要简明确切-拙议《钱文》(3)

  史锦顺 ·  2012-06-04 09:32  ·  47271 次点击
**要简明确切-****拙议《钱文》(3)**
史锦顺
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前面二文,《拙议<钱文>(1)》称赞钱文的质疑精神,《拙议<钱文>(2)》学习钱文的部分研究方法。本文与前两文不同,是一些不同意见。可惜我在郑州,又年老体衰,不能到北京当面与四位专家讨论。倘本网哪位网友能联系得上,请转告这里在讨论他们的文章。请他们看看老史的文章,请他们批评。如果能在本网上讨论,和几位专家议论一番,那该多好啊!
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**(一)不必要的拘泥**
几次读《钱文》,总感觉有个套着作者的框架。这个框架就是“不确定度”一词。似乎有人发过命令,要作者必须在“不确定度”的框架内考虑问题,于是把着眼点一直集中在如何用好、用对“不确定度”这个词上。
其实,这是不必要的拘泥。用什么词要根据被表达对象的客观属性,该简要、明白、确切。要讲究概念的确定性,避免可能出现的误解,要确保没有歧义。
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**(二)不确定度一词的歧义**
英语uncertainty一词,词典的解释为:名词1不确定,不确实,易变;不可靠;含糊。2不确实知道,半信半疑。【物理学】旧译:测不准性;新译:不确定性。
量子物理学的不确定性原理uncertaintyprinciple(旧译:测不准关系),是1925年由量子物理学家海森堡提出的。
上世纪60年代后,陆续有人在测量中用不确定度一词。物理常数的不确定度,指测量误差范围与物理常数变化的综合。这是易被理解的。
80年代开始在计量中引入测量不确定度的概念。1993年,国际计量组织与国际标准化组织推出GUM与VIM,不确定度论盛行。
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**1毫无关系的两个词**
量子物理中的不确定性原理是微观世界的客观规律,它是一种客观存在的确定的关系。当今测量计量界的测量不确定度概念,与量子物理中的不确定度性原理,与毫无共同之处,是风牛马不相及的完全不同的两种概念。
当今的测量不确定度,是为代替测量误差的概念而提出的。并不表明除误差以外的任何一种客观属性。测量计量领域的不确定度与量子物理的不确定性,虽然英文是同一个词,但二者毫无关系。有些作者在冒认传承关系。
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**2不确定度歧义多多**
二十多年来,宣讲不确定度的文件、文章、书籍很多,不确定度的含义本身,笔者见到的就有九种之多。《钱文》又提出两种,于是就有十一种含义了。
(1)不确定度是可信性;
(2)不确定度是不确定程度;
(3)不确定度是分散性;
(4)不确定度与误差范围不同说;
(5)不确定度与误差范围相同说;
(6)不确定度与误差并行说;
(7)不确定度是西格玛除以根号N;
(8)不确定度是测量误差的误差;
(9)不确定度是量值变化与测量误差的综合;
(10)不确定度是被测随机变量的表征量;
(11)不确定度是测量误差中的随机误差。
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一个概念,有这么多理解法,这是不行的。特别是测量计量性能的表达,只能是一词一义。
“测量不确定度”这个用语,到了或改或弃的时候了。
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**3不确定度的主要问题之一是混淆对象和手段**
测量与计量都是人们有目的的行为。
测量的目的是得到准确度够格的测得值,测量的对象是被测量,测量的手段是测量仪器。
计量的目的是鉴别测量仪器(或下级标准)的合格性,计量的对象是测量仪器,计量的手段是计量标准与辅助测量仪器。
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手段的误差必须是可以容忍的。通过对手段的选择,使手段的误差可以忽略。以此来突出对象的性能。测量的表征量,必须是或绝大部分是属于被考察对象的。
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不确定度论的最大问题之一是混淆手段和对象。理论中不注意手段与对象的区分,实践中必然形成混淆。GUM的测量温度的例子,给出的不确定度,就说不清是热源的还是温度计的,是一笔混沌帐。
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**(三)对两项表达的意见**
《钱文》的最后结果是提出两项表达。有下划线的是原文
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第一部分任意随机变量的“不确定度”
**【随机变量的不确定度uncertaintyofrandomvariable
随机变量X的不确定度是表征变量随机部分X~Λ大小的统计特征估计值。**
注:
(1)变量X随机部分的表示式为:
X~Λ=X-EΛ(X)=X~-ΔEΛ(X)
式中的EΛ(X)为变量X的期望估计值,即期望E(X)的估计值;
X~=X-E(X)
为变量X的中心化变量;
ΔEΛ(X)=EΛ(X)-E(X)
为EΛ(X)的期望估计误差。期望估计误差ΔEΛ(X)具有未知的确定值,有时被称为未定系统误差。由于未定系统误差的确定值是未知的,因此,对它的评估实际上是对期望估计方法可能存在的误差进行评估。所以任何变量的不确定度将由其中心变化量的不确定度及期望估计误差的不确定度两个独立部分组成。
(2)变量随机部分的均方根估计值被称为变量的标准不确定度。
(3)变量随机部分的极限估计值被称为变量的扩展不确定度。
(4)表征包括变量系统和随机两部分整个大小均方根估计值或极限估计值可以称为“全(complete)标准不确定度”或“全(complete)扩展不确定度”。它可以由变量的期望估计值和变量相应的不确定度综合得出。
