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对仪器测量精度的思考: 热度 3 liwei999 2013-8-5 10:44; 对仪器测量精度的思考作者: mirror (*) 日期: 08/04/2013 12:11:47 《仪器测量精度与测量环境有关》中，对仪器的精度有个很精辟的说法—— 关键就是如何最大限度地降低温度变化以及补偿温度变化对测量的影响。陈老师对仪器研发的认识是相当到位的。只是这种认识病不被时下的多数人接受。毕竟仪器的研发是个耗时耗力花钱还有风险的事儿。不过对他提到的 Quote 当环境温度变化只有0.1°、0.01°、甚至0.0001°时，仪器的测量精度就会大幅度提高。法国科学家曾经做过一个实验，把普通的晶体振荡器放在深达5000米的海底后，由于海底温度没有什么变化，普通晶体振荡器的频率精度比正常环境下的精度提高了10万倍以上！说法，镜某表示怀疑。因为10万倍是10 5 ，太诱惑人了，让人不敢相信。一般说来，这种影响测量精度的事情很少有单因子的。不大可能随着一个参数的改善而能改变几个量级的。如果这样的事情发生，只能说明开始仪器的设计就不合格。因为对于零而言，改善倍数可以是到无穷大。事情往往是这样的：当一个因子改善了一个量级之后，迄今没有看到的新的扰乱因子就出现了。这样按倒了葫芦起来了瓢的事情，经过了几轮之后，才能有一个量级的推进。 “如果我们的科研还是依赖进口仪器，注定搞不出原创性的重大科研成果”提法的心情可以理解。某些领域的确是如此。但是并非所有的领域里都是这样的。原创性同样也必须是多样性的。只有扩展了多样性，才能有更多的可能性。遗憾的是很多人，包括决策层的人物把多样性片面地理解为多量性。在一个模式里做无穷多的探索。那当然出不来什么像样的东西了。大（多）量性与多样性虽有重叠，但也有本质上的不同。而国人的研究论文的一个特征就是多量性而少有多样性。这是个需要注意的问题了。 ---------- 就“是”论事儿，就“事儿”论是，就“事儿”论“事儿”。; 个人分类: 镜子大全|3008 次阅读|4 个评论

测量是什么？: slrseer 2013-7-7 09:40; 以下几种活动具有相似性：小明将刻度尺对准物块并读取刻度值。小刚调校激光测距仪，读出远处标志的距离。小红尝试一千组不同条件的实验，找出效果最佳的一组。小军在哥哥的教导下学会了两位数乘法。小强在院子里扔果皮，爸爸教育了他。小丽读《关于世界的故事》，对欧洲的历史和文化有了更多了解。解释：事件1，小明拿了一把刻度尺，其上具有有限个刻度。零刻线对准物块一点，另一点落在某两条刻线之间，故物块长度为若干个刻度长，小明使用约定的记数法写下这个值。能量——一般来说，小明需要光照才能完成对准和读数操作。假如小明是盲人，则需触摸物块和刻度尺上的触觉标记，来作为眼睛看见光学标记的替代。量程——小明事先通过知识或观察了解物块长度的近似值，所以选用这一把刻度尺作为测量工具。精度——使用刻度尺的技巧是，需要知道物点落在尺子的哪一段刻度上。不确定度约为半个刻度长，刻线越密，刻度越短，不确定度越小。事件2，小刚控制测距仪发出激光照射远处标志，激光能量部分返回到测距仪的光探测器。记录收、发两信号之间的时钟周期个数，换算成空间距离。能量——理想情况下，测距仪只需发出一个光子即可完成测量。量程——测距仪的量程取决于计时仪器的计时间隔。地面测绘用的测距仪可以测几米到几公里，月球激光测距则为几十万公里。精度——测距仪的精度取决于计时仪器的计时精度。时间间隔划分越细，测距的不确定度越小。事件3，小红通过搭配不同的条件，组合出一千组不同的实验。最后她发现一组十个基因能使黑色果蝇变成白色。能量——每一组果蝇消耗两千卡路里，实验组合共消耗两百万卡路里。即使采用最先进的单细胞克隆方法，小红也至少要为每一组培育一个果蝇个体。量程——小红事先通过阅读文献，把目标锁定在第二对染色体。精度——小红只做了一千组实验。假如她做一万组实验，会发现只需五个基因就能决定果蝇白化。事件4，小军刚刚转学，听不懂学校老师的口音，所以没学会两位数乘法。小军的哥哥在辅导时，及时指出并纠正小军在对齐和进位上的错误写法，小军很快就学会了。能量——小军写出十九个错误的式子，第二十个才全对。量程——小军本来已经懂得一位数乘法（九九表）和多位数加法。哥哥利用小军的原有知识，只教了两位数乘法，并未提及三位数乘法。精度——哥哥选用的例子，乘积都为三位数，所以未出现百向千进位的示范。因此，小军五十道作业题做错了一道。事件5，小强三岁，第一次自己剥橘子，吃完不知道该怎么处理手中的果皮，于是随手抛弃在院子地面，爸爸看见后教育了他。能量——小强通过剥一只橘子产生了果皮。量程——小强的活动范围仅限于院子和室内，能接触的水果仅有橘子。精度——到了农村奶奶家，奶奶把果皮扔在地上喂鸡，小强犹豫要不要效仿。事件6，小丽花一个月时间看完了《关于世界的故事》。能量——小丽一有空就拿起书本研读。量程——小丽曾读过《世界五千年》，对世界历史了解梗概，想要更深入地了解欧洲历史。精度——小丽觉得有些章节文学性过多而欠准确。; 个人分类: 半哲学思考|3774 次阅读|0 个评论

请教：汽车车载导航系统为啥总是那么准呢？: 热度 3 chenhuansheng 2013-4-28 00:01; 一个经历的事件：去年下半年某日坐公交车。人少。司机接到公司电话，说在监控设备上看不到他，问他是不是在哪里偷懒去了？司机叫冤，说明明在规定的路线行驶，还有坐车的人可以作证。问是不是GPS监控器出了问题？我们在教材上看到过所谓的基于 GPS进行行车监控的介绍，这是我第一次遇到公交车监控的实例。分析当时公交车监测故障，可能是在城里面高楼密集导致卫星信号弱引起的。但是同样是GPS导航，为啥私家车上的导航，从显示的结果来看很准确呢？汽车总是运行在他该出现的道路上而且是线路中间。难道这些车的GPS信号接收机好一些？在一位老师的启发下，发现可能有如下的两种可能： 1、城区的汽车导航，其所采用的地图本身是基于GPS信号进行校正的。即便GPS信号不够或精度不准。但是现实结果还是会比较“ 准” 的。就像把自己的成果作为标准来评价自己，难道不是100分？按照一般的测量要求，单点定位时GPS需要长期静置后采集数据才能得到较好的精度。所以即便信号丰富，在移动状态下，汽车导航的精度也不会太高。这种看似高精度的结果仅仅是显示效果。 2、可能在城市内部部分地区采用了类似惯性导航的技术。道路交叉口地区总是相对空旷的。这里定位精度相对准确。转入街道后，可能按照行驶的方向和速度，导航软件会自己计算前进的位置。上述内容仅是我个人的猜测。我不是测量专业的。敬请专业人士指教！; 2832 次阅读|6 个评论

