為什么基蒙特卡洛法不能處理相關(guān)性問..

為什么基于蒙特卡洛法評(píng)定測(cè)量不確定度（見JJF1059.2—2012），其基于分布傳播，不能處理相關(guān)性問題？而基于不確定度傳播的測(cè)量不確定度評(píng)定方法（見JJF1059.1—2012）才可以處理相關(guān)性問題？ JJF1059.2-2012用蒙特卡洛法評(píng)定測(cè)量不確定度.pdf (764.03 KB, 下載次數(shù): 23)

2016-3-12 11:33 上傳

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蒙特卡洛法是基于分布傳播的測(cè)量不確定度評(píng)定方法（見JJF1059.2—2012），首先關(guān)注討論的是示值，從某種意義上說它是著眼于宏觀。它最終得到我們關(guān)心的值的不確定度，是通過值的分布曲線得到的。而基于不確定度傳播的測(cè)量不確定度評(píng)定方法（見JJF1059.1—2012），關(guān)注討論的是值的測(cè)量不確定度，從某種意義上說它是著眼于微觀。而我們這里計(jì)論的相關(guān)性問題，正是指測(cè)量不確定度的相關(guān)性問題。為方便理解起見，我們打一個(gè)不十分恰當(dāng)?shù)谋确剑秃帽任覀兛梢圆捎煤侠淼姆椒ǎㄈ纾簷z定量塊的比差法）使我們的測(cè)量誤差抵消一部分，或大部分，使測(cè)量誤差小的道理一樣。而對(duì)于示值沒有相關(guān)性問題之說，自然也就不可能讓基于蒙特卡洛法評(píng)定測(cè)量不確定度（見JJF1059.2—2012）來處理測(cè)量不確定度的相關(guān)性問題。

蒙特卡洛是通過大量數(shù)據(jù)直接測(cè)得最終包含區(qū)間及分布情況，不涉及分量合成工作，也就不涉及相關(guān)性問題了。

285166790 發(fā)表于 2016-3-15 11:02
蒙特卡洛是通過大量數(shù)據(jù)直接測(cè)得最終包含區(qū)間及分布情況，不涉及分量合成工作，也就不涉及相關(guān)性問題了。 ...

【蒙特卡洛是通過大量數(shù)據(jù)直接測(cè)得最終包含區(qū)間及分布情況，不涉及分量合成工作，也就不涉及相關(guān)性問題了。】——

也許不太確切？

“測(cè)量不確定度”的“蒙特卡洛”方法，似乎是根據(jù)各“輸入量”的“概率分布”數(shù)值仿真求解“輸出量”之“概率分布”的方法，“分量合成”它也能行的。只不過，通常的“分量合成”可能是個(gè)“線性函數(shù)”【各個(gè)“分量”作為“輸入量”相加等于作為“輸出量”的“總量”】，GUM法也能“妥善”處理而已。

無論是GUM法，還是“蒙特卡洛”方法，“輸入量”之間的“相關(guān)性”可能都是不可回避的問題？.....所謂“輸入量”相互獨(dú)立，與GUM法處理時(shí)假定“不相關(guān)”，可能是同類要求。

若“輸入量”之間不是“相互獨(dú)立”的，用“蒙特卡洛”方法求解“輸出量”時(shí)便需要知道相應(yīng)的“聯(lián)合概率分布函數(shù)”，這與要求“相關(guān)系數(shù)”的難度應(yīng)該是不相上下的？

所謂蒙特卡洛法，說白了就是通過大量的實(shí)驗(yàn)直接統(tǒng)計(jì)計(jì)算出測(cè)量不確定度。樣本量要多大呢？要大到能準(zhǔn)確看到波峰和寬度。

