 儀器研制者與生產者
    研制者提供方案。包括物理機制，建立測量方程，給出測得值函數，進行誤差分析與合成，給出誤差函數，簡化為誤差范圍的指標值，此指標值要納入行業規范，R(儀)=R11。制定檢驗方法與檢驗規范。
    生產者：根據方案要求，控制零部件的采用與機加工，進行分項指標測試與總指標測試；必須有計量標準，進行整機測量，滿足
         R(測)≤R(儀)
才能出廠。
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    2 計量者
    實測被撿儀器的誤差范圍。注意，誤差范圍是誤差元的絕對值的最大可能值。計量工作的要點有三條：第一，必備夠格的計量標準；第二，充分合理的采樣，找到被撿儀器示值誤差的最大可能值。第三，正確判別合格性。
    現行檢定規程，對第一條有明確規定。對第二條，通常注意不夠，規范上沒有統一要求，具體規程與實際操作，常常忽視。這是當前計量工作必須改進的地方。
    合格性的判別公式應為：
          |Δ|max ≤ R(儀)–R(標)                   （1）
    其中，|Δ|max就是前述的誤差范圍實測值R(測)。Δ=M-B是示值誤差元，M是被檢儀器的示值，B是標準的標稱值。R(標)是所用標準的誤差范圍。R(儀)在《JJF1094》中記為MPEV
    現行計量規范《JJF1094-2002》的合格性判別公式為
          |Δ| ≤ MPEV–U95                          （2）
    現行合格性判別式（2），有兩大弊病：
    A 沒有注意到|Δ|必須取最大值。由于誤差量的上限性，不能隨便取值。如果隨機誤差較大，必然形成漏檢。
    B 用U95代替R(標)，是個嚴重錯誤，也是不確定度帶給計量界的最大危害。如此一來，全世界的游標卡尺就都不能合格了（歐洲合格性組織的評定）；數字式頻率計也就沒辦法檢定了。這是兩個明顯、極端的例子，其實對任何檢定，都有不良影響；因為這混淆了對象與手段的關系。
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    3 測量者：根據任務的要求R11選用誤差范圍指標滿足
          R(儀) ≤ R11                                （3）
的測量儀器。用R(儀)代表R(測)是冗余代換。保險而又方便。測量者必須熟悉儀器說明書，滿足儀器的使用條件，正確操作。如果有附加誤差，要計入。但是，測量者不可能去評定測量儀器本身的實際誤差范圍，因為沒有標準。要求測量者對測量儀器的誤差情況進行評定，這是不可能實現的不合理要求。對測量儀器分析的基本條件是知道測得值函數，而各類測量儀器，各種型號的測量儀器，測得值函數是各不相同的。特別是新型儀器、進口儀器，就是測量專家也難以得知測得值函數，不要說廣大的測量者。
    不確定度論給出的模式（根本不是具體儀器的測得值函數），以及后續的分析計算，都是錯誤地拆分測得值函數。導致重計錯計。其實，社會分工，計量體系，保證著測量儀器的指標的可信性，測量者用就是了。
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    現代，由于電子技術與計算技術的發展，測量儀器越來越多地引進電子的成分。為了證實測量儀器工作是否正常，可以進行旁證。可以用簡易實物（如不易變化的砝碼、量塊），標準電池、自然溫度點，較高規格或同樣規格的測量儀器等等。時頻測量計量的旁證方法更多些，接收標準信號，進行國內國際比對，最常用。老史自己的工作很謹慎，重要的測量工作要做到三核對：工作前驗證測量系統自身，正常才開始測量，測量中設一已知量陪同其他待測量儀器或設備一起測量，已知量的測得值在誤差范圍內，其他任務測量的數據才有效。工作任務結束，考核測量系統，證實系統正常，才能給出當天的測量結果。但這只是旁證。不是計量，計量必須有夠格的計量標準。自已能做，自己做，而最高標準銫原子頻標，必須每年送國家計量院檢定一次。
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（三）簡單的歸納：一個指標貫通三個場合——研制者分析，計量是公證，測量是利用             
    1 三種場合，著眼點是同一個指標：測量儀器的誤差范圍指標R(儀)。
    2 一家分析，給出指標R(儀)。
    研制者給出測得值函數，進行誤差分析并給出誤差函數，簡化為指標值R(儀)。經過新產品定型鑒定，方可生產。生產者出售的儀器，必須保證儀器的實際誤差范圍R(測)不大于R(儀)。
    3 計量是利用夠格的計量標準實測被檢儀器的R(測)。合格證就是公證R(測)不大于R(儀)。
    4 測量者根據測量任務的要求選用R(儀)夠格的測量儀器。有生產廠的承諾，特別是有計量部門的公證，測量者知道測得值的誤差范圍R(測)不大于測量儀器的誤差范圍指標值R(儀)，測量者用R(儀)當做測得值的誤差范圍是方便的、必要的、保險的。
    5  計量者與測量者都不必對測量儀器做分析。對誤差范圍指標，計量是整體測量檢查；測量者是利用，評估是畫蛇添足，評則必亂。。
  -               
（四）為什么說先生方案行不通？                    
    1 生產廠既已給出R(儀)（即符合行業系列的R21）,再搞個R23，就是兩層皮了。行不通，也沒必要。如R(儀)是0.5級，生產廠再說我的R(測)是0.3%，這是違反行規的行為，不允許。生產廠的一切分析計算、參數測量控制、總體測量，就是保證R(儀)的實現。隨便評估怎么行？是對一個型號評估，還是對某一臺進行評估？“評估”一詞是不確定度論的用語，嚴格的分析計算，嚴格的測量才行，怎能“估計”？誤差理論立足于真值可知，誤差可求，必然是按物理公式的嚴格的分析與計算和立足于計量標準的嚴格的測量。不確定度論宣揚“真值不可知，誤差不可求”，于是脫離計量標準，隨意評估，亂象就是這樣發生的。“評估”之風，必須擯棄。
    2  R22是計量賦值。這是不可能的。
    3  R12的評估，既不必要，也不可能。評則必亂。用R(儀)就行了，何必找麻煩？
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    以上講的都是直接測量。間接測量，測量者要設計測量方案，分析計算間接測量的誤差范圍，其基礎是承認各個直接測量的誤差范圍取決于測量儀器的指標值R(儀)，對R(儀)不能搞評估。    

