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来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/05/01 22:14:38
一个与不确定度论不同的观点

真值颂


史锦顺

真值是经典测量学的核心概念。有了真值概念,才有误差,才有准确度。

真值,多么响亮动听的名字!世上最美好的事物誉为真、善、美,真为首。真实、真正、真心、真诚。最正确的道理叫真理,最准确的值叫真值。测量的目的是求得真值,计量依赖的是真值。真值,我们的目标,真值,我们的旗帜!

1 真值的存在和可确定性有国际规章的依据 国际通用计量学基本名词(VIM)称:“量是现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。” 量的定量确定值就是真值。可见,VIM的第1章第1条就开宗明义地界定真值是存在的,是可确定的。

2 真值的真理 测量就是确定真值。由于测量仪器的限制,得到的是测得值。测得值与真值之差是误差。人们用测得值与误差范围来表征真值。依误差大小,可把量值分为测得值、相对真值、真值。通常测量结果是测得值。各级计量标准的值是相对真值,误差可略的值称实用真值(约定真值),误差无限小、相对真值的极限是真值。初看,真值和真理可相比拟;细想,真值是真理的一种形态,真理涵盖真值的道理。真值就是客观值、实际值、准确值。测量讲究准确,追求准确。真值就是准确值。准确分相对准确和绝对准确。相对准确值是有误差的值,是具体条件下对量的正确认识。绝对准确寓于相对准确之中,相对准确包含绝对准确的因素。随着误差逐渐减小,相对准确越来越接近绝对准确。误差无限小时,相对准确的极限是绝对准确。

真值的表征值是相对准确的相对真值。

3 微小误差准则
同需要相比,可以忽略(小一个量级或更小)的误差称微小误差。微小误误差可略,而且应当忽略,这是测量的一条基本原则,也是人类处理事务的常规。纯金再纯,也会有杂质,达到七个9,还有亿分之几的杂质。喝水要喝纯净水,但不能要求绝对纯,杂质少到一定程度即可,不忽略,就无水可喝。三聚氰胺有害,不许掺到牛奶中。但却不能要求牛奶绝对不含这种成分。国家标准要求其含量小于百万分之一。

说准确就要绝对准确,这既不必要也不可能,而应是根据需要,达到一定程度就可以了
。处理有效数字,体现了这一准则。比所要求误差小一个量级或更小的数字位,作舍弃或进位处理。

检定测量仪器,必须要有标准。用比被检测量仪器误差指标小一个量级的标准就可以了,不必去和基准比,也比不起。

微小误差可略,相对真值可代表真值。

4 等量代换技巧 等量代换是数理科学的重要方法。用x代表未知数,就可以建立方程求解,代数法比算术法容易多了。测量中广泛应用等量代换。有广义量对特定量的代换,标准量的真值对被测量的真值的代换等。推导误差方程(见奇迹文库史锦顺文),用了多个真值,但最后公式中真值并不出现,而成立的是误差与误差实验值的关系方程,这是巧妙的代换法。误差定义为测得值与被测量真值之差,既通俗又确切。这是误差的物理意义。检定工作中常以标准的真值代替被测量的真值来确定误差,用了等量代换。明白等量代换的道理,就不至于上真值否定论的当。

5 最佳估计 统计中,平均值的极限是数学期望,平均值是数学期望的最佳估计。贝塞尔公式巧妙地用平均值代换了内层中的取极限,得到实用的计算方法,实验标准方差成为方差的最佳估计。不取极限的阿仑方差是取极限的阿仑方差的最佳估计。

误差无限小的相对真值的极限是真值,因此误差足够小的相对真值是真值的最佳估计。我们有理由以实用真值当真值。

6 鸟笼说 误差范围好比鸟笼子,笼子中心坐标是测得值,鸟的位置是真值。笼子越小,鸟的站点确定得越细。笼子逐渐减小,则鸟的位置越来越精确。最后,笼子小成一点,鸟也就在点上。鸟在哪里?在笼子里游荡,但可用笼子的坐标及笼子的大小来限定。这就是用测得值与误差范围来表征真值的生动比喻。

7 顺序说 定义误差是测得值与被测量真值之差,似乎是先有测得值、被测量的真值,后定误差。其实不然,是先用标准定误差。测量时,信息到来的顺序如下。第一步,根据需要,凭指标选择测量仪器,因而选定测量仪器,就意味知道了误差范围。第二步,进行测量,得到测得值。

通常情况下,知道测量仪器误差,得到了测得值,就知道了被测量真值的信息(测得值加误差范围),测量就完成了。

8 真值的殿堂 真值在哪里?特定量的真值是具体的被测量本身。只是赖以测量的仪器有误差,得到的是测得值。你要追求更准确,可到计量院去,用标准仪器测量,得到该量的相对真值,且可逐级提高准确度等级。

广义量的相对真值、真值在计量部门。计量院的各级计量标准,是各个等级、档次的相对真