一些“不可思议”的研究: 热度 1 qianlivan 2013-1-28 20:12; 大部分科学研究看起来都是比较正统的，有容易理解的、看起来可行的研究方法。而有些研究初看起来就有些“不可思议”了。我最早接触到的例子是参加一个冬季学校时听到的，这个例子是研究地球大气的反射率。说到地球大气的反射率，容易想到的是放卫星到大气外面去观测。不过，要知道，卫星是很贵的，而且什么是大气之外也不是那么容易定义的。于是有人想到，要是在远处有一面镜子不就可以观测地球大气的反射了？你或许已经猜到了，这面镜子就是月球。不过，月球不是理想的反射面，所以虽然原理简单，但是要进行这项研究并不容易。不过真有人在这方面取得了成果。第二个例子是从导师那里听来的，他的笔记本电脑里有一个加速度探测器。他告诉我，有人写了个程序，让世界各地感兴趣的笔记本电脑用户下载。这个程序可以上传加速度数据的时间序列。根据这些数据，科学家可以——预测地震！第三个例子是前几天在纪录片中看到的。如何探测海底地形？一般想到的就是用船拖着声纳进行探测。但是有的科学家说，探测海面的形状就可以了，原因是海底的高山会吸引海水，山上方的海水比周围高一些——一千米高的山能吸引1米高的海水。其实仔细想一想，当前一些“理所当然”的研究在刚开始提出来的时候都是“不可思议”的，比如Sunyaev-Zel'Dovich效应，引力透镜效应。关键在于，当初的“不可思议”是因为测量精度达不到检测这些效应的要求。所以“不可思议”都是相对的，不要嘲笑任何想法。 2013年2月1日补记纪录片《Deutschland von Oben》( http://v.youku.com/v_show/id_XNTAzNzM5MTky.html )中提到，通过拍摄地面（尤其是农作物成熟时的田地）的高清照片可以帮助了解地下的状况，从而找到古代遗迹。这和通过海平面测量海底地形有异曲同工之妙，当然，背后的物理原理不一样。; 个人分类: 总结|3476 次阅读|2 个评论

北斗系统定位精度毫米级，很先进吗？？: 热度 1 wya 2013-1-28 09:34; http://news.163.com/13/0128/04/8M9FN4SK0001124J.html 周儒欣介绍，北斗卫星定位系统可以应用在高精度专业领域，如测量、测绘、工程机械控制等众多领域。目前，北京的减灾防灾工作已经用上了北斗的卫星定位导航系统，精度达到毫米级。对比一下几十年前就有的免费GPS: http://baike.baidu.com/view/1145312.htm 近几年国内引进了许多种类型的GPS测地型接收机。各种类型的GPS测地型接收机用于精密相对定位时其双频接收机精度可达5MM+1PPM.D单频接收机在一定距离内精度可达10MM+2PPM.D。用于差分定位其精度可达亚米级至厘米级。目前各种类型的 GPS接收机体积越来越小重量越来越轻便于野外观测。GPS和GLONASS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。在300-1500M工程精密定位中1小时以上观测的解其平面其平面位置误差小于1mm 与ME-5000电磁波测距仪测定得边长比较其边长较差最大为0.5mm校差中误差为0.3mm。博主注：市场经济下，企业生存发展拼的是产品性能和价格。北斗高昂的使用费和庞大的体积，在技术指标上也不占优势，在军队、政府和国企等垄断行业以“国产”名义强行推广或许可以，如果想在民间市场拥有一席之地，还需提高自身科技含量，吸引留住人才，多用心在核心竞争力上。即使在战时，由GPS系统切换到北斗系统，也不过是几行代码瞬间完成的事。重庆2006年的毫米级GPS应用新闻： http://www.cq.xinhuanet.com/2006-09/26/content_8127770.htm 重庆升级GPS 精度达毫米级掌控两公里内交通连续运行的新GPS系统实施实时监控，且目标锁定精确度与传统的卫星定位系统相比，误差由几十米缩小至毫米。此前的传统GPS系统，只能将目标锁定在某个片区，而现在GPS系统则可将目标锁定在毫米之间，可广泛运用于地质灾害监测、天气预报、城市规划等多个领域，包括用于车辆跟踪。北斗星通公司的军工背景： http://www.c114.net/satellite/2516/a656901.html 据记者了解，国家改革开放初期，周儒欣在南开大学数学系读书，毕业后，被分到国防科工委工作。进入国防科工委的周儒欣，开始了他的军旅生涯，成为一名技术军人北京京惠达正是北斗星通的前身，这家公司是原中国人民解放军国防科工委企业局设立的军办企业。 1994年5月，北京京惠达正式成立，成为中国人民解放军原国防科工委卫星导航定位应用窗口。 1994年10月，北京京惠达获得国家卫星应用经费资助的第一代移动目标监控与管理系统研制成功，并成功应用于银行运钞车的监控与管理。; 个人分类: 社会观察|5795 次阅读|2 个评论