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       勞動(dòng)生產(chǎn)要清楚工具與對(duì)象，執(zhí)行任務(wù)要明確對(duì)象與手段。
       不論干什么事情，從方法論來說，都應(yīng)該明白：求什么，用什么，靠什么，得什么。方法要適應(yīng)任務(wù)的需要。要有的放矢。
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        過去，學(xué)習(xí)誤差分析、誤差合成。分析、測(cè)量誤差元，有系統(tǒng)的（恒值的），有隨機(jī)的（可正可負(fù)的、可大可小的快速變化），或絕對(duì)值合成、或取“方和根法”，思路是清楚的。
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       現(xiàn)在，都要按不確定度論處理。GUM法，五大難關(guān)（分布、變系統(tǒng)為隨機(jī)、不相關(guān)、范圍與方差的折算、自由度）尚難過，卻又推出蒙特卡羅法。那“萬次”以上的測(cè)量次數(shù)，誰能做到，先不說；就是“求什么、用什么、靠什么、得什么”，我就弄不明白。
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       劉彥剛主帖問：“為什么基于蒙特卡洛法不能處理相關(guān)性問題， 而基于不確定度傳播的測(cè)量不確定度評(píng)定方法（見JJF1059.1—2012）才可以處理相關(guān)性問題？” 先生先走一步，在試圖理解蒙特卡羅法。前提是：GUM法可以處理相關(guān)性問題。
       筆者拙見是：這個(gè)前提根本就不存在，因而劉先生的問題本身，太躍進(jìn)了，跳了一格。
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       據(jù)我所知，不確定度合成取“方和根法”，其條件是輸入量間不相關(guān)。于是才有大量的書籍、文章作者，都要“假設(shè)不相關(guān)”。搞科學(xué)，特別是關(guān)于量的科學(xué)——測(cè)量計(jì)量學(xué)，竟靠假設(shè)，真是一大奇聞。竟有許多學(xué)者習(xí)以為常， 見怪不怪。為引起注意，老史稱此為“計(jì)量丑聞”。
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       不確定度評(píng)定法處理合成問題，要靠不確定度理論以外的“相關(guān)性”分析；而不是它“能處理相關(guān)性問題”。如果能處理，就不必假設(shè)不相關(guān)了。
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補(bǔ)充內(nèi)容 (2016-3-16 17:49):
”執(zhí)行任務(wù)要明確對(duì)象與手段”，應(yīng)為：“執(zhí)行任務(wù)要明確目的與手段”。

據(jù)我所知，不確定度合成取“方和根法”，其條件是輸入量間不相關(guān)。于是才有大量的書籍、文章作者，都要“假設(shè)不相關(guān)”。搞科學(xué)，特別是關(guān)于量的科學(xué)——測(cè)量計(jì)量學(xué)，竟靠假設(shè)，真是一大奇聞。竟有許多學(xué)者習(xí)以為常， 見怪不怪。為引起注意，老史稱此為“計(jì)量丑聞”

其實(shí)并不是竟有許多學(xué)者習(xí)以為常， 見怪不怪，是因?yàn)榇蠹颐靼资窃趺匆换厥?，見到的文件大都是判斷各輸入量間不相關(guān)或沒有置得考慮的相關(guān)性，若有置得考慮的相關(guān)性，還是要處理的。沒有見到過說假設(shè)不相關(guān)的，以個(gè)別有瑕疵的評(píng)定范例看不確定度是不恰當(dāng)?shù)模壬稍谠搭^文件比如JJF1059或GUM中看到過假設(shè)不相關(guān)的例子？

蒙特卡洛法上萬次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是完全可以獲得的，只是時(shí)間和手段問題，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中這種依靠成千上萬次的實(shí)驗(yàn)來獲取數(shù)據(jù)的例子比比皆是，只不過一般的檢定校準(zhǔn)工作用不到罷了。

yzjl3420646 發(fā)表于 2016-3-16 10:03
所謂蒙特卡洛法，說白了就是通過大量的實(shí)驗(yàn)直接統(tǒng)計(jì)計(jì)算出測(cè)量不確定度。樣本量要多大呢？要大到能準(zhǔn)確看到 ...

其中的“實(shí)驗(yàn)”應(yīng)該是打引號(hào)的，是據(jù)“虛擬實(shí)驗(yàn)”【——“仿真”】所得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。真實(shí)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)可能無關(guān)“蒙特卡洛”。

285166790 發(fā)表于 2016-3-17 09:54
蒙特卡洛法上萬次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是完全可以獲得的，只是時(shí)間和手段問題，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中這種依靠成千上萬次的實(shí)驗(yàn)來 ...

