测量不确定度的数学原理及应用(序言及第一章)
崔伟群 · 2011-07-27 10:05 · 70030 次点击
引言
人类认识客观世界是一个逼近真实的过程。在此过程中,有时由于不能完全掌握产生客观现象的因果关系,导致认识上缺失了因果律,只能通过随机理论来描述;有时由于不能完全真实地掌握或描述客观现象,进而借助粗糙理论来描述;并且有的客观现象不能非此即比地应用排中律,所以只能借助模糊理论来描述。这就使我们对客观世界的认识具有了不确定性。
在这一人类认识客观世界逼近真实的过程中,我们主要做两件事情。第一是尽量控制或减少认识的不确定性;第二是评估认识的不确定性。特别是实验科学中的测量工作,这两点同样重要。但是在控制或减少认识的不确定性的手段有限时,恰当地评估认识的不确定性则显得更为重要。
爱因斯坦说过“我们的概念和概念体系所以能够得到承认,其唯一的理由就是它们是适合于表示我们的经验的复合;除此以外,它们并无别的关于理性的根据”【1】。因此恰当地评估认识的不确定性,特别是测量结果的不确定性,需要一整套适合于表示我们的经验的复合的概念和概念体系。
1927年海森堡(Heisenberg)提出了不确定原理,又称测不准原理,首次使用了不确定(uncertainty)一词。
1963年原美国标准局(NBS)的数理统计专家埃森哈特(Eisenhart)在研究“仪器校准系统的精密度和准确度估计”时提出了测量不确定度的概念。其后各国计量部门逐渐使用不确定度来评定测量结果,但采用的方法不尽相同。
1980年国际计量局在征求各国意见的基础上,提出了采用测量不确定度来评定测量结果的建议书INC-1(19880),1981年第70届国际计量委员会(CIPM)讨论通过了该建议书,形成了CI-1981。
1986年国际计量局(BIPM)、国际电工委员会(IEC)、国际标准化组织(ISO)、国际法制计量组织(OIML)、国际理论和应用物理联合会(IUPAP)、国际理论和应用化学联合会(IUPAC)以及国际临床化学联合会(IFCC)等联合成立了工作组,起草关于不确定度评定的指导性文件。并于1993年联合发布了《测量不确定度表示指南》(GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement,简称GUM)。1995年又发布了GUM的修订版。
1999年我国发布了JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》。
测量不确定度的概念和概念体系所以能够得到承认,其唯一的理由就是它们是适合于表示我们的经验的复合,本书也籍于此,系统地介绍测量误差、不确定度的数学原理、评定的方法及应用。
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