[请教] 俺感兴趣的物理学研究: 热度 7 zlyang 2012-12-8 17:10; 俺感兴趣的物理学研究限于知识水平和条件，真傻目前感兴趣两件事情：（1）作为安培定义的安培实验，是否高精度的？ 1971年Williams、Faller和Hill的实验表明：库仑定律的精度在10 -16 。有没有更精确的库仑定律实验检验？安培力的精度？（2）沿着 O. Heaviside 1893年思路A gravitational and electromagnetic analogy，用引力磁解释暗能量。 http://serg.fedosin.ru/Heavisid.htm 看来“引力磁”不是俺最早提出来的，但用这种引力磁解释太阳系膨胀和暗能量，是俺为代表的？（也有可能别人独立做过，世界实在太大了！）因为这两件事情，与俺的电磁学背景有关。俺是985大学的基础课《电工学》（国家精品课程）主讲教师。很想研究《电子、质子、中子的内部结构》，可是没有时间和精力的！ Oh, my GOD! 555 请您指教！请您提供新的实验或理论进展！感谢您，真正的专家！参考文献： Williams E R, Faller J E, Hill H A. New experimental test of Coulomb's law: a laboratory upper limit on the photon rest mass . Physics Review Letters , 1971, 26(12): 721-724. Oliver Heaviside. A Gravitational and Electromagnetic Analogy Part I. The Electrician , 1893, 31: 281-282. Oliver Heaviside. A Gravitational and Electromagnetic Analogy Part II. The Electrician , 1893, 31: 359. 相关链接：科学网《平行导线间磁力大小，与电流方向的关系》 http://bbs.sciencenet.cn/thread-552690-1-1.html 中国科学院科学智慧火花《SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷》 http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=4681 科学网《 SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷》 http://210.75.240.138/blog-107667-558804.html 《 “引力磁”怎样翻译成英文？》 http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-599684.html 《 Is "Dark energy" a single matter?》《电子、质子、中子的内部结构》 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=107667do=blogid=437507 《俺应该做的物理学研究》 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=107667do=blogid=644339 — — — — 尼古拉·特斯拉 Nikola Tesla 之“非主流”谬论 — — — — “The scientists of today think deeply instead of clearly. One must be sane to think clearly, but one can think deeply and be quite insane.” “Today's scientists have substituted mathematics for experiments, and they wander off through equation after equation, and eventually build a structure which has no relation to reality.” 特斯拉好坏啊！ ———— — — —— — — 刘全慧老师的指教 ———— — — — — —— 在刘全慧《小小的留学基金》 http://blog.sciencenet.cn/blog-3377-627887.html 杨正瓴 2012-12-30 22:47 O. Heaviside (1893). "A gravitational and electromagnetic analogy". The Electrician 31: 81–82. 是目前已知最早的。杨正瓴 2012-12-30 22:46 束星北，1930~1933；潘根1961年“独立”提出过引力-电磁统一：都是假定麦克斯韦方程有个引力解。自然有“引力磁”和与爱因斯坦不同的“引力波”。见：潘根《基础物理述评》，北京：科学出版社，2011年7月1日（1）p373 束星北在1930年前后，实数部分正好代表引力场，虚数部分正好代表电磁场。 Hsin P. Soh（束星北）. A theory of gravitation and electromagnetism. Acta Physica Sinica, 1933: 74-82 Journal of mathematical physics, 1932-1933, 12: 298-305 （2）潘根，该书第367页。第373页，潘根1961年“独立”提出。 http://bbs.sciencenet.cn/forum.php?mod=viewthreadtid=413159page=2extra=#pid2098903 杨正瓴 2012-11-29 22:08 【基本理论从来不能通过实验证实，只能证伪。】有空俺好好考虑一下。感谢！杨正瓴 2012-11-28 19:17 （1）遗憾的是：【张元仲老师的著作《狭义相对论实验基础》】里所有这些观点，都是“间接”的推论，不像直接的实验验证。（2）【质疑电动力学就是质疑狭义相对论!! 】未必！《Lorentz Contraction的矢量化表示和它的滤波器解释》 http://www.paper.edu.cn/index.php/default/releasepaper/content/200504-173 从数学实质上看，狭义相对论是个“一阶低通滤波器”。它不直接参与现实的物理作用，而只是考虑在运动速度和光速极限（这一正义的科学结论）限制下的观察现象之间的变换。相对性原理是承认物理规律的客观性，不随观察者而变化。因此相对论是一种时空变换理论，不直接涉及物理规律的形式。这样，即使修改了经典电磁理论，也不直接影响狭义相对论的正确性。打个比方：经典电磁理论是旅客；狭义相对论是火车。旅客可以变，但这不影响火车。张元仲老师是相对论在当前中国的代表人物，是个有责任感的好科学家！向张元仲老师致敬！并且公开表明：俺完全支持相对论，无论是狭义的还是广义的。谁反对相对论，俺就骂谁！俺打算“捍卫正义” ！《物理学家称曲率驱动或可实现10倍光速飞行》 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/9/269649.shtm （3）【发现的上帝粒子Higgs boson! 】未必能得到证实。在现在这样少量数据下匆忙判断，本身就***** 。“客观性”和“可重复”是直接相关的。博主回复(2012-11-29 11:30) ：我似乎觉得物理理论的基本假设不但不能直接验证，而是相反，是用来反证的对象。也就是一切推论，都是为了反证而摆到了实验家的面前。也就是通常所谓，基本理论从来不能通过实验证实，只能证伪。都是“间接”的推论，不像直接的实验验证。杨正瓴 2012-11-28 17:28 听说“进而进行的一系列研究 ” 都没有可靠地肯定【单向光速不变】，是这样吗？都能肯定【双向光速不变】。博主回复(2012-11-28 18:49) ：还有这次发现的上帝粒子Higgs boson! 博主回复(2012-11-28 18:39) ：这个问题，我在不同场合回答过许多人士的提问，包括科学网。张元仲老师的著作《狭义相对论实验基础》有过全面的分析。标准答案如下：可以把单向光速不变当成狭义相对论的基本假设，这就是现在的狭义相对论的基本假设之一(另外一个是物理规律的协变性)。所以，我完全同意张先生的如下观点：所有涉及相对论的实验结果，含相对论性量子力学（引入了粒子的自旋，解释了原子光谱精细结构）、量子电动力学（与加速器实验数据的符合在8位有效数字之上）、量子场论、电弱统一理论、粒子的QCD强作用理论、广义相对论、大爆炸宇宙学等等，无一不证明了 “ 单向光速不变 ” 的正确性！！杨正瓴 2012-11-28 17:27 感谢您的指点！（1）所以我眼下想知道的有没有高精度的“安培实验”，而不是个理论推导。假如证实安培实验是高精度的，类似库仑定理，就没有必要再研究了。（2）引力磁就是麦克斯韦方程组的应用：应用到质量作用。这个1893年就有O. Heaviside (1893). "A gravitational and electromagnetic analogy". The Electrician 31: 81–82. http://serg.fedosin.ru/Heavisid.htm 的工作。不过是非主流的。成为“非主流”的原因并不复杂。我感兴趣的是“引力磁”看上去能够解释太阳系膨胀，以及可能解释为暗能量的成分之一。目前的实验发现万有引力常数G是变化的。“库仑定理”“ G实验测量”的近年部分结果在我请您指教的文献里。（3）反对相对论是很不明智的，我们谁也不要反对相对论。我们所能做的，就是像爱因斯坦一样，“为真理和正义服务”，同时不要“冒着触犯每一个人的风险。” 可以以概率1向您保证：谁对相对论，谁注定要倒大霉。宁可反对量子力学，也不要反对相对论。但俺即支持相对论，又支持量子力学。博主回复(2012-11-28 18:44) ：只说一点，您质疑电动力学就是质疑狭义相对论!! 为什么? 狭义相对论仅仅是电动力学的一个完整表述，仅仅是经典力学的最精致的表述。杨正瓴 2012-11-28 17:16 【光速不变可以分解为去的光速和回的光速的同与不同】这个我还真的知道：目前没有判断“单向光速不变”的可信实验。迈克尔逊等人判定的是“来回的双向”光速不变。博主回复(2012-11-28 17:23) ：哈哈，您肯定不知道“进而进行的一系列研究 ” 。杨正瓴 2012-11-28 13:16 【早在1822年法国科学家安培就发现了平行长直导线之间，如果电流方向相同则相互吸引，若电流方向相反就相互排斥。但是，在其它条件不变的情况下，电流方向相同时导线间的相互吸引力FA，和电流方向相反时的排斥力FR，是否严格相等，即FA = FR是否严格成立?有没有高精度的物理实验对此进行过检验?1822年安培的实验结论不用怀疑，但是其精度到底达到怎样的水平?】俺主要是怀疑当年安培实验的精度不够高，没有发现电流相同方向和相反方向情况下的作用力之间的差异。这个不违反物理学的行业规范吧？博主回复(2012-11-28 16:54) ：科学共同体没有发言人，也没有公认的领袖，物理学界尤其如此。但这不妨碍我有些感觉和看法，参见楼的回复。我没有能力判断您的研究是否符合物理学的行规，似乎也没有这样一个成文的行规。但是，作为物理学界的一位老江湖，我有能力判断您的研究课题或者研究方式是否符合潮流。您一定知道狭义相对论中的光速不变原理！但是您未必知道：光速不变可以分解为去的光速和回的光速的同与不同，进而进行的一系列研究！这个课题，就有入流和不入流两个。就您的问题本身而言（当年安培实验的精度不够高，没有发现电流相同方向和相反方向情况下的作用力之间的差异），您的质疑不无道理！但是，您的问题是否能成为您理论研究的课题就是一个大问题。如果您用到高等理论工具，结合最新的前沿实验结果，您的研究会被物理学界所注意。如果停留在1900年前的理论和实验结果，后果可想而知，参见楼的回复。杨正瓴 2012-11-28 13:11 谢谢您告诉俺这些行业规范。真是家家都有一本难念的经。物理学家们也很难，应该理解和支持这些基础物理学的研究者。博主回复(2012-11-28 16:11) ：科学界，可以称为科学共同体。尽管我只是了解物理学界、我相信整个科学界其实非常类似，其运作的过程非常类似一个党派，一方面，这个党派具有高度的自我纠错的能力；另一方面，这个党派中也有居多的潜规则。杨正瓴 2012-11-27 21:49 我也是Copenhagen学派拥护者。俺是怀疑一些相关的基本电磁实验：一个点电荷会受到自身磁场的“洛伦兹力”的影响吗？这不是个理论问题，而是怀疑当初的实验有问题。博主回复(2012-11-27 22:55) ：你提出的问题，在QED中称为是裸电子要面对的问题。可是，现实中不存在裸电子，而是穿了衣服(dressed)的电子。任何实验都只能用到这个dressed电子，所谓电子电荷、自旋、质量、寿命等都是指的这个电子。而这个dressed的电子，不受自场的影响！！国内外物理学界认为，师承或者学习的过程中，这些问题都会解决好，口头回答，一代传一代，不会有任何人公开讨论这些问题。如果有人敢于公开提出这些问题，立即会有麻烦。如果有人敢于公开给杂志投稿，行内一传，这位人士申请基金的可能性就没有了。杨正瓴 2012-11-27 20:21 您反对量子力学吗？俺不反对量子力学；俺支持相对论；俺拥护进化论。俺只是有点不懂麦克斯韦电磁理论，怀疑“安培”定义：科学网《平行导线间磁力大小，与电流方向的关系》 http://bbs.sciencenet.cn/thread-552690-1-1.html 科学智慧火花《SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷》 http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=4681 科学网《 SI基本单位中安培定义的两种可能缺陷》 http://210.75.240.138/blog-107667-558804.html 博主回复(2012-11-27 21:40) ：我自学量子力学时，觉得爱因斯坦的观点比较可取，认为两者力学不完备，还研究过一种非传统的量子力学理论并发表了10篇左右的SCI(曾获得来自国外的高度的评价)，获得了省部级科技成果奖两次。但是现在，经过了数次的自我扬弃，我现在已经是铁杆的Copenhagen学派拥护者。我认为您的研究不符合潮流。科学研究要爬树，爬得高高的，去摘树梢的果实，而不要挖根！Why? 物理学界的共识是：就是树根有问题，也不应该去树根上去找--那是数学家的事情，而应该在树梢上最靓最大的果实上指出瑕疵是根部快烂掉了的症状！而您的研究是去考察树根上的根瘤，至少您这里列出的研究就是这类研究。杨正瓴 2012-11-26 19:10 杨正瓴老师(打字直接出现的是：杨振宁)的理论很可能也不太符合潮流。 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=43772do=blogid=636096cid=2279901 俺有什么理论？博主回复(2012-11-27 21:23) ：理论是一个符号，这个符号的实际意义可能仅仅是一个成型观点或者看法。在肖重发《科学网N个挑战经典理论的博主》 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=43772do=blogid=636096 真傻声明：俺不挑战经典理论。刘全慧 2012-11-25 18:10 杨正瓴老师(打字直接出现的是：杨振宁)的理论很可能也不太符合潮流。这几位博主，我和王季陶老师有个几次直接接触和较为深入的讨论。物理学界的普遍认识是：王老师根本没有挑战经典理论！他的问题可总结为两点：1，他觉得教科书中关于热力学第二定律的克劳修斯的不完整，由此而耽误了一代又一代的学生。但是，物理学界聆听过他传达的严格表述，觉得除了重点稍有不同外，就是教科书中的标准表述。第二涉及人性方面，就是一个人取得的成就，如果自我定位极大地高于普遍认识，会有一些其他方面的表现。这方面重发兄是专家。我也不方便深说。举一个例子吧：历史上曾经有过束星北给王竹溪纠错的故事，...。王竹溪的热力学体系肯定不是最完善的，这一点博主沈惠川先生有过只言片语。反过来，如果束星北大声且坚决反对，就肯定不是学术而是人性问题了。; 6239 次阅读|50 个评论