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       在極弱信號(hào)中提取有用信息，是“信息論”的課題。蒙特卡洛法正是靠大量測(cè)量數(shù)據(jù)，獲得強(qiáng)噪聲背景下的有用信息。人們比喻為：認(rèn)知叢林中的小草。萬次測(cè)量是可以做到的，但要看是否必要，效果如何，有沒有簡(jiǎn)潔的方法。
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       我認(rèn)為，對(duì)通常的計(jì)量工作來說，蒙特卡洛法是“高射炮打蚊子”，目的與手段不匹配；看錯(cuò)了對(duì)象，用錯(cuò)了工具。似乎是小孩子玩耍……      
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       處理計(jì)量問題，有必要測(cè)量一萬次甚至一百萬次嗎？能干嗎？實(shí)際工作者，誰干這種傻事？
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       更重要的是，測(cè)量計(jì)量有系統(tǒng)誤差，有分辨力問題，并不全是隨機(jī)誤差。而蒙特卡洛法是以“絕對(duì)隨機(jī)性”為前提的。也就是說，包含有系統(tǒng)誤差的計(jì)量學(xué)問題，蒙特卡洛法根本就用不上。
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      先生說：“只不過一般的檢定校準(zhǔn)工作用不到罷了”。用不到，你還測(cè)量一萬次干什么？還要這種“規(guī)范”干什么？是玩玩嗎？
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史錦順 發(fā)表于 2016-3-17 11:09
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       在極弱信號(hào)中提取有用信息，是“信息論”的課題。蒙特卡洛法正是靠大量測(cè)量數(shù)據(jù)，獲得強(qiáng)噪聲背 ...

計(jì)量工作分為幾個(gè)層次，蒙特卡羅法適用用科學(xué)研究性質(zhì)的計(jì)量，常人用不到不等于沒人用的到。先生總是試圖把問題簡(jiǎn)單化，如果什么問題都能那么簡(jiǎn)單，還要科學(xué)家和工程師做什么？

csln 發(fā)表于 2016-3-17 08:21
據(jù)我所知，不確定度合成取“方和根法”，其條件是輸入量間不相關(guān)。于是才有大量的書籍、文章作者，都要“假 ...

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        關(guān)于“假設(shè)不相關(guān)”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“假設(shè)”字樣，直接寫“由于不相關(guān)”，如費(fèi)業(yè)泰的書 。其實(shí)對(duì)B類評(píng)定，兩項(xiàng)分量（圓柱體的直徑與高度）都是誤差范圍。因?yàn)檎`差范圍是以系統(tǒng)誤差為主的，合成時(shí)交叉項(xiàng)之和（協(xié)方差）不可略，說兩項(xiàng)“不相關(guān)”是錯(cuò)誤的。不能說費(fèi)業(yè)泰是騙人，只能說他也是一種假設(shè)（一種錯(cuò)誤的認(rèn)定）。把這種不正確的分析，也視為假設(shè)（雖然是判斷錯(cuò)誤，但說成“假設(shè)”，是留有余地的），于是，老史就說成“假設(shè)”多多了。我看過的樣板評(píng)定百余份，都是“方和根法”，都是這種“假設(shè)”的產(chǎn)物。
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       源頭文件《JJF 1059.1-2012》有“協(xié)方差可略的三條”，這是比一些作者寫成“假設(shè)不相關(guān)”（或誤判為“不相關(guān)”）更為嚴(yán)重的事件。
       兩項(xiàng)系統(tǒng)誤差的交叉系數(shù)是+1或-1。把交叉系數(shù)叫做“相關(guān)系數(shù)”，又說“不相關(guān)”，于是就完全弄錯(cuò)了。把錯(cuò)誤的東西，當(dāng)成“規(guī)范”，錯(cuò)誤性質(zhì)比“假設(shè)”或“誤判”還嚴(yán)重。
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       本欄目已討論過這個(gè)問題。現(xiàn)引述拙文《協(xié)方差可略的三條是誤導(dǎo)——關(guān)于相關(guān)性的討論（3）》之兩段，供參考。
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（一）計(jì)量規(guī)范《JJF 1059.1-2012》的表述
（協(xié)方差可略的三條）

