史锦顺
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人们建立理论，是为了应用。误差理论和不确定度论，各自的功能如何，这无疑是个引人瞩目的话题。所谓理论的功能，就是处理实践需求的能力。本文把各种实际需求的项目称为科目。
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不确定度论的问题很多。笔者揭露不确定度弊病的文章，2004年有“不确定度理论置疑”，2005年有“不确定度理论的要害”，前年有十八评、去年有十八论，近几个月的辨析系列，也写到了第十五篇。虽然也穿插了一些有关误差理论的内容，但那也是以对比的方式来批驳不确定度论。本文是关于两种理论功能的一番对比。大家看，老史说的是不是事实，有没有道理。
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（一）误差理论能处理而不确定度论不能处理的科目
1 能否得出测量仪器、计量标准的方案
测量计量是科学研究、生产、交易的需求。测量计量的工具是测量仪器和计量标准。测量计量理论该有的功能首先是指导人们进行测量仪器和计量标准的设计，而进行设计的第一步，要提出先进而又可行的方案来。物理学、化学、机械学、电子学，是设计方案的基础，而误差理论更是直接指导。近代工业大发展，与时俱进地涌现种类繁多的测量仪器与各等级计量标准。能够形成如此局面，误差理论，功不可没。
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不确定度论，行吗？能当此重任吗？说都不敢说，别要说做了。不确定度论在全世界推广20年了，推出过一台按不确定度理论设计的仪器吗？没有的，它没那个功能。
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2 如何设计、制造测量仪器与计量标准
在设计、制造测量仪器与计量标准的过程中，要经历如下步骤：建立误差公式、提出机加工等分项误差要求、测量分项误差、给出误差范围指标、鉴别准确性性能。
这些步骤，都涉及误差的概念和理论，误差理论都可以解决。
不确定度论否定真值概念，不用误差概念，没法处理这些科目。
3 如何选用测量仪器？
误差理论严格界定手段和对象，不允许手段与对象相混淆，于是，在测量时，首先要界定是常量测量，还是变量测量。
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被测量变化远小于测量仪器误差，是常量测量，又称基础测量。如测量固体物质的质量，是基础测量，这时选用仪器的根据是应用中对准确度的要求。买卖25千克袋装大米，用台秤，误差范围50克（约合2角钱，可忽略）。称1千克猪肉，用电子案秤，误差范围5克（约合1.5角钱，可略）。称10克的金戒子，要用天平。用M3 等砝码，误差范围20毫克（约合5元钱，似乎大些）；用M2等砝码，误差范围6毫克（约合1.5元钱，大概是总价值的一千五百分之一，该可以了）。
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对变化量的测量，是变量测量，又称统计测量。被测量的变化大于测量仪器误差，就是统计测量。此时要求测量仪器误差范围远小于被测量的变化。最好要小于1/10，频率测量就这样要求。达不到小于1/10，最差也要小于1/3。这就是孤立法或称分割法，这样才能确定偏离特性是属于被测对象的。如果被测量的变化与测量仪器的误差差不多，不能确定测得的偏差是由测量仪器引起还是由被测量引起，这是混沌帐，是无效的测量。
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医院里用的体温计，误差范围是0.15摄氏度℃。人正常体温是35.5℃到37.5℃。用此类体温计测出的体温，误差范围是0.15℃，医生可据以判别是否发烧。如测出甲先生体温38℃，则可断定是发烧了。如果用误差范围为2℃的温度计，测出乙先生体温是38℃，则无法判断他是否发烧，因为此人体温很可能是正常的。
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也许有人说，这么简单的事，谁不明白。我要说明：这是在误差理论指导下，人们习以为常的知识。大家都会，甚至忘了误差理论的潜移默化的影响。我们看一个脱离误差理论的反例——不确定度论评定的样板。
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例 GUM 的温度测量例子
GUM有个测量温度的例子（见叶书47页，GUM2008版仍是同样的数）。
测得值如下（单位摄氏度）：
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96.90/98.18/98.25/98.61/99.03/99.49/99.56/
99.74/99.89/100.07/100.33/100.42/100.68/100.95/
101.11/101.20/101.57/101.84/102.36/102.72
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【史评】
不说明温度计的指标，就弄不清数据的变化是测量仪器的误差引起的，还是被测温度本身的变化，一笔混沌帐。
猜想1 温度计是误差范围为0.2℃的水银温度计，测量对象是温箱。测得值的变化是温箱的温度变化。温箱控温能力很差。
猜想2 被测对象是水的沸点，标准气压下，其值为100℃；所用温度计是刚制成的电子温度计。测得值的变化由此温度计引起，其性能极差（极限误差4.5℃）。
国际规范举出这样例子，说明不确定度没有区分手段与对象的概念，不懂分割法，不会选择测量仪器。
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gxf3266364
发表于 2016-8-18 20:29:41