航天工程精度是怎么控制的？: 热度 3 ninglz 2012-7-14 12:33; 有一个问题，想请教航天工程专家。不久前，神 9 发射成功，完成任务，安全返回地面。在太空，神 9 与天宫 1 号精确对接，丝毫不差。神 9 脱离天宫 1 号，在返回地面时与理论落点相差 16 ㎞。影响精度的因素是什么？这误差是大还是小？，航天工程精度是怎么控制的？; 个人分类: 科研漫谈|3681 次阅读|6 个评论

正话反说的“辩证法”: 热度 4 Huarong1940 2012-5-30 09:36; 正话反说的“辩证法” 1965年6月，我在参加了8个月的农村“四清”工作之后，回到北京机械学院，上级并没有安排我立即回教研室从事教学工作，而是让我去校办机械工厂，搞“半工半读”的教学。六十年代初，全中国尚未从“全民大炼钢”、“三年困难”的噩梦中完全清醒过来，立即又搞起“批右倾”、“四清”等名目繁多的政治运动，大学里还有“推广郭兴福教学法”、“主席语录进课堂”、“半工半读”等等。北京机械学院积极响应刘少奇提出的“大搞半工半读”的号召，将当时的一、二年级学生的教学安排为半工半读方式，两个年级隔周轮换下厂“学工”，不下厂的那一周课堂学习。没过多久，又让机械系三年级的两个班搞“四四制”式的半工半读试点，每天4小时课堂学习，4小时下工厂。所谓“学工”，就是将学生分配到车间的各工组参加生产劳动。我当时被分配在机械加工车间的车工三组，组里的学生每人开一台车床，边学徒边生产。当然，刚开始时是让学生做一些粗加工的工序。每个工人师傅带领十来个学生，我跟着车工三组的张树勅师傅，协助他辅导学生。学院附属工厂的厂长张d，年过半百，又黑又胖，是个很面善的老头，听说他早先也曾在机床教研室教书，后来被调来管理工厂。他作风果断，搞生产管理还真有一套，把校办工厂搞得十分红火，在他率领之下，开发并生产了一些高精产品——单晶炉、静压主轴的精密仪表车床等。尤其是拉制单晶硅（半导体芯片材料）的单晶炉，成为全国首创的产品，使这个不大的校办厂在全国机械行业里小有名气。【题外话：由于这单晶炉，文革后期发生了一桩震动全国的公案。当时上海搞大型单晶炉的开发，把它作为一个重大的政治攻关项目，上海“革委会”的头头马天水派人，到北京机械学院索要单晶炉的全套设计图纸。因牵涉机密文件的手续问题，没有即刻拿到手，不可一世的“上海帮”大动肝火，在文汇报发文声讨，严厉批判，斥责北京机械学院竟敢“对无产阶级保密”，把在学院当家的“军宣队”吓得屁滚尿流。】因此，不仅校领导很看重，全厂的工人和技术人员也都很敬佩、并喜欢这位老厂长。正是这位张d，在学院决定开始“半工半读”时，要求学院派一部分专业课的教师跟随学生下工厂“半工半教”。我因此成为这部分专业教师的一员，离开教研室，到校办工厂上班。下厂的第一天，张d看见我们这些教师没穿工作服在车间转悠，立即批了条子，让我们每人去××科领取一套工作服。先去的很快就空着手回来了，××科的负责人说，因为下厂的教师们不属于正式的工厂编制，别说厂里没有预备这些工作服，就是厂长批准了，花钱也没处买去（当年购买衣物、布料都必需“布票”，而布票是定量供给的）。张d又下令：“新的工作服没有，那就发给旧的。”我们终于每人领到一套旧工作服，第二天都穿了工作服来上班。我领到了一件旧背带裤外带几张旧布块。这背带裤又肥又短，而且本来的深蓝色已褪成深浅不一的灰紫色。我用那些旧布块，把裤脚接长2寸，再给膝盖处缝上两大块补丁。下厂教师穿的工作服都是既不合身、又颜色斑斓，我们打量着彼此的滑稽模样，都忍俊不禁。那年头物资极端匮乏，人们穿衣都提倡“新三年，旧三年，缝缝补补又三年”。在正规国营工厂工作，一般定期（1年～2年）发给一套工作服，这也算一笔不小的收入了。实际上在规定期限内原来的工作服远远还未穿旧，新发的工作服就可以让给家人穿（身材高大的汉子为了妻子就特意领一套小号的；妻子为了丈夫就得要一套大号的）。后来我们校办工厂为了进一步节约，又规定每次领新工作服时，必须把旧工作服上缴。其实，谁也不会傻到把仅穿过一两年、还是七八成新的旧工作服上缴，于是乎，工厂回收来的总是那些穿了多年、破烂褪色的旧工作服（还有一些烂得提不起来的，剪成一片片的，留作补丁）。正好，现在给了我们，让它们“为社会主义再立新功”。虽然领到的工作服如此褴褛不堪，这些被改造惯了的知识分子们却相当知足，好歹比没有强得多吧。我领到的这件破旧的背带裤，此后跟随着它的新主人足足八年有余，后来“战备搬迁”至汉中，上山伐木、筑路、开荒种地、烧砖炼瓦、建造土屋……下山盖厂房，浇筑预制构件、当吊装工……它简直是功勋卓著！那是后话。我们在厂里，除了和学生一起参加生产劳动，也抽出少许时间讲一些课，内容是与生产技术关系密切的专业知识。这也正是张d建议教师下厂的主要目的，他还经常很认真地来旁听这些课程。这一天，我给学生讲课，题目是《车床加工的精度》，张d又来旁听。当我讲到车加工零件的几何精度有“圆度”、“端面垂直度”、“同心度”等时，张d突然站起来插话道： “打住，打住！我要讲几句。你们当老师的这些知识分子呀，脑子里就是太缺乏辩证法！不要口口声声说什么‘圆度’、‘垂直度’，这些名称统统不符合辩证法！哪里有绝对的‘圆’？哪里有绝对的‘垂直’？哪里有真正的‘同心’？加工误差是绝对存在的！所以呀，正确的叫法应该是 ‘不圆度’、‘不垂直度’、‘不同心度’ ……” 他的这一通评论说得我目瞪口呆，半天回不过神来。我懵懵懂懂、别别扭扭、非常绕嘴地用了许多 “不××度” ，结结巴巴地接着把课讲下去。那是一个大讲“知识分子思想改造”、大讲特讲“辩证法”的年代。我从少年到青年，历经许多次政治运动，脑袋里也装进去了不少相当左的“正统”思想。可是，让老张d在我的课堂上当众这么一搅，一是觉得面子上过不去，二是满心的不服气。毕竟当时有点年轻气盛，事后，私下里壮着胆去找张d辩论。另一天下班的路上，我追上了他。 “您在课堂上讲了许多‘辩证法’，我觉得很受启发，但是还有些地方不明白。”我毕恭毕敬，表情很谦虚地说。 “你说，你说，你哪里还搞不懂。”老张d和颜悦色地对我说。 “我原来也知道，加工误差是绝对存在的，而精确度则是相对的。加一个‘度’字就是承认误差的存在，就包含了这个‘相对’的意思，所以我觉得，原来的各项精度的名称并不违反辩证法，再给每个名称加上一个‘不’字，似乎有点多余。要是照您的说法，形容词有褒义词和贬义词，贬义都是绝对的，褒义都是相对的，为了符合辩证法，今后所有的褒义词一律作废，只许用贬义词，碰到表示褒义时再加个‘不’，来个‘否定之否定’，这样 ‘正话反说’ ，就全面符合辩证法了！？是不是有点儿别扭啊？比如说，‘三好学生’、‘四好连队’的名称由于都用了褒义词‘好’，也成问题啦，怎么改呀？（你敢改吗？）……就说‘加工精度’吧，也应改成 ‘加工不精度’ 喽？”我一口气不喘地连续说了一通，然后，脸上做出一付天真无邪的表情，内心却不无忐忑地瞧着老张d。 “……，嗬嗬嗬嗬……，你们这些知识分子呀……”老张d仍是和颜悦色地，低声笑着，把手轻轻一挥，转向去他家的小路，走了。我被他撇在那里，莫名其妙地发呆了好一会儿，自言自语地嘟囔着：“你老张d自己不也是一个‘知识分子’么！？” 次年，中国爆发了“史无前例”的“无产阶级文化大革命”。漫长的“十年浩劫”之中，我远离了专业理论和技术，直到文革结束之后的某一天，我查阅国家工业标准时，不由自主地瞪大了眼睛。那是文革中颁布的新标准文献，精度项目中，赫然出现了一系列的 “不××度” ，连加工表面的“光洁度”也被改成了“粗糙度”。天哪！这不是真真地应了我那 “贬义词取代褒义词” 、 “正话反说” 的歪论吗！？再回味当年老张d在我讲课中插入的那段宏论，我恍然大悟，那一定不是老张d自己的发明，想必是他借×级干部的资格，从什么“内部参考”之类读到这种高论，再趸来的吧！在上一世纪七、八十年代，这一大群 “不××度” 盘踞在中国的国家工业标准里，闪烁着“辩证法”的诡谲之光，竟达二十余年之久。; 个人分类: 校园生活|5552 次阅读|7 个评论