史錦順 發表于 2014-9-14 17:47
njlyx 的主張
    njlyx先生所列以下五種符號，簡明代表了他對“不確定度”的思考與主張。
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有幾個問題還請史先生明示：

1. 您所說的“計量”具體是什么含義？ 您說可由“計量”得到的測量儀器的R（測）又會是什么？

2. 儀器提供者“承諾”一個優于“級別”要求的性能指標為何不可？是不允許？還是沒有意義？

3. 在買方市場的背景下，測量結果的“購買者”要求測量結果的“提供者”明確報告測量結果的可能誤差范圍值R12應該是非常合理的要求。即便是您有把握取R12=R（儀），也需要您明確報告，表明您正確的使用了儀器，承擔應該承擔的責任。對于一些比較復雜的測量，可能要用多種儀器設備，此時測量結果的可能誤差范圍取值應該不會簡如R12=R（儀）。..... 您的意思不會是說【測量結果的“提供者”只須說明他用的儀器都是“合格”的，不必明確報告測量結果的可能誤差范圍值】吧？

說明：原帖中的R21不是儀器廠家（儀器提供者）給出的，是“國家”之類的組織要求的；儀器廠家（儀器提供者）給出的只能是不大于R21的R23。一個是要求，一個是可能達到的水平，兩者至少從概念上是有明顯區別的。

合乎情理的“評估”是社會生活不可回避的事，只是不能違背人類常識、睜著眼睛瞎評。

njlyx 發表于 2014-9-14 22:23
有幾個問題還請史先生明示：

1. 您所說的“計量”具體是什么含義？ 您說可由“計量”得到的測量儀器的R ...

