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定測量不確定度（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量不確定度評定方法（見JJF1059.1—2012）才可以處理相關(guān)性問題？ JJF1059.2-2012用蒙特卡洛法評定測量不確定度.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量不確定度評定方法（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量不確定度評定方法（見JJF1059.1—2012），關(guān)注討論的是值的測量不確定度，從某種意義上說它是著眼于微觀。而我們這里計論的相關(guān)性問題，正是指測量不確定度的相關(guān)性問題。為方便理解起見，我們打一個不十分恰當?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）使我們的測量誤差抵消一部分，或大部分，使測量誤差小的道理一樣。而對于示值沒有相關(guān)性問題之說，自然也就不可能讓基于蒙特卡洛法評定測量不確定度（見JJF1059.2—2012）來處理測量不確定度的相關(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“線性函數(shù)”【各個“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”相互獨立，與GUM法處理時假定“不相關(guān)”，可能是同類要求。

若“輸入量”之間不是“相互獨立”的，用“蒙特卡洛”方法求解“輸出量”時便需要知道相應(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驗直接統(tǒng)計計算出測量不確定度。樣本量要多大呢？要大到能準確看到波峰和寬度。

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       勞動生產(chǎn)要清楚工具與對象，執(zhí)行任務(wù)要明確對象與手段。
       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、測量誤差元，有系統(tǒng)的（恒值的），有隨機的（可正可負的、可大可小的快速變化），或絕對值合成、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、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量不確定度評定方法（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：這個前提根本就不存在，因而劉先生的問題本身，太躍進了，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)——測量計量學(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“計量丑聞”。
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       不確定度評定法處理合成問題，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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補充內(nèi)容 (2016-3-16 17:49):
”執(zhí)行任務(wù)要明確對象與手段”，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)——測量計量學(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“計量丑聞”

其實并不是竟有許多學(xué)者習(xí)以為常， 見怪不怪，是因為大家明白是怎么一回事，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，以個別有瑕疵的評定范例看不確定度是不恰當?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驗數(shù)據(jù)是完全可以獲得的，只是時間和手段問題，科學(xué)實驗中這種依靠成千上萬次的實驗來獲取數(shù)據(jù)的例子比比皆是，只不過一般的檢定校準工作用不到罷了。

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驗直接統(tǒng)計計算出測量不確定度。樣本量要多大呢？要大到能準確看到 ...

其中的“實驗”應(yīng)該是打引號的，是據(jù)“虛擬實驗”【——“仿真”】所得的大量數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計。真實實驗所得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計可能無關(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驗數(shù)據(jù)是完全可以獲得的，只是時間和手段問題，科學(xué)實驗中這種依靠成千上萬次的實驗來 ...

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       在極弱信號中提取有用信息，是“信息論”的課題。蒙特卡洛法正是靠大量測量數(shù)據(jù)，獲得強噪聲背景下的有用信息。人們比喻為：認知叢林中的小草。萬次測量是可以做到的，但要看是否必要，效果如何，有沒有簡潔的方法。
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       我認為，對通常的計量工作來說，蒙特卡洛法是“高射炮打蚊子”，目的與手段不匹配；看錯了對象，用錯了工具。似乎是小孩子玩耍……      
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       處理計量問題，有必要測量一萬次甚至一百萬次嗎？能干嗎？實際工作者，誰干這種傻事？
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       更重要的是，測量計量有系統(tǒng)誤差，有分辨力問題，并不全是隨機誤差。而蒙特卡洛法是以“絕對隨機性”為前提的。也就是說，包含有系統(tǒng)誤差的計量學(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工作用不到罷了”。用不到，你還測量一萬次干什么？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量數(shù)據(jù)，獲得強噪聲背 ...