4.4.4.1 協(xié)方差的估計(jì)方法
       a）兩個(gè)輸入量的估計(jì)值xi與xj的協(xié)方差在以下情況時(shí)可取零或忽略不計(jì)：
       1）xi和xj中任意一個(gè)量可作為常數(shù)處理；
       2）在不同實(shí)驗(yàn)室用不同測(cè)量設(shè)備、不同時(shí)間測(cè)得的量值；
       3）獨(dú)立測(cè)量的不同量的測(cè)量結(jié)果。
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（三）《JJF1059.1-2012》置疑

      【JJF1059.1-2012條款】
       1）xi和xj中任意一個(gè)量可作為常數(shù)處理；協(xié)方差可以忽略。
      【史評(píng)】
       這條的意思，是說：xi與xj中，有一個(gè)是常量，協(xié)方差就可忽略。兩個(gè)都是常量，則更可忽略。在討論誤差合成中，系統(tǒng)誤差是常量。本條款說：二分項(xiàng)誤差中，有一個(gè)是系統(tǒng)誤差，則協(xié)方差可略。二誤差都是系統(tǒng)誤差，則協(xié)方差當(dāng)然可略。
       由前邊（二）中的推導(dǎo)證明，可知：兩個(gè)誤差都是隨機(jī)誤差，協(xié)方差可略；兩誤差中有一個(gè)是隨機(jī)誤差，另一個(gè)是系統(tǒng)誤差，協(xié)方差也可略。當(dāng)二量都是系統(tǒng)誤差時(shí)，強(qiáng)相關(guān)，協(xié)方差不可略。
       可見，本文的協(xié)方差忽略條件是有一個(gè)是純隨機(jī)誤差；而JJF1059卻說協(xié)方差的忽略條件是有一個(gè)是系統(tǒng)誤差。
       兩種說法有本質(zhì)區(qū)別。規(guī)范條款認(rèn)為協(xié)方差通?？梢院雎?；因此通?？捎谩胺胶透ā保槐疚姆治鰟t說明，通?！胺胶透ā笔遣怀闪⒌摹Ｒ?yàn)闇y(cè)量?jī)x器的誤差，不僅有系統(tǒng)誤差，而且通常是以系統(tǒng)誤差為主的。系統(tǒng)誤差有兩項(xiàng)，協(xié)方差就不能忽略。
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      【JJF1059.1-2012條款】
       2）在不同實(shí)驗(yàn)室用不同測(cè)量設(shè)備、不同時(shí)間測(cè)得的量值；協(xié)方差可以忽略。
      【史評(píng)】
       不同實(shí)驗(yàn)室、不同測(cè)量設(shè)備、不同時(shí)間的測(cè)量，都避免不了有系統(tǒng)誤差存在，而且測(cè)量?jī)x器一般是以系統(tǒng)誤差為主。必須至少有一個(gè)是純隨機(jī)誤差（或隨機(jī)誤差占絕大比例），才能忽略協(xié)方差。因此，在不同實(shí)驗(yàn)室用不同測(cè)量設(shè)備、不同時(shí)間測(cè)得的量值，只要系統(tǒng)誤差占主導(dǎo)，就不能忽略協(xié)方差。   
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      【JJF1059.1-2012條款】
       3）獨(dú)立測(cè)量的不同量的測(cè)量結(jié)果；協(xié)方差可以忽略。      
      【史評(píng)】
       此條不妥。理由同上。只要測(cè)量中系統(tǒng)誤差占較大比例，而不是純隨機(jī)誤差，就不能忽略協(xié)方差。
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       總之，《JJF1059.1-2012》為宣揚(yáng)GUM的“方和根法”而強(qiáng)調(diào)的“協(xié)方差可忽略”的三項(xiàng)條款，是不對(duì)的，是一種誤導(dǎo)。
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       強(qiáng)調(diào)指出：
       在討論合成方法中，把交叉項(xiàng)能否忽略，說成是相關(guān)不相關(guān)，這本身就是一種誤導(dǎo)。兩個(gè)完全不相關(guān)的量，只要取這二量的和的平方，平方的展開式中，就必然有交叉項(xiàng)。此交叉項(xiàng)能不能忽略，不是二量是否相關(guān)的問題，而是必須有一個(gè)量可正可負(fù)地變化，或兩個(gè)量同時(shí)可正可負(fù)的變化，才能忽略交叉項(xiàng)。如果兩個(gè)量都是常量，交叉項(xiàng)必定不能忽略。同號(hào)為正，而異號(hào)為負(fù)，不存在抵消的問題。不確定度論出世以來，把交叉項(xiàng)同“相關(guān)系數(shù)”聯(lián)系起來，造成嚴(yán)重的誤導(dǎo)。許多人在此誤導(dǎo)之下，以為二量不相關(guān)就可以忽略交叉項(xiàng)，其實(shí)，這是錯(cuò)誤的。
       本文與前文，筆者也時(shí)而有“相關(guān)”與“不相關(guān)”的說法，那是“借用”或僅僅是針鋒相對(duì)地辯論，其實(shí)本人并沒有囿于不確定度論的說教。
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史錦順 發(fā)表于 2016-3-17 18:29
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        關(guān)于“假設(shè)不相關(guān)”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“ ...