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njlyx問              
       1. 您所說的“計量”具體是什么含義？ 您說可由“計量”得到的測量儀器的R（測）又會是什么？
史答   
       計量是保證量值準確的活動。計量的條件是有夠格的計量標準。計量的對象是被檢測量儀器，目的是判斷測量儀器誤差性能的合格性。
       計量的通常的的操作是用被檢測量儀器去測量計量標準。設計量標準的標稱值為B，標準的真值為Z，計量得到的被檢儀器的視在誤差范圍為：
                     R(視)=|M-B|max
       而測量儀器的測量誤差范圍（定義）為
                     R(測)=|M-Z|max
       計量所得是R(視)，用以當做R(測)，引入誤差為R(標)=|Z-B|max
       當R(標)可以忽略時，計量便得到測量儀器的實際誤差范圍R(測)，但檢定中只用來判別合格性，而不給出此值；校準中，按國際慣例，給出R(測)。由于檢定與校準，都是抽樣，給出的R(測)，實際上沒法用。
       為了使測量者的注意力在R(儀)，中國計量科學研究院一向不給出R(測)。R(儀)比R(測)保險，這種作法，利大于弊。計量的本質是執法，不該遷就顧客的心理愿望。VIM3說測量儀器的性能指標由計量賦予，是錯誤的，不可能。            
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njlyx問
        2. 儀器提供者“承諾”一個優于“級別”要求的性能指標為何不可？是不允許？還是沒有意義？
史答            
       成系列的通用儀器，為便于選型應用與生產，行業規范（有些是國家規范）是必要的。廠家生產的一種型號的測量儀器，納入國家規范系列，必是一個誤差范圍指標；不納入國家規范系列（多種測量儀器沒有系列規范）也只能是一個誤差范圍指標。
       其實，是不是按規范系列，是行政管理的問題，與學術關系不大。從學術上說，強調的是一種型號必須是統一的一種指標，這要貫穿于生產、計量與各種各樣的應用測量場合。絕不能搞兩層皮。一種型號的測量儀器的誤差范圍指標，明確寫在說明書上，以及各種手冊上，那就是生產廠的承諾。承諾不能有第二個，否則就亂了。
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njlyx問             
       3. 在買方市場的背景下，測量結果的“購買者”要求測量結果的“提供者”明確報告測量結果的可能誤差范圍值R12應該是非常合理的要求。即便是您有把握取R12=R（儀），也需要您明確報告，表明您正確的使用了儀器，承擔應該承擔的責任。對于一些比較復雜的測量，可能要用多種儀器設備，此時測量結果的可能誤差范圍取值應該不會簡如R12=R（儀）。..... 您的意思不會是說【測量結果的“提供者”只須說明他用的儀器都是“合格”的，不必明確報告測量結果的可能誤差范圍值】吧？
史答
       如果是直接測量，測量者只能按R(儀)給出R(測)，這是整個計量體系決定的。測量儀器的研制、計量制度、計量業務，檢定、校準，都是為了這一條。有這一條簡單、可靠、保險的辦法不用，另搞一套“評定”，是不確定度論提出者的發明，是添亂。
       如果說“評定”，計量才是真正的“評定”，測量者沒有標準，評定不了。
       以上說的是直接測量。
       至于間接測量，方案由測量者制定，測量結果的誤差范圍要測量者自己分析計算給出。但基礎是各項直接測量的誤差范圍，而每項直接測量的誤差范圍，不能由測量者評定（實際是沒法評定），只能用測量儀器的誤差范圍的指標值。如果不滿足儀器的正常使用條件，要加入附加誤差。但這不是對儀器性能的評定。
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njlyx問          
       合乎情理的“評估”是社會生活不可回避的事，只是不能違背人類常識、睜著眼睛瞎評。
史答         
       測量計量是實驗科學，一切憑實測數據說話。測量前的理論分析，測量后的分析、判斷，都是正常的認識活動。我所反對的“評估”，專指不確定度論的B類評定。居然把過去的測量數據、手冊上的數據，都用來進行對特定的某一臺儀器的性能評定，毫無道理。
       從一般的歷史發展趨勢上看，提倡的應該是實際測量，憑數據說話，這樣才能減少主觀因素，少犯錯誤。
       舍實測而搞評估，正是不確定度論的諸多錯誤與不確定度評定的諸多弊病的總根源。誤差理論的總思路是實際測量，是比較，是靠標準；不確定度論的總思路是脫離實際測量的、脫離標準的“評估”。“評估”的結果是亂象叢生，因此，我很反感“評估”。我的主要用語是“實測”“比較”“標準”“理論分析”“嚴格計算”。搞測量計量最重要的是“嚴格”，我總感覺“評估”違背“嚴格”。不一定對，但這是我當前的基本認識。
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史錦順 發表于 2014-9-15 09:23
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njlyx問              
       1. 您所說的“計量”具體是什么含義？ 您說可由“計量”得到的測量儀器 ...