(5)对某种指定目的可以对变量“扩展不确定度”规定允许值,这可以称为该目的变量的“允许扩展不确定度”。例如,机械加工的公差,测量设备的最大基本误差允许值,各种检验被检量的允许偏差等。
表示符号:
随机变量X的标准不确定度表示为σ0Λ(X~Λ)。
随机变量X的扩展不确定度表示为U0Λ(X~Λ)。
随机变量X的全(complete)标准不确定度表示为σ0Λ(X~Λ)σ0Λ(X)。
随机变量X的全(complete)扩展不确定度表示为U0Λ(X)。
来源及评注:
用统计学术语表述的GUM95中术语“测量不确定度”的扩展概念。】
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**【史评】**
1明确有一类测量是统计测量(快变量测量),不是经典测量(被测量是常量),这个思想很重要。
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2区分客观值和估计值本是个很好的思想,在分析误差时,区分客观值与测得值,才能进行分析。注意,仅仅在必须区分时才能区分;如果在一般情况下做出区分,既麻烦又易引起误解。
说史锦顺身高1.78米即可;如说“史锦顺身高的人为表达的值是1.78米”,就可能被误解为史锦顺的真实身高不是1.78米,是他自己冒充大个子。
测量史锦顺身高,是测量,只能相信身高测量器。这时身高测量器的误差范围,就是史锦顺身高测得值1.78米的误差范围。搞什么评估都是废话。在测量身高这个过程中,身高测量器的误差是没有办法考察的。
考察身高测量器准不准,叫做计量,要用长度标准,即标准米尺。一比便知。
抛开测量计量的区分,陷入不确定度论的“评估”,得不到正确的结果。
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3表达过于复杂。
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4对随机变量的表达,已有先例。频率量是随机变量。“频率稳定度”确切而简明地表达了频率的随机变化。若说成频率的不确定度,则表达不清到底是频率测量的随机误差,还是频率的客观变化。
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5机械加工的公差,测量设备的最大基本误差允许值,各种检验被检量的允许偏差等,本来已十分明确,都是偏差范围,再搞个“扩展不确定度”是画蛇添足,空添乱。
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6统计测量(快变化测量)的情况下,参照已有用法,一个很明确的词是“稳定度”。时间频率领域有“频率稳定度”;电子与电学领域有“电压稳定度”、“电流稳定度”等;温度计量有“温度稳定度”。总之,凡“源类”仪器或标准,其量值的随机变化,都可用“稳定度”来描述,简要而又明确。
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结论:此处建议的任意随机变量的“不确定度”,有歧义(分不清是测量的随机误差还是被测量的随机变化),不可取。
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第二部分本文建议术语“测量不确定度”采用下列定义:
【**测量不确定度uncertaintyofameasurement
测量不确定度是表征测量随机误差DY~L大小的统计特征估计值。**-
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注:
(1)测量随机误差ΔY~Λ的表示式为:
ΔY~Λ=ΔY-EΛ(ΔY)=ΔY~Λ-ΔEΛ(ΔY)。
式中的ΔY是测量误差,EΛ(ΔY)为误差ΔY的期望估计值,即期望E(ΔY)的估计值;
ΔY~=ΔY-E(ΔY)为误差ΔY的中心化变量;
ΔEΛ(ΔY)=EΛ(ΔY)-E(ΔY)
为估计值EΛ(ΔY)的期望估计误差。期望估计误差ΔEΛ(ΔY)具有未知的确定值,有时被称为未定系统误差。由于未定系统误差的确定值是未知的,因此对它的评估实际上是对期望估计方法可能存在的误差进行评估。因而任何变量的不确定度将由其误差中心化变量的不确定度及期望估计误差的不确定度两个独立部分组成。
(2)测量随机误差的均方根估计值被称为变量的标准测量不确定度;
(3)测量随机误差的极限估计值被称为变量的扩展测量不确定度。】-
**【史评】**
随机误差,多么简单、明确,又是人们熟知的称呼,何必改名称“测量不确定度”?
“随机误差”四字可解决的问题,何必绕嘴长达五百多字?太长,太繁,太啰嗦。
如此改法,既被误差论派反对,也会遭不确定度论派的反对,既不科学,又和现行理论与习惯不衔接,多此一举。
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不确定度论到了或“改”或“弃”的时候了。《钱文》想改,但越改越乱。这只能表明,不确定度论,根基不好,想改好,难。此路不通。
该弃就弃吧,没什么值得留恋的。
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概括一下我对《钱文》的意见。
1《钱文》对不确定度的质疑,勇敢而正确,掷地有声,振聋发聩,值得称赞。
2《钱文》的分析,细致深入,思路与方法,值得学习、借鉴。
3《钱文》之具体意见,思路拘泥,舍简求繁,且极易混淆,必将使本已混乱的不确定度概念更加混乱,不可取。
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有现成的、成熟的、经过历史考验的、成功应用几百年的、广大测量计量工作者都熟悉的误差理论,为什么要弄个不确定度论呢?为什么学术探讨要拘泥于不确定度呢?把“不确定度”一废,测量计量界必将玉宇清澈、面目一新。为什么不可?
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2 条回复

天长老茂  2013-07-03 16:41
有点懂,又有点不懂!
dongxilin  2013-04-16 15:33
嗨.

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