误差方程的思想基础-《新概念测量计量学》讨论13

  史锦顺 ·  2011-07-14 07:31  ·  21484 次点击
**误差方程的思想基础**-《新概念测量计量学》讨论13
史锦顺
一测量佯谬之逼迫
不确定度论攻击误差理论说:误差等于被测量的测得值与被测量的真值之差,测量可得测得值,但被测量真值不知道,误差无法求。
这是很厉害的质问。不确定度论的这一刀砍在误差理论的命根上。已有四百年历史的误差理论,能抵御不确定度论的进攻吗?误差理论真的有如此严重的问题吗?计量人不得不认真想一想。
按正常的思维逻辑,总觉得不该有如此严重的问题。误差理论是400年来人类关于测量思考的结晶,是经过许多大科学家的思索的。不会出现如此大错。
细想想我们日常测量、技术测量的过程,不难明白,上述不确定度对误差理论的诘难,原来是个佯谬。是根本不存在的问题。
测量似乎是个人行为,但测量要用测量仪器,测量仪器是社会的产品。测量的本质是社会行为。当一个人进行测量时,必须选用测量仪器,根据误差知识,或根据体现了误差知识的社会惯例来选用仪器。买1kg苹果要用案秤量,不会用台秤,因为台秤分辨力0.1公斤,测不准;而电子案秤误差10g,就可以了。买个金戒子,电子秤又不行,而必须用能测准到0.01g的天平。
这就是说,人们在测量时,一经选定了合乎要求的测量仪器,就知道了用此仪器得到的测得值的误差范围,是不需要进行那个“测得值减真值”的操作的。
测量佯谬破解了,但留下了该思考清楚的问题:实用中,误差是怎样与真值相关联的呢?
二误差理论发展之要求
近代计量业的作法,甚至从秦始皇统一度量衡到如今,两千年来,我国计量行业的作法,就是以计量标准的标称值当真值,来测量和确定测量仪器的误差。
测量仪器的误差用计量标准确定;计量标准的误差用上一级标准确定,并一级一级上溯至基准。
这样做,确定的误差范围有误差。得到的是误差范围的实验值。误差范围的实验值比误差范围(真误差范围)略小。总的来说,这样做,是可行的、实用的、也是正确的。这样做的理论基础是等量代换原理与微小误差准则。
诚然,这样做是有缺欠的。估小了误差范围,是有风险的。这是经典误差理论不足的地方。
那么,误差范围实验值与误差范围到底差多少呢?经典测量学有大致的估计,而没有解决严格的计算问题。找出一个能用于计算的公式来,这是误差理论发展的要求。这个任务,由《新概念测量计量学》完成了。
三测量的四项原则是基础
误差方程的提出,不是灵机一动,随便想出来的。它的出现,有以下测量四原则做基础。
1两类测量区分的原则
认定测量误差的确定问题是基础测量(常量测量)问题。在固定量值(常量),即有单一真值的条件下考虑问题。
2区分量值的原则
区分开测得值与客观值(真值),区分开标称值与客观值(真值),明确误差就是测得值与客观值(真值)之差。区分开误差元与误差范围,区分开误差范围实验值与误差范围(真误差范围)。
3微小误差可略准则
讲究绝对准确的计算,是初等数学的特征。高等数学从微分开始,就是近似的计算,但奇妙的是,近似竟成就高等数学理论,如果坚持如初等数学的绝对准确,则必扼杀数学的发展。抓住主要值而略去微小值,体现辩证法。在误差理论中,微小误差可略,是一条重要的实用准则。
4等量代换原则
测量的本质是比较。而最重要的比较是特定量与一般量的比较。测量仪器定标时用的是一般量(如量块的长度、砝码的重量),测量仪器的应用对象是特定量。每实现一次测量,都是在实现一次代换,即用一般量来表达特定量。测量用的单位就是一般量,把一个特定量用数值乘单位,这本身就是代换。
有上述思想准备,特别是有了等量代换的思想,用标准的标称值,把误差定义中真值代换出来,于是便顺理成章地推导出误差方程。

2 条回复

史锦顺  2012-08-29 11:05
管理员先生:我现在发文发不出,显示的回话是‘内容不当’,不知怎么回事,请回话。如认为我批评不确定度不当,我就不上贵网了,反正我有地方发表。但这是不符合百家争鸣方针的。况且,反对不可知论,正是辩证唯物论的责任,不该封杀言路。-
redplum  2012-08-27 06:13
好帖子,多谢楼主分享资料

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