编程中数据处理的问题（三）浮点数运算与精度误差: andrewwang 2011-11-10 21:37; 上篇博文提到了两种误差，“转换误差”和“舍入误差”。其实前者完全是因为我们只习惯用十进制的科学计数法，而计算机暂时又只能使用二进制，所以必须转换进制实现人与机器的数据互动。有要是有种外星人天生习惯用二进制思考问题，我想就没这个问题啦。Ha, joking! 这篇博文进一步探讨一下，机器具体怎么在运算中产生“舍入误差”，以及这种误差对数值计算算法有什么样的影响。首先是机器精度E m ，这个概念很基础，但是时间长了容易模糊，只知道IEEE设计浮点数时使机器表示实数具有离散化的特性。有一种直观的理解方法就是：两个实数的差值小于 “它们平均值的E m 倍”的时候，这两个数在机器中就作为同一个数存储。这种表述可以和浮点数的数轴标识对应起来。 If abs(A - B) (A + B)/2 *E m Then A == B in MACHINE; 一般在可以用这样的算法得到机器精度epsilon： epsilon = 1; loop = 0; maxloop = 100; while loop maxloop epsilon = epsilon/2; b = 1 + epsilon; if b == 1 break; end loop = loop + 1; end 如果实数的运算结果在机器精度表示的范围之外，那么就产生了舍入误差。有两种情况舍入误差会造成较大的影响。一种是误差的累积，在许多（如几百万次）步骤运算后，微小的误差可能会累积产生对结果有明显的影响。另一种比较有趣，即便的步骤不多的运算，也有可能产生灾难性的误差。比如计算自然底数公式： e = Lim n-∞ （1 + 1/n) n 在计算时可以选择一个较大的数得到一个e的近似值。用一个较大的值n计算得到的近似值 f（n）和标准e值2.718281828459046 比较，得到误差error，无论用什么语言实现，结果都是类似的。下面是用8Bytes的float实现得到的数据（Intel Windows平台）： n f(n) error 1.0e+000 2.0000000000 0.7182818285 1.0e+002 2.7048138294 0.0134679990 1.0e+004 2.7181459268 0.0001359016 1.0e+006 2.7182804691 0.0000013594 1.0e+008 2.7182817983 0.0000000301 1.0e+010 2.7182820532 0.0000002248 1.0e+012 2.7185234960 0.0002416676 1.0e+014 2.7161100341 0.0021717944 1.0e+016 1.0000000000 1.7182818285 可以看出n在10 8 的时候能到的最佳的近似值，而往后到10 16 的时候，误差竟然突增到灾难性的地步。虽然公式 e =（1 + 1/n) n 只有几步的计算，却产生了与理想情况巨大的误差。这是因为“1 + 1/n”的浮点加法在两个数相差很大的数量级的时候有很大的精度损失。8Bytes的浮点数拥有16位的十进制有效数字，因此当n=10 16 时，达到了有效数字的极限，1/n和1相比直接可以被忽略掉，结果自然也就是 1 了。因此，浮点数运算有这样的特点“当两个相差好几个数量级的浮点数相加或者两个几乎相等的浮点数相减时，舍入误差达到最大”。另外在科学计算中经常被提起的误差来源于“用离散逼近连续函数”导致的截断误差（Truncation error），但是这种误差与机器本身和机器语言并没有关系，是属于算法设计中的问题。研究机器运算的误差特点有两个用处，一个是在进行科学计算算法设计时能够有意识的想到这些问题，遇到问题也能够合理的分析；二是帮助我们更加熟悉面对的机器的特性，也是很有趣的过程。; 2046 次阅读|0 个评论