      看來，史先生所指的“計量”大概就是包含“標定”（“校準”）與“檢定”之類的“活動”【它們都是測量‘已知’“標準量”的“活動”】？ 排除了“檢定”（誠如先生所言，“檢定”一般只出“合格”與否的結論，不報告被檢定儀器的性能指標），那能給出測量儀器之R（測）的“計量”便是“標定”（“校準”）了？若是給出的話，這R（測）具體是怎么得到呢？它與本人定義的那個R22的區別在哪兒？ 也許我原來將“檢定”的字義擴大化了，本意是強調‘由有資質的計量檢定機構來完成’，不妨將R22的來歷由“檢定”改成‘由有資質的計量檢定機構來完成’的“標定”（“校準”）？

   本人所指R12的“評估”并不涉及測量儀器的性能“評估”，測量儀器的性能指標R23是作為R12“評估”的‘已知條件’，R23的“評估”應該是儀器“提供者”的事，正常情況下不是儀器“使用者”的事——除非他拿到一個來歷不明的儀器？或是他對儀器“提供者”不夠信任？

   史先生似乎回避了回答：您的意思不會是說【測量結果的“提供者”只須說明他用的儀器都是“合格”的，不必明確報告測量結果的可能誤差范圍值】吧？

   “評估”當然要有理有據：有實驗數據的，依試驗數據處理；只能“猜測”的，就按人類積累的經驗‘合理猜測’。若不加任何‘猜測’成分，那測量儀器的‘測量誤差范圍’指標的'合理'取值只能為R22, 測量結果的‘測量誤差范圍’值則無法取得！---即便取R12=R（儀），那也包含著許多未能完全證實的“條件”！


   現行“評估”之謬的罪魁是‘評估者’不必對他所‘評估’出的結果負責---現行的‘規范’缺乏有效的實驗核查方案！如果有明確的責任，誰敢瞎“評”？ 如果不必負責任，“實測”數據作假也不會因為良心而杜絕。

njlyx 發表于 2014-9-15 10:28
看來，史先生所指的“計量”大概就是包含“標定”（“校準”）與“檢定”之類的“活動”【它們都是 ...

       先生說：
       史先生似乎回避了回答：您的意思不會是說【測量結果的“提供者”只須說明他用的儀器都是“合格”的，不必明確報告測量結果的可能誤差范圍值】吧？

       史答：
       測量者的責任是選用夠格的測量儀器，正確操作。至于怎樣給出測量結果（測得值±誤差范圍），歷來有不同的形式。其中的測得值，應是多次測量的平均值；而誤差范圍，一種寫法是所用測量儀器的指標值；另一種是列出所用儀器的型號、編號、計量證號。
       一個測量者，甚至一個計量人員，信譽比不過儀器型號、規格、計量單位的信譽。就我個人主持的測量任務來說，派別人執行的任務，就是要求他們標記所用的儀器，而不看、也不要求他們的任何評定。
       重大工程的測量，要有方案，有分析，而標明所用的儀器是必不可少的。測量事故要追究測量者的責任，正因為如此，測量者更需減少自己的主觀因素，把責任放在客觀條件上。要保證質量、不出測量事故，就要預備可靠的、準確的測量儀器，按時送檢。這是測量計量領域的基本原則。“評估”之風，與測量計量之基本原則相悖，望君明察。
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史錦順 發表于 2014-9-15 11:36
先生說：
       史先生似乎回避了回答：您的意思不會是說【測量結果的“提供者”只須說明他用的 ...

