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史锦顺
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《误差理论与数据处理》（2010第6版费业泰主编）是我国高校重点教材。被多所高校采用。影响甚广。其第四章“测量不确定度”由合肥工业大学陈晓怀教授负责编写。本文对这一章的内容，提出商榷意见。
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（一）从狐假虎威到指狐为虎
测量不确定度的概念，是美国人Churchill Eisenhart 于1968年提出的。
本来，人类长期用准确度来表明测量仪器的指标，准确度就是测得值的误差范围。
有现成的术语不用，却另起炉灶，叫“测量不确定度”，令人费解，什么意思，你得猜。有位网友说：四年读下大学，学不确定度五年，竟参不透不确定度的含义。老史苦心琢磨，二十年了。结论是：不确定度不是好东西。今日东，明日西，没有准谱。
一曰“可信性”。铯原子频标不确定度5E-15，只能理解为偏差范围是5E-15，如果说不确定度是可信性，就得说可信性是14个9；两个9的可信性是很高的要求，4个9的可信性，极难达到，14个9的可信性，不靠谱。
二曰“分散性”。不确定度的主定义是分散性。这符合GUM引出不确定度时的说法：西格玛除以根号N称为不确定度。测量仪器绝大多数是以系统误差为主的。只讲分散性不讲偏离性，这可犯了大忌，那是拣了芝麻丢了西瓜。
三曰“包含真值的区间”。不确定度论否定误差理论的出发点是“真值不可知”，主张真值不可知的不确定度论却声称自己包含了真值，自己戳穿了自家的“不可知”的肥皂泡。它自已都不相信自己，还怎能让人家相信它？
美国的《机械量测量》（第5版），德国的《电气测量》（第8版）都说“不确定度就是误差范围，不确定度分析就是误差分析”。
美国的测量仪器公司安捷伦公司、福禄克公司，公开申明：不确定度就是准确度。
啊！炫耀多时的不确定度，原来竟是个让人费解的虚名。理论上错误多多，评定方法上弊病多多，哪有值得宣扬的地方？
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为什么要推出个“不确定度”来呢？归根结底是为了宣扬一种哲学理念：不可知论。具体说，不确定度论声称：真值不可知，误差不可求，可以评定不确定度。如是，不确定度论的使命就是取代以真值概念为基础的误差理论。
不确定度论的基本立足点是不可知论；主要手段是诬陷误差理论。所提出的理论，诸如定义、分类、模型、计算方法等，错误多多；而评定方法弊病多多。一句话，不确定度论没有一条可以实际应用的学术主张。不确定度论的突出特点是蒙骗，它的名称，就是虚张声势。
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“测量不确定度”这个名字，来到世上，就有狐假虎威的嫌疑。
不确定性原理，是量子物理的一条重要理论。1927年由德国科学家海森堡提出。
英文的不确定性与不确定度是一个词（uncertainty）。叫个测量不确定度，就必然让人联想到量子理论的“不确定性原理”，使人有一种这是客观规律的错觉。其实，二者风牛马不相及。不过，提出、宣扬不确定度概念的美国人以及推行不确定度论的国际文件，从来不提测量不确定度与量子理论之不确定度性有关联的话。但，十分明显：狐假虎威的作用，却一直存在，谁敢怀疑测量不确定度，就可能被人说你是对量子物理基本原理不恭。
到了费业泰主编的《误差理论与数据处理》（以下简称《费书》），事情又进了一步，正式“认祖归宗”。本来的狐假虎威，变成“狐虎一脉，狐为虎种”。这种“指狐为虎”，当然是荒谬的。
《费书》说：
“不确定度一词起源于德国物理学家海森堡在量子力学中提出的不确定关系”。
提出测量不确定度的美国人，并没说不确定度一词的起源。《费书》却说“不确定度”起源于海森堡，起源于量子力学，这就为不确定度论假设了根基，似乎它根深蒂固、不可动摇。
其实，测量不确定度充其量不过是对测量的一种表征方法，与量子力学毫无瓜葛。
至于测量不确定度本身到底如何，有没有道理，能不能实际应用，是解决问题还是添乱，需要人们去认识，去评说，特别是必须由实践来检验。
科学是不准冒充的。“狐假虎威”不行；“指狐为虎”更不对。不确定度论是人为的肥皂泡，必定被刺破而烟消云散。
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（二）一抑一扬，真假混淆