编程中数据处理的问题（二）浮点数运算与精度误差: 热度 2 andrewwang 2011-11-7 23:52; 浮点数的运算误差主要来源于两个方面，“转换误差”和“运算舍入”。所谓“转换误差”，先看一段C程序： float a = 0.65f; 　　float b = 0.6f; 　　float c = a - b; 此时c=0.5吗？运行结果其实是 0.0499999523，为什么？是我们输入十进制的0.65和0.6其实转换成二进制时为：　　(0.65)10 = (0.101001100110011001100110011001100110011......)2 　　(0.6) 10 = (0.10011001100110011001100110011001100110011......)2 省略号就是无穷尽。而实际的存储只能是取前几位，造成转换误差。实际上我们输入十进制整数是能无误差转换成二进制，而小数却不一定（进制转换方法不详述）。来看什么时候这个数字会无法表示呢？那么只有两种情形：　　 1）幂数不够表示了：这种情况往往出现在数字太大了，超过幂数所能承受的范围，那么这个数字就无法表示了。如幂数最大只能是10，但是这个数字用科学计数法表示时，幂数一定会超过10，就没办法了。　　 2）尾数不够表示了：这种情况往往出现在数字精度太长了，如1.3434343233332这样的数字，虽然很小，还不超过2，这种情况下幂数完全满足要求，但是尾数已经不能表示出来了这么长的精度。有意思的是，有时候有些不大的整数也有可能造成转换误差，比如：对一个单精度浮点数（4 Bytes）赋值“ 20014999”，由于这个数表示成浮点式二进制为（注意是按照浮点二进制转换，有别于整数二进制）： 0 10010111 0011000101100111100 1100 从左到右三组数字分别是符号、幂指数、尾数。实际上，该尾数不是精确的，实际要是尾数位数足够的话，应该是 0011000101100111100 10111 注意看这个尾数，实际的尾数10111被舍入成1100。这样就造成了误差，此时这个浮点数变量实际存储的是“20015000”。要是使用双精度的double（8 Byte）则可以精确表示，其二进制表示为： 0 10000010111 001100010110011110010111 0000000000000000000000000000 注意加亮的尾数的确保存了精度。按照上一篇博客的理解，20014999这个数正好处在 “浮点数表示精度间隔的中间” 。单精度的float无法表示它。因为浮点数的精度不是平均分布的呢，和整数的均布不同，浮点数精度是“两头差，中间好”。所谓“运算舍入”误差，这个十进制运算是一样的（代数运算对进制无偏向性）。1/3=0.3333333…… ，以及按照级数计算出得一些无理数如π=3.1415926549…… 。这种运算舍入误差在二进制中同样存在，因此带来精度问题。还有一些运算中的舍入误差跟特定的机器实现有关，比如可能出现在加减法中、乘法中（这在下一篇博文中会详细说明）。总之浮点数至少最后一位是不精确的，甚至有些在一段运算过后可能产生较大的精度误差。浮点运算很少是精确的，只要是超过精度能表示的范围就会产生误差。一般在科学计算中浮点数的精度能够满足，不行就用double或者更多Bytes的扩展浮点类型。但是有些使用要注意，比如比较判断时，开头c代码中，判断 c==0.5 就会得到 false，因此一般使用 abs（c-0.5）=0.0001 。还有一些情况是金融货币领域，对数字要求精确，比如一个人存了15000000元，你不能说他存了14999999。这时候有一些其他的解决办法。比如 C#中提供了Decimal类型，VB中提供了Currency 类型，这些都是用很大的资源开销来处理精度，并不适合做科学计算，但是适合需要很精确的场合。; 3316 次阅读|2 个评论

编程中数据处理的问题（一）浮点数与精度理解: andrewwang 2011-11-7 21:21; 编程中一般处理两类数据：一类是简单的事务性的，如一些用于逻辑判断，一些小整数做跳转，等等；另外一些是用于科学计算的，往往在算法设计时要用到。第一类比较好理解。在科学计算的中，数据的重要性在于数的表示范围和精度。总的来说，计算机中把数据分成两类，一类是整型Integer（包括用于表示字符的char），另一类是浮点型（包括float、double和一些扩展浮点型）。整形数据比较简单，也很好理解，历史上，CPU也是先从支持整型运算开始，后来才到支持浮点运算。理解数据需要理解“数据在计算机中的表示方式”和“数据的显示”。前者是计算机中数据存储和处理的机制，后者是与人的交互。整型的存储表示很简单，就是一串0和1的组合，有n Byte（8n bits）的数据，可以表示0 — 2^(8n)-1 或者 ±2^(8n-1)-1 的范围。浮点数是另一种表示机制，简单说就是：一部分位表示底数，一部分表示指数，一位表示符号（具体表示方法IEEE有规定）。这样总的二进制有效位数是固定的，指数变化时，小数点在有效位之间浮动，从而可以表示非常大范围的数，在数据不是很大时（指数绝对值不大时），数据的精度也很高。以4 Byte的浮点数为例，最大正数:(1-2^-23)*2^127，最小正数:2^-129，最大负数:-2^-129，最小负数:-2^127。数据精度是“两头差，中间好”。值得一提的是，CPU用于实现浮点数存储和运算的机制还是比较复杂的，但是我们只要理解到这一步，知道计算机能够实现浮点数所有正常运算就行了。下一个问题就是“数据的显示”问题，由于计算机用得时二进制码、补码等形式存储处理浮点数，所以是很不直观的，往往一些大学里的考试题就是给你一串二进制的浮点数，要你把它化成十进制的科学计数法，经常要手算半天。因此，实际计算机在（显示器、语音）显示数据时是用的是人好理解的十进制科学计数法，这其中有从二进制数到十进制的转换。而最终软件显示数据时，还会根据用户的设置显示一定长度的精度。比如实际转换成十进制的浮点数可以有10位的有效数字，而软件只显示5位。这里有一个问题，就是我们用户怎么方便的来使用程序中的数据。一种方法是直接把数据存成文本格式（ASCII码）这样我们查看数据时比较直观，但是有时候软件输出数据到文本格式时精度会有损失（无论是有意无意的）；读取数据时，也是将ASSCII码转换成浮点形式进行运算。另一种方法是，将数据直接存储成二进制形式，即数据在文件的存储和实际的浮点数表示是相同或者类似的。很多软件选择后者因为这非常方便，省去了与ASCII码转换等等麻烦。但是往往只有专门对应的软件才能读取这种数据了，因为文件中会加入软件特殊的控制信息。例如在matlab (based on Windows) 中，就可以将数据保存成 .txt 格式或者 .mat 格式，分别对应第一种和第二种方法。总之理解浮点数的存储和运算，就要理解 “数据在计算机中的表示方式”和“数据的显示”这两方面。; 1721 次阅读|0 个评论

