关于误差(Errors)

2016-11-13  本文已影响0人  Johnzy

Errors are everywhere. It involves the limit of human cognition and action.

Nevertheless, humans have made great acomplishments in science and technology over the history. They are pushing the limit.


从实际过程来看,误差到底是什么:


A. 理论形成过程中的误差

理论形成需要实验

1. ——》实验中要使用实际的时间和空间基准以及其它基准,而不同基准之间存在不一致(误差)。暂且把基准间不一致的误差叫做“基准误差”。

2. ——》实验中要进行测量,而测量必然带来普遍意义上讲的“实验误差”,可能包括仪器精度、仪器校准(严格来讲属于基准误差)、仪器可靠性可重复性等问题。

理论形成过程中的实验是实际的行动过程,暂且令:

                                         实际误差 = 基准误差 + 实验误差

随后理论形成。物理理论 = 数学模型 + 实际误差。

偏基础的物理理论(比如光学,电磁学,力学等),对误差研究的就多些,经验和妥协就少些;偏应用的物理理论(比如激光原理,光纤光学),对误差研究的就少些,经验和妥协就多些。但既然是形成理论的,必然经过了很多次实验的直接和间接验证,出问题的概率相对来说是比较小的。

B. 理论使用过程中的误差


从科技哲学的角度来讲,科学和技术的目的,是为了保证规律性。科学要保证理论的规律性/可靠性/可重复性/可预测性,技术要保证技术实体的规律性/可靠性/可重复性/可预测性。所以,在达到上述目的过程中,涉及到的所有误差(即实际误差),都必须严肃地纳入考虑范围。但实际操作中,误差确实太多,人力物力难以完全控制,所以还需要经验进行弥补,以把不规律的可能性降到最低。大多数时候,人都有妥协,赌大概率事件。

所以,规律性的保证 = 使用理论模型 + 误差考量与控制 + 经验


关于不同基准之间不一致导致的误差。人可以在空间各个方向移动,但却只能时间的单向上移动。这是一个很大的区别。

并且,应该从测量这一行动本身来考虑误差。在之前的哲学基础上,所有的误差,都是测量过程中的误差,包括基准之间的误差。

不同基准间的误差,是否可以归类到systematic error里?


终于找到了与前人的接口。前人把我目前纠结的东西,叫做"Metrology"。这是一种科学。

Metrology is the science of measurement and includes all the theoretical and practical aspects of measurement.

Defined by the BIPM, Metrology is "the science of measurement, embracing "

首先我们应该承认,人类的思维是有认识极限的(1. 个体上来说是这样,受时间、精力等限制;2. 即使考虑群体,所有事情就一定可知?这本身就是一个哲学上的认识论问题,还没有定论)。所以,考虑问题,要明确,哪些应该考虑,哪些不应该考虑。这是人类思维在哲学层面上的妥协,因为只能这么做了。


然后又来到了哲学层面。来看看Stanford Encyclopedia of Philosophy是怎么说的:

"Most (but not all) contemporary authors agree that measurement an activity that involves interaction with a concrete system with the aim of representing aspects of that system in abstract terms (e.g. in terms of class, numbers, vectors, etc.)"


好吧,这是哲学层面上讲的“测量”。我们还是先限定在物理层面上吧。

Springer出版的Measurement Uncertainties in Science and Technology,一本书专门讲测量中的不确定性。“不确定性(uncertainty)“这个词,就比”误差(error)“这个词更好。

“To measure is to compare. To this end, as we know, a well defined system of physical units is needed. As to the latter, we have to distinguish between the definitions and the realizations of the units.”

上一篇 下一篇

猜你喜欢

热点阅读