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不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)不应该啊!我今天又跑步又节食,可结果还显示60.1千克。不知道大家有没有像我一样的心路历程。 例如,体重秤昨晚显示,我的吨位是60.1千克。

原创: 马大哈

很多在意体重的人,都喜欢每天站上体重秤,包括我自己。

但是,当我每天站在体重秤上,盯着它所显示的最后一位数字,总是忽高忽低来回跳动,久久不能固定的时候,我的心也随之七上八下。

不知道大家有没有像我一样的心路历程。

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(1)

例如,体重秤昨晚显示,我的吨位是60.1千克。

我今天又跑步又节食,可结果还显示60.1千克。

不应该啊!

有没有可能,只是因为我的体重秤精度不够,它测不到第二位小数而已?

有没有可能,我昨天是60.13,今天是60.07。

这样一想,我轻了有一两多。

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(2)

经过此番心理干预,今晚又能没有负罪感的睡个好觉了。

后来,当再遇到这种与昨天体重不变的情况时,我的做法也越来越直接了。

索性多称几次,取自己最中意的那个结果。

反正最后一位数字总是来回波动的,昨天是60.1,今天我就称出60.0才结束。

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(3)

01

但长此以往,我开始思索一系列神经质的问题。

我到底是多重?

到底是60.0,还是60.1?

如果是60.1,那换个精度高的体重秤,到底是60.11,还是60.09?

再换个更高级的,60.111?60.099?

打住!这个疑问到此为止,这是个无限死循环啊。。。

还有,我的体重秤一定准吗?

要不为啥我在家里测的和在药店门口测的结果差那么多?

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(4)

我家放体重秤的地方,地面一定平整吗?

有没有可能,地面是斜的,所以我的秤也失准了。

都说热胀冷缩,体重秤会不会也有这个毛病啊?

空调温度太低了,或暖气太热了,体重秤就跟着也变形了。

而且这个秤用了这么多年了,没准有些地方老化了,导致结果也不准了。

搞不好这就是造成我今天体重变沉的原因!

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(5)

还有,我看结果的时候,有的时候一弯腰,结果就跳两下。

我每次站在秤上的位置有点不一样,结果也要变一变。

身高也一样啊,我到底是多高啊?

尺子会不会不准,尺子有没有磨损,看尺子的视线会不会没对齐等等。

天哪!不能再往下想了,会疯!

我的体重身高,到底能不能准确的测出来?

活了这么多年,我竟然不知道自己到底几斤几两了?

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(6)

我成功的令自己开始思考一个终极的哲学命题,我到底是谁?

人永远不可能迈进同一条河流,我似乎也永远测不出自己真正的体重身高。

02

我开始寻找答案。

误差!

这个科学名字首先进入了我的视线!

真值 = 测量结果-误差

啥意思?粗俗的理解如下:

只要知道了我体重秤的误差,然后,拿我实际称出来的体重,减去误差,就能知道我真正的体重了!

我如释重负,终于能算出我的体重了~

结果,我发现,我错了!

我把公式先后顺序理解错了。

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(7)

正确的公式应该为:误差 = 测量结果-真值

想知道误差,必须先知道真值!这才是正确逻辑。

而不是知道了误差,再回头找真值!

啥意思?只有先知道我真实的体重,才能进一步算出误差。

我现在连体重都不知道,哪里能知道误差!

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(8)

进而,我在书本中找到了解释。

真值和误差,都只是一个理想概念,只有通过完美的测量,才能得到。

可是,任何测量都有缺陷,完美的测量是不存在的。

平时用到的误差,也都是估计值。

啥意思?我的真正体重,是测不出来地!

哪怎么办?越活越糊涂了。

别人问我体重,我怎么回答?

03

终于,功夫不负有心人,让我知道了不确定度!

不确定度,听听这名字,就莫名有种高端大气上档次的感觉!

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(9)

先看定义:指根据所用到的信息,表征赋予被测量量值分散性的非负参数。

瞅瞅,这定义看起来就这么高深玄妙。

完全没看懂啊!

还是用体重的事简单说一下。

我的体重有可能是500千克吗?有可能是5千克吗?

我肯定回答,绝对不可能啊!

那有多大的把握?换成百分比来表示。

那就是,100%不可能。

反过来说,就是可能性是0%!

那我的体重是60千克,是不是100%的确定?

通过之前的故事说明,肯定不会是百分百确定啦。

那有多大的上下浮动?

通过多次称量,再考虑上秤本身的问题、温度影响、读数影响等一系列的因素。

再经过一波复杂的计算,得出结论。

我有95%的把握,保证我的体重在59.94千克~60.06千克之间!

即,重(60.00±0.06)kg,置信水平95%!

靠着不确定度,体重终于有了。

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(10)

结 语

上述故事,有着许多表述不严谨之处。

只是为了便于刚入门的同志,对不确定度和误差有一个泛泛的认知。

如果大家要深入学习测量不确定度的知识,还是要看专业书籍、参加专业培训的哦~

那扯了这么多,不确定度和我们检验检测有什么关系呢?

关系太大了!

计量和检测,很容易理解,都是在提供测量数据,而只要涉及到测量,就不会完美,就避不开不确定度这个话题。

而标准,经常要为测量结果提供一个限值要求,当你的测量结果在限值附近时,往往是需要提供不确定度数据的。

正如前面的小故事,假设真的有这样一类评价标准,叫“好女不过百”!

不确定度基础知识(不确定度到底是个啥)(11)

如果你测出来的体重,是180斤,你无话可说。

可如果测出来,你只是100.1斤,你肯定会质疑测量过程和结果。

所以,这个时候就要提供不确定度了~

大家现在稍微明白一点了吗?

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