扔棍子提高测量精度: Amsel 2011-6-30 17:26; 　　半年前 “ 新语丝读书论坛 ” 曾为一个测量问题大起争论。争论的起因是，按照一百年来温度计的精度， “ 全球变暖 ” 理论（全称是 “ 人类排放温室气体导致灾难性的全球变暖 ” ）的数据基础 —— 每百年上升不到一度 —— 到底多大可能应该归于误差。争论的焦点随后转移到这个问题：用一把刻度精度有限的尺子，可否通过随机扔棍子的办法，无限提高对棍子长度的测量精度？ http://xys.cnhub.net/bbs/read.php?forum=0id=775717 送交者 : james_hussein_bond 于 2011-01-04 18:38:31: 008 尺子的定义： _____1_____2_____3_____4_____5_____6_____7_____8 我上面画的是一个尺子 . 在每一个数字的地方有一个 sensor. 每个 sensor 的输入是盖住和不盖住两个状态 . 如果实测的长度盖住 3, 没盖住 4, 那我们说这个长度是 3.5+-0.5. 由于每个 sensor 本身的尺寸很小 , 如果被测的长度位于 4 和 5 中间 , 测一万遍都会得出同样的结果 , 4 盖住 , 5 不盖住 . 结果是 4.5+-0.5. 同一个数字 , 平均不平均都没区别 . 但是如果被测的长度正好在 4 上 , 由于 sensor 本身有大小 , 可能有时候输出盖住 , 有时候输出不盖住 , 测量会有两种结果 , 3.5+-0.5 和 4.5+-0.5. 由于有了随机性 , 测一万次可以平均一下 , 这样得出的结果可能是 3.8+-0.5, 无论如果 , 比不平均的结果要更接近真值 , 但是误差还是 +-0.5 湘女的东西：长度大约 0.1 。问题：如何通过对多次测量的平均将此物长度确定到任意精度？首先，尺子是唯一测量工具，不允许做什么＂对准一端＂这种额外加的条件。你拿什么判断一端是否对准了？所以唯一正确的解法，是让物体随机地落在尺子上，看有几个 sensor 被盖住。假设物体长 L1 ， sensor 长 S1 ， LS ， sensor 完全盖住时 100% 给信号，部分盖住时 50% 给信号，只考虑物体左端落在 1 和 2 之间的情况，那么 sensor 发信号的几率是： 0.5*(S/2) + 1*(L-S/2) + 0.5*(S/2) = L 左边第一项是左端落在 sensor 1 上的贡献，第二项是 sensor 2 被完全盖住的几率，第三项是左端落在 sensor 2 上的贡献。结论：只要看 sensor 发信号的几率，就得出物体长度 L 。实验上，每次测量得到的结果是 0 或 1 ，几率分别是 1-L 和 L 。 N 次测量后 variance 是 NL(1-L) ，误差是 sqrt 。只要增加测量次数，精度就可以任意提高。　　当时我对这种测量问题并没有亲身经验，因而插不上嘴。而最近几个月，我们完成了一个标准化的工作 —— 标定氢同位素的天然气标准样品的氢同位素比值，其间要不断参考美国标准和技术研究院（ NIST ）的定义和规范，对这类问题才有了切身体会。　　按照 NIST 标准的描述，测量值与真实值的差别包括两部分 —— 偶然误差和偏差。偏差不但来自仪器的系统误差，也可能来自测量手段。比如，上面那个扔棍子的方法，尺子刻度本身会带来系统误差，而如果测量场所的风向在某一方向上有优势，那么也会带来偏差。　　偶然误差可以通过统计方法来减少，那就是增加测量次数，而不确定性反比于测量次数的平方根。　　与偶然误差相比，偏差的最大问题是，并不必然地遵从正态分布。对于上面那把尺子， “2 和 3 之间的距离 ” 与 “4 和 5 之间的距离 ” 并不绝对相等，而且也并不绝对等于一个真实的单位长度。也就是说，任何两个刻度之间的长度都存在偏差，而且这些偏差之间也并不一致。仅就这把尺子而言，我们不但不知道每个单元格的偏差多大，甚至也无法知道哪个单元格的偏差更小。现在从权的办法，只能假定真实的单元格长度处于最窄的和最宽的单元格之间，并且其概率分布是矩形分布，而不是正态分布。 —— 当然最重要的结论是，偏差是无法通过增加测量次数来消除的。　　所以，就这个测量方法而言，增加扔棍子的次数，并不必然导致棍子长度测量结果的不确定性减少。它固然不取决于尺子精度，但是它最终取决于尺子单元格本身的不确定性。　　再到起始的问题：全球地表平均温度 “ 每百年上升不到一度 ” 的观测结果到底多大可能应该归于误差？我们依然需要从偶然误差和偏差两方面来考虑。从偶然误差考虑，仪器精度并不是个问题，因为数据点和观测次数非常之多，总可以把方差降得足够低。温度表误差假设是 0.5 度， 100 次的观察就可以将不确定性降低到 0.05 度以下，所以仪器精度本身不是一个问题。　　问题仍然在偏差部分。对偏差的校正，更多地不是依赖统计，而是依赖背景知识。而 IPCC 公布的地表温度值的定量变化，至少包括以下偏差： 1 ）仪器更新（ http://www.nature.com/nature/journal/v453/n7195/full/nature06982.html ）； 2 ）热岛效应（ Anthony Watts 的项目就是考虑这个问题的影响）； 3 ）对每种环境的温度点该如何加权（这是 Pielke Sr. 的研究范围）； 4 ）权威温度数据库对温度资料的校正和取舍（气候门丑闻暴露出这样的问题）。　　所以，尽管我们知道最近 100 年来地表温度上升速度有一个数值，但是这个数值的不确定性有多大，并没有一个可靠的数字（ IPCC 报告的主要结论在统计上经常通不过，比如所谓 “ 全球变暖 ‘90% 可能 ’ 由人类活动造成 ” 就是一个例子）。参考资料： http://physics.nist.gov/cuu/Uncertainty/; 个人分类: 科研笔记|3827 次阅读|0 个评论

因为陈老师是做教师的，所以镜某要认真回应一哈: liwei999 2011-1-9 14:03; 因为陈老师是做教师的，所以镜某要认真回应一哈。 (534 bytes) Posted by: mirror Date: January 08, 2011 07:59AM 引用: 陈老师说：尺子有系统误差的，精度不等于准确度。我举一个例子，我们常用的各种尺子，无论如何造，都会由于热胀冷缩，产生系统误差。精度不等于准确度，如果准确度不行，高精度没有任何意义。作仪器，第一难的是精度，然后才是准确度的问题。钢尺测量钢材，就不比考虑什么热胀冷缩的问题。精度的一个指标是重复性、再现行。这个问题解决了，剩下的就是找原点、找比例的问题了。一个仪器，精度的指标的可信度可以维持较长的时间。而准确度则不然，有个保证期。比如说校正后100天以内。准确度是要解决可追踪性的问题的思考，与精度的侧重不同。就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。 http://www.starlakeporch.net/bbs/read.php?1,75103,75103#msg-75103; 个人分类: 镜子大全|2719 次阅读|1 个评论

说人家的“坏话”，只能关起门来说: liwei999 2011-1-6 00:07; 立委按：镜兄这片文字有些不地道，一方面关起门来说别人坏话，另一方面可劲儿地表扬自己：理工科的人对数理上不同的概念比较擅长区别，而文科的人对感觉、感情上的微小差异有分辨能力。两个都兼有的，就是镜某这样的了。吹牛的毛病凡是男人大多都有些，可是一边吹牛一边说别人的不是，就不地道了，应该深入批判。但是，新年了，实行革命人道主义，还是停止炮击了吧。在多说几句表扬/批评-他人/自我的组合。表扬和自我表扬没有问题，不但没有问题，为和谐社会计，还是值得大力提倡的事情：俗话说：千穿万穿，马屁不穿。批评和自我批评，是马列主义毛委员思想的精髓，也是不错的。表扬他人和自我批评，那是圣人，一般人做不到。最糟糕的组合是批评他人和表扬自己，所谓马列主义对人，自由主义对己。镜子这次就栽在这里。最近中国学术评价网闹的沸沸扬扬的对小方抄袭剽窃的批判也主要是基于小方的两种标准：打别人的假与自己的行为的不一致（小方的那些编译式科普本身问题不大）。无情打击他人和无限吹捧自己的组合引起反弹是自然的、必然的。说人家的坏话，只能关起门来说。作者: mirror 日期: 01/04/2011 08:49:33 老八也是老朋友了，他最近出了一个有趣的题目，问难道只要测量很多次, 误差就可以变得很小? 有没有人明白这个公式的意思? 并且进一步挑战说：拿一个最小刻度1mm 的尺子能不能准确到1个微米?这是一个问题。紧接着老八把问题更具体化了： Quote 我想受过教育的人, 以及大部分没怎么受过教育的人都知道, 不管怎么折腾, 用一个1mm刻度的尺子量出的结果最多写成18.3mm, 如果写成18.324578mm, 并郑重地向全世界宣告这个物体长度比以前增加了0.000078mm的人, 是头脑有病的人对这个题目的根源没有跟踪，但是通过观察人们的讨论，发现没有什么人有什么有分量的说法。甚至老八自己也有些混淆了问题的所在。首先正面回答老八的那个公式。有个N个样本的集团（这个N不是那么要紧），这个集团有确定的平均值x－和分布偏差。需要强调的是这个平均值x－是没有分布的，有分布的是每一个样本值的x（i）。如果想知道这个样本集团的平均值x－怎么办？最好的办法就是挨着个测一遍，按定义走一趟。如果不按定义走，随意测几个样本值来代替平均值x－的时候，不确定性就出现了。需要强调的是时下最标准的用法是说不确定性，而不是误差。原本没有分布的平均值x－，因为人们偷尖耍滑了，就要产生不确定性了。这个不确定性的大小，取决于原来样本空间的分布偏差和抽样数目n的大小，具体的就是老八的那个公式了。拿一个最小刻度1mm 的尺子能不能准确到1个微米是个比较唬人的问题。直觉上是不能。但是凡事儿都有特殊情况。特殊情况下，拿一个最小刻度1mm 的尺子可以测到1个微米的厚度。比如说一张纸的厚度，一般是微米级的。拿最小刻度1mm 的尺子是无法测量。但是不妨可以测量1000页为40mm的厚度，比如一本字典。这样一来，一张纸的40微米的厚度就可以测出来了。需要强调的是这时候有效数字是不会无缘无故地增加。也就是说，40.0mm不会变成40.00mm。说到这里，老八混淆了什么事情就应该很清楚了。应该说老八也算是比较聪明的人了，但是依然会发生概念上地混淆。这是由于人脑结构的弱点，没有办法。理工科的人对数理上不同的概念比较擅长区别，而文科的人对感觉、感情上的微小差异有分辨能力。两个都兼有的，就是镜某这样的了。新年伊始，自我表扬一哈。因为免不了以后有田牛的板斧。 ---------- 就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。; 个人分类: 镜子大全|2805 次阅读|0 个评论