我似乎明白您的意思了： 測量者不必明確報告【“承諾”】測量結果的可能‘誤差范圍’？！

如此，也許只有諸如史先生這樣德高望重的大家或享有特權的國家檢定部門的專家們不會餓死了——不必如委托者的意，你愛測不測！一般檢測人員（機構）是簽不到測試（測量）合同的！

如果一般人在某個項目中承擔一個參量的測量任務，向項目總師匯報時：只說我用了大牛公司的合格傳感器、超牛公司的合格放大器、特牛公司的合格數據記錄儀，結果就是 xx.x [N]，可能的誤差范圍是多少我不能‘猜測’！ 結局會如何？？？

【重大工程的測量，要有方案，有分析，而.....】-----“方案”怎么來？“分析”做什么？.....難道不是要‘保證’“可能的誤差范圍”不超出允許值？

njlyx 發表于 2014-9-15 12:19
我似乎明白您的意思了： 測量者不必明確報告【“承諾”】測量結果的可能‘誤差范圍’？！

如此，也許只 ...

       莫急，我們慢慢論。
       測量，有三個層次。
       1 被測量的量值； 2測量儀器； 3計量標準。
       目的是認識量值，這就要測量，測量必須用測量儀器，測量儀器的準確程度，決定了測得值的準確程度。測量儀器準不準？要確定這一點，靠的是計量標準。計量有授權的一面，但本質還是有沒有計量標準。判別測量儀器準還是不準，誤差范圍到底是多大，歸根結底靠計量標準。依靠標準和搞“評估”，是兩條截然不同的路線。
       在測量這個行業，有高準確度水平的測量儀器，就有測量的權威。
       判斷測量儀器是否準確，靠計量，計量的權威的物質基礎是計量標準。有計量標準，就有計量的權威，沒有計量標準，就沒有計量的權威。
       以上所講，強調物質基礎，強調客觀條件。用句俗話說，是：“沒有金剛鉆，別攬瓷器活”。
       如果我負責某項工程，那些測量項目讓誰干呢？我絕不去看他們信誓旦旦的承諾，而必須考察他們誰有夠格的測量儀器，誰有夠格的計量標準。那些測量儀器的水平，那些標準的水平，明擺著。他自己怎么評，怎么保證都無關緊要。我希望成功，成功必須有物質基礎，光說，我不信。如果一旦失敗，那就追究承擔著的責任，這一條也不可少。
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       說實話，老史憑幾條獨到的認識（如統計測量不能除以根號N；不能剔除異常數據等）在航天工程主抓性能指標的測通所，被認為“嚴格”“信得過”，背景條件是本單位有兩臺銫原子頻標，有一系列的高穩定度、高準確度的測量儀器。如果沒有這些，憑什么讓人家相信？
       我驗收過一臺得國家發明獎的頻率計。發明者是名人，儀器原理是新發明，我不懂，不可能“評估”。你理論、技術再高，測得值減真值的誤差元的絕對值的最大可能值是誤差范圍，儀器必須滿足說明書承諾的指標，才能通過，才能付款。因為我有指標遠遠比你高的計量標準，就可以判斷，在70MHz的測量點上，不合格。發明人（已昇教授，兼公司負責人）開始不服，我也不和他爭論，僅讓他看看那攤測量儀器，他立刻承認不合格的事實（后來改進過關）。判別憑什么？憑標準，憑實測。
       我沒有說過否認測量者主觀能動性的話。該說就說，該報告就報告，該承諾就承諾。我反對的是脫離測量儀器指標、脫離計量標準的“評估”。我看到的是不確定度的不著譜的B類“評定”，如果先生有行之有效的方法，我還是愿意學習的。但要拿出具體的幾條才行，空論就沒意思了。-

史錦順 發表于 2014-9-15 16:09
莫急，我們慢慢論。
       測量，有三個層次。
       1 被測量的量值； 2測量儀器； 3計量標準 ...

     現行的“不確定度”從“定義“到某些實施細則，都無法讓人熱愛！ 我只是不贊成因噎廢食，該”評估“的還是要”評估“，根據所用儀器的好壞及測量條件的保障情況等因素”評估“出測量結果的可能誤差范圍（最大誤差）值，是測量工作者該做的事！ 不能指望所有的測量結果”使用者“【如總師們】都是如您那樣精通”測量“的專家。