計量工作分為幾個層次，蒙特卡羅法適用用科學(xué)研究性質(zhì)的計量，常人用不到不等于沒人用的到。先生總是試圖把問題簡單化，如果什么問題都能那么簡單，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)”，如費業(yè)泰的書 。其實對B類評定，兩項分量（圓柱體的直徑與高度）都是誤差范圍。因為誤差范圍是以系統(tǒng)誤差為主的，合成時交叉項之和（協(xié)方差）不可略，說兩項“不相關(guān)”是錯誤的。不能說費業(yè)泰是騙人，只能說他也是一種假設(shè)（一種錯誤的認定）。把這種不正確的分析，也視為假設(shè)（雖然是判斷錯誤，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)”）更為嚴重的事件。
       兩項系統(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)”，于是就完全弄錯了。把錯誤的東西，當成“規(guī)范”，錯誤性質(zhì)比“假設(shè)”或“誤判”還嚴重。
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       本欄目已討論過這個問題。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)方差的估計方法
       a）兩個輸入量的估計值xi與xj的協(xié)方差在以下情況時可取零或忽略不計：
       1）xi和xj中任意一個量可作為常數(shù)處理；
       2）在不同實驗室用不同測量設(shè)備、不同時間測得的量值；
       3）獨立測量的不同量的測量結(jié)果。
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（三）《JJF1059.1-2012》置疑

      【JJF1059.1-2012條款】
       1）xi和xj中任意一個量可作為常數(shù)處理；協(xié)方差可以忽略。
      【史評】
       這條的意思，是說：xi與xj中，有一個是常量，協(xié)方差就可忽略。兩個都是常量，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：二分項誤差中，有一個是系統(tǒng)誤差，則協(xié)方差可略。二誤差都是系統(tǒng)誤差，則協(xié)方差當然可略。
       由前邊（二）中的推導(dǎo)證明，可知：兩個誤差都是隨機誤差，協(xié)方差可略；兩誤差中有一個是隨機誤差，另一個是系統(tǒng)誤差，協(xié)方差也可略。當二量都是系統(tǒng)誤差時，強相關(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是純隨機誤差；而JJF1059卻說協(xié)方差的忽略條件是有一個是系統(tǒng)誤差。
       兩種說法有本質(zhì)區(qū)別。規(guī)范條款認為協(xié)方差通常可以忽略；因此通常可用“方和根法”；本文分析則說明，通常“方和根法”是不成立的。因為測量儀器的誤差，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，協(xié)方差就不能忽略。
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      【JJF1059.1-2012條款】
       2）在不同實驗室用不同測量設(shè)備、不同時間測得的量值；協(xié)方差可以忽略。
      【史評】
       不同實驗室、不同測量設(shè)備、不同時間的測量，都避免不了有系統(tǒng)誤差存在，而且測量儀器一般是以系統(tǒng)誤差為主。必須至少有一個是純隨機誤差（或隨機誤差占絕大比例），才能忽略協(xié)方差。因此，在不同實驗室用不同測量設(shè)備、不同時間測得的量值，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）獨立測量的不同量的測量結(jié)果；協(xié)方差可以忽略。      
      【史評】
       此條不妥。理由同上。只要測量中系統(tǒng)誤差占較大比例，而不是純隨機誤差，就不能忽略協(xié)方差。
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       總之，《JJF1059.1-2012》為宣揚GUM的“方和根法”而強調(diào)的“協(xié)方差可忽略”的三項條款，是不對的，是一種誤導(dǎo)。
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       強調(diào)指出：
       在討論合成方法中，把交叉項能否忽略，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。此交叉項能不能忽略，不是二量是否相關(guān)的問題，而是必須有一個量可正可負地變化，或兩個量同時可正可負的變化，才能忽略交叉項。如果兩個量都是常量，交叉項必定不能忽略。同號為正，而異號為負，不存在抵消的問題。不確定度論出世以來，把交叉項同“相關(guān)系數(shù)”聯(lián)系起來，造成嚴重的誤導(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，其實，這是錯誤的。
       本文與前文，筆者也時而有“相關(guān)”與“不相關(guān)”的說法，那是“借用”或僅僅是針鋒相對地辯論，其實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？

先生不仿把費先生說的假設(shè)不相關(guān)的例子貼出來，看看費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。此交叉項能不能忽略，不是二量是否相關(guān)的問題，而是必須有一個量可正可負地變化，或兩個量同時可正可負的變化，才能忽略交叉項。

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

學(xué)習(xí)了，都是大神

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的“五大難關(guān)”之一，“計量丑聞”  “有大量的書籍、文章作者”  都要“假設(shè)不相關(guān)”，只有都成一個人說過（沒看到過，不做評價），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的“五大難關(guān)”之一，“計量丑聞”  “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，你卻抓一兩個詞兒進行人身攻擊……，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！！！