《费书》写到：
误差是测量结果与真值之差，它以真值为中心或约定真值为中心；而测量不确定度是以被测量的估计值为中心，因此误差是个理想的概念，一般不能准确知道，难以定量；而测量不确定度是反映人们对测量认识不足的程度，是可以定量评定的。
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【史评】
很明显，《费书》的立场是一抑一扬。“抑”是贬低、压制误差理论；“扬”是吹捧不确定度论。
《费书》的第一句话“误差是测量结果与真值之差，它以真值为中心或约定真值为中心”，这里边有两个错误。
第一概念错位。开头的误差（红字）二字是误差元（测得值与真值之差），红字“它”，语法上是误差，是误差元，而内容却变成了“误差范围”，只有误差范围才表征区间，才有中心。这个代词“它”不对，必须改为“误差区间”或“误差范围”。
第二，误差理论的区间概念有两个，而不是一个。计量时的区间是“以真值为中心、以误差范围为半宽的测得值区间”。计量时有计量标准，用被检仪器测量标准，测得值在测得值区间内，仪器合格，否则不合格。这就是计量，简单、明白、正确。测量时的区间是“以测得值为中心、以误差范围为半宽的区间”。这个区间包含真值。整个计量体系，就是保证这一点。这是测量的基础，计量的目的。用计量过的合格仪器测量被测量，测得值加减误差范围就是测量结果。测量结果中包含真值，于是就达到了测量的目的。否定这一点，就是否定人类的测量计量史，就是否定客观事实。
《费书》的前三章，费业泰老先生费力地讲了经典的、无懈可击的误差理论，而费先生手下的一位编者陈晓怀（教授、博导），竟然说：“误差是个理想的概念，一般不能准确知道，难以定量”，误差不知道、难定量，还讲什么误差理论？这是对误差理论的攻击，是对费先生的不恭。既不礼貌，也完全不顾历史事实。且看百年余年来光速测量的误差范围的表达。
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（1）1902年 迈克尔逊——旋转镜法
C=299890 km/s ± 60km/s
（2）1922年 迈克尔逊——旋转镜法（两山之间）
C=299798 km/s ± 4km/s
（3）1950年 埃森（Essen）——测定微波波长与频率
C=299792.5 km/s ± 1 km/s
（4）1958年 弗鲁姆（Errome）——微波干涉法
C=299792.5 km/s ± 0.1 km/s
（5）1973年 美国国家标准局——激光法
C=299792457.4 m/s ± 1.1 m/s
（6）1974年 美国国家物理实验室——激光法
C=299792459.0 m/s ± 8 m/s
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1983年，国际计量大会，由秒定义值及光速定义值，定义长度单位米的值。真空中光速定义值是299792458 m/s. 此后，真空中的光速成为无误差的、有无限有效数字的定义值、名义值。大气中的实际光速，比定义值的偏差，最大范围达1E-6。这要计入多普勒测速的误差范围。
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误差理论讲的误差，是泛指概念，包括误差元（测得值减真值）与误差范围（误差元的绝对值的一定概率意义下的最大可能值）。在历史上，误差理论的实用概念，从来都是误差范围（有时称极限误差，通常都叫准确度）。
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《费书》在否定误差理论有以测得值为中心的区间后，竟然说：“测量不确定度是以被测量的估计值为中心”。就是说，以测得值为中心的区间是不确定度的区间。这是张冠李戴，是鸠占鹊巢。查查历史上的著名测量结果。例如如上所列的光速测量结果的表达，都是以测得值为中心的。这些以测得值为中心的区间，都是误差理论的区间！
以测得值为中心的、以误差范围为半宽的区间中包含真值，这是测量计量全部理论的核心。是误差理论的真谛。把这个区间无端地送给不确定度论，是《费书》第四章的一个原则性错误。这是对误差理论的贬低，是对不确定度论的吹捧。这种论调不该出现在误差理论泰斗级人物费业泰先生主编的书中。陈晓怀教授，你不该为吹捧不确定度，而忘了误差理论，更不该忘了费老先生！
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发表于 2016-8-18 19:43:24
