本帖最后由 yeses 于 2015-8-29 14:43 編輯
不確定度概念定義分析
幾乎所有的科學概念定義，對于相應的專業人士來說，都是通俗易懂的。唯有測量領域的不確定度概念，20年都爭執不休。
VIM給出的不確定度概念定義的原文是：non-negative parameter characterizing the dispersion of the quantity values being attributed to a measurand, based on the information used. 我國JJF1059，JJF1001給出的定義是：根據所用到的信息，表征賦予被測量值分散性的非負參數。二者表達的意思是一樣的。
單從文字上說，識字的人都能理解意思：分散特性的參數。誰的分散特性？量值的分散特性。什么量值的分散特性？被測量值的分散特性。那么，什么是被測量（measurand）？什么是量值？讓我們看一下相關規范的表述。
被測量（measurand）---擬測量的量[JJF1001,4.7，JJF1059, 3.1]， quantity intended to be measured[VIM3,2.3]
量值（quantity values）---用數和參照對象一起表示的量的大小[JJF1001,3.20]，number and reference together expressing magnitude of a quantity[VIM3,1.19]。
再看一下量的真值和測量結果的定義：
量的真值true quantity value簡稱真值( true value)---與量的定義一致的量值[JJF1001,3.21]，quantity value consistent with the definition of a quantity[VIM3,2.11]。
測量結果measurement result---與其他有用的相關信息一起賦予被測量的一組量值[JJF1001,5.1]，set of quantity values being attributed to a measurand together with any other available relevant information[VIM3,2.9]。
可見，這里的量值（quantity values）絕對不是指量的真值true quantity value，而是指測量結果measurement result。
還值得注意的是，不確定度和測量結果的定義中，quantity values都采用的是復數形式！是指多個而不是一個！
所以，不確定度概念用真正的中國話表達實際就是：根據所用信息給出的多個測量結果的分散性參數。
再看我們測繪學科的精密度（precision）概念：在一定測量條件下，對某一量的多次測量中，各測量值間的離散程度[GB14911-2008,4.20]。
很明顯，這個所謂的不確定度在定義的字面意思居然與精密度相似！是一個與真值無關的東西！那這種意義的不確定度有什么實際意義？
還有一個更實際的問題是，任何測量，不論是否有多余觀測，我們最終都是提交一個唯一的測量結果，并不存在定義中的多個測量結果的情況，一個唯一的數值它如何分散？這自然更讓人莫名其妙，這才是最讓人迷惑的地方。
于是，也出現了一些自以為是的解釋：不確定度還是對當前測量條件下的其他可能出現的測量結果的存在區間的評判，就是說，如果重新按當前測量條件測量，獲得多個測量結果，它們就發散了，發散度就是當前的這個不確定度。
且不說其他可能的測量結果跟當前測量結果差別多大有沒有討論意義、用戶對其他可能測量結果是否會關心，單就這種預判論的正確性而言，它實際是沒有任何實踐經驗的，甚至是違背基本常識的。因為連家庭婦女都知道，電子秤上的數字通常是不變的，同樣的測量條件下只能是同樣的測量結果。只要強調相同測量條件---同一儀器同一環境同一分辨位。。。什么測量條件都絕對相同的情況下，測量結果其實是不變的，根本就不可能離散！更不會出現離散度等于（或接近）當前的不確定度的情況。
那么，是否改變測量條件就可以了呢？更不是！因為無法給出測量條件的改變限度，更換儀器？改變分辨位？改變量程？改變環境？更換測量方法？。。。那樣的測量結果又跟當前測量結果毫不沾邊了，差別甚至可能十萬八千里，分散度又完全離譜了，分散度也難以和當前的不確定度評價值相等。究竟要怎么改變測量條件才能讓還沒有發生測量結果的離散度跟當前的不確定度一樣，恐怕只有專家自己知道了。反正我是不敢跟學生講這種“理論”的，我怕學生對我提出要做實驗的要求。
總之，不確定度概念的字面實際是不能自圓其說的，不確定度概念的真實含義根本不是定義字面表達的意思。理解不確定度的真實內涵決不能僅僅看不確定度概念的字面！
那么，怎么才能正確理解不確定度概念？我們的唯一出路就是分析不確定度的評定原理，比較其和傳統的精密度評定過程的差別，同時要正確理解樣本統計結果的含義，從整個量值溯源鏈的不確定度傳遞過程來理解不確定度概念的真實內涵。 |
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