先不說那么多題外話，想向先生求證的是先生在源頭文件如JJF 1059或GUM中什么地方看到假設(shè)不相關(guān)的？

先生不仿把費(fèi)先生說的假設(shè)不相關(guān)的例子貼出來，看看費(fèi)先生到底是如何說假設(shè)不相關(guān)的？

判斷不相關(guān)和判斷不存在置得考慮的相關(guān)性同假設(shè)不相關(guān)是完全不同的概念

史錦順 發(fā)表于 2016-3-17 18:29
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        關(guān)于“假設(shè)不相關(guān)”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“ ...

兩個(gè)完全不相關(guān)的量，只要取這二量的和的平方，平方的展開式中，就必然有交叉項(xiàng)。此交叉項(xiàng)能不能忽略，不是二量是否相關(guān)的問題，而是必須有一個(gè)量可正可負(fù)地變化，或兩個(gè)量同時(shí)可正可負(fù)的變化，才能忽略交叉項(xiàng)。

您這話本身就不能自圓其說，已經(jīng)知道兩個(gè)量完全不相關(guān)，還要什么交叉項(xiàng)，兩個(gè)不相關(guān)的量展開必然有交叉項(xiàng)，就此一點(diǎn)就可證明先生所謂交叉系數(shù)是錯(cuò)誤的，本就兩個(gè)完全不相關(guān)的東西，非要用個(gè)關(guān)系式把兩者拉上個(gè)關(guān)系， 豈不荒唐

史錦順 發(fā)表于 2016-3-17 18:29
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        關(guān)于“假設(shè)不相關(guān)”，直接這樣寫的有一部分，如范巧成（都成）的書（電壓與電流）。有的沒寫“ ...

莫非先生不厭其煩指責(zé)的“五大難關(guān)”之一，“計(jì)量丑聞”  “有大量的書籍、文章作者”  都要“假設(shè)不相關(guān)”，只有都成一個(gè)人說過（沒看到過，不做評(píng)價(jià)），如此，則先生有失客觀、有失公正

別人說“由于不相關(guān)”或判斷不相關(guān)或判斷不存在值得考慮的相關(guān)性，同先生說的“假設(shè)不相關(guān)”是一回事嗎？

csln 發(fā)表于 2016-3-18 08:22
莫非先生不厭其煩指責(zé)的“五大難關(guān)”之一，“計(jì)量丑聞”  “有大量的書籍、文章作者”  都要“假設(shè)不相關(guān) ...

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        我說了，你又把我怎么樣？我不客觀、不公正，你又把我怎么樣？
        你罵我“荒唐”，我就是荒唐了。
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        我討論、抨擊的是學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，你卻抓一兩個(gè)詞兒進(jìn)行人身攻擊……，你算哪路英雄？
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        我斗不過你，躲著你，總可以了吧。恕不奉陪。你愛說什么，就盡情地說吧！
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學(xué)習(xí)了，謝謝各位了?。。?/td>