小伙子们还在为精度的问题掐架: liwei999 2011-1-5 23:47; 小伙子们还在为精度的问题掐架。双方都有合理的地方，也有谬误的地方。作者: mirror 日期: 01/04/2011 20:54:27 问题是彼此的正确的地方不重合，但与对手的谬误互补。双方都不能整理一下自己的认识。他们的ID也有趣007 VS 008。 008说再次感叹中米教育的不同，007说如何用随机分布的sensor点来测量长度到任意精度。 007的观点应该是比较专业的，所以被业余科学爱好者们认为是科妄。用1mm刻度的尺子测量一微米的事例已经给出来了，这个故事衬托出来了人们的一个错误的直觉：要想测得好，就要有好尺子。这种直觉在99％的时候都是合理的。剩下的那1％的时候就要出问题。这个问题恰恰是007所说的事情。第一个高精度的尺子如何做出来呢？如果008感叹中米教育的不同的话，除了主张米国教育出的木匠都知道怎么用尺子,锯木头精度从不超过1/16寸之外，也需要理解如何用低级的工具创造高级的工具的原理。这个原理就是用随机分布的sensor点来测量长度到任意精度说法。当然这个任意的说法有些夸张。但是作为哲学是没有问题的。这是作出第一把高级尺子的方法。也就是说，用随机分布这种非母性原理的制造方法。这个模式也涉及到了欧阳老师说的国家竞争力的话题。 Quote 上个世纪末，美国最成功的公司是英特尔，杜邦，GE等。它们的强点是对科学和技术的深入了解，拥有一些别人不可及的核心技术。这相当于高级的尺子，赚钱的模式是效率。高效率就可以赚到钱了。但是日本，韩国、台湾等在高效率上不次于美国，而且有其它的优势，这样一来美国人就赚不到钱了，用这个模式。美国人采用了另外的模式：创新模式。这个模式与金融资本的操作有些同根。这个根就是随机分布。每个样本都说自己是创新，观察那个集团就是一堆老鼠在找迷宫的出路。99％要死掉，留下的1％就是进化了。结果就是：只要维持赌场繁荣，就可以挣到钱。这里面有些思考上的飞跃，但是镜某懒得去说明了。欧阳文章里后科学社会的概念与维持赌场繁荣的模式在镜某看来也是一致的。第一个高级尺子如何造？007给出了一个提案，这个说法是个相当专业的概念。用老祖宗的哲学思想就是：什么都不知道＝随机分布，但是知道了是随机分布就是对什么都不知道的否定。这一瞬间，创新就诞生了。新尺子就是这样被造出来的。 ---------- 就是论事儿，就事儿论是，就事儿论事儿。什么都不知道和知道随机分布是主客观的问题作者: 立委日期: 01/05/2011 09:56:10 一个事件就是一个过程。过程的因果之间必然也有各种因素的交互作用。通常的情况是，这些因素和作用不会是随机分布的一片混沌。但是一来人的认知必然有局限性，二来人在运用科学技术去模式化的过程中必须要有所取舍，不能眉毛胡子一把抓。这样一来，最大混沌（Maximum Entropy）就成了模式化的有力工具。除了拣选出来的参数外，其余的瓶瓶罐罐一律看成是乌有：pretend 自己什么都不知道，他们在视野之外，假设它们是随机分布的。这样的方法在机器学习中广泛应用着，是具有普适性的算法。; 个人分类: 镜子大全|3111 次阅读|2 个评论

执行力的精度: jsnjjlj 2010-11-11 16:13; 执行力强调的是对目标任务的履行程度它包括两个方面：执行力的速度，主要指在对目标任务履行的实效性执行力的精度，主要指目标任务功效的实现程度那么具体而言，执行力的精度如何评价呢，或者说什么样的精度才是科学的优秀的呢？首先我们必须承认，精度是执行力的充分条件。没有了精度所谓执行力也就不复存在不仅如此，我们甚至可以说，一个组织、社会执行力方面的精度决定着这个组织、社会的高度。因为无论是组织还是社会都是一个环环相扣的系统，系统的运行需要每个组成部分的协调同步而协调同步的本质就是相互对接的精度就像外太空的人类航天飞机与国际宇宙空间站的对接，差之毫厘则缪之千里。所以说精度决定成败。但是必须引起注意的是，精度与其说是一个量化的概念，毋宁说是一个质化的概念。这句话的意思是低端的运动的结果或者他的执行力是可以用量化的指标来衡量但是从低端运动到高端运动过程中，越倾向是高端运动的他的结果的评价越倾向于定性这一点作为教育工作者尤其要注意因为教育活动室目前为止人类最复杂的社会实践活动，但是我们现在的社会却流行用低级运动量化的手段来衡量它。比如让学生给老师打分然后再根据学生的打分来给教师授课效果排序; 个人分类: 东方营销学|2 次阅读|0 个评论

责任感：迟发海啸预警和高估海啸威胁都有错: 杨学祥 2010-3-2 04:59; 责任感：没有及时发布海啸预警和高估海啸威胁都有错智利国防部长承认，海军没有及时发布海啸预警，令智利沿海地区数百人猝不及防，在地震所引发海啸中丧命。地震触发预警中心承认，高估海啸威胁，但认为预警措施恰当，对海啸预警部门而言，不能低估海啸威胁，但也要提高预测精度，预报准确率太低可能会失去民众信任。承认错误，特别是在大灾大难时刻承认错误，要有勇气和责任感。附件：迟发海啸预警致数百人丧命国防部长认错海都网 2010-3-02 02:53 来源: 海峡都市报余震引发的海啸造成严重损失距重灾区康塞普西翁市10公里处，人们在一家超市抢夺商品在康塞普西翁市，人们试图冲破警戒进入超市 N综合新华社电中国日报特稿中新智利政府2月28日派军队进入地震重灾区、第二大城市康塞普西翁，维持治安，协助救灾。媒体报道，康塞普西翁秩序混乱，出现哄抢和抢劫现象，当地一些官员提议实施军事管制。智利总统巴切莱特当天说，地震、余震及引发的海啸已致700余人死亡，经济损失可能高达数百亿美元。智利国防部长承认，海军没有及时发布海啸预警，令智利沿海地区数百人猝不及防，在地震所引发海啸中丧命。智利国防部长弗朗西斯科比达尔 2月28日在新闻发布会上说，海军在地震后没有立即发布海啸警报，几百人因此枉送性命。地震后不久，智利政府说，不存在迫在眉睫的海啸威胁。然而，海啸呼啸而至。电视画面显示，汹涌的海浪冲进沿海村镇，冲垮房屋，卷走汽车，把船只抛起。智利700余名已确认死者中，多数住在遭海啸袭击的沿海地区。在佩尤韦和孔斯蒂图西翁两地，大约350人丧生，几乎占目前已确认死亡人数的一半。由于事先没有得到警告，沿海居民仓皇逃命。一名渔村女居民说：除了身上穿的，我什么也没有。我们拼命跑上山，眼睁睁看海浪冲走一切。比达尔解释，海军依据不准确的数据犯下错误。按照他的说法，海军设有应急反应机制，驻扎在港口的军官在观察到海平面异常升高的情况下可以直接发出警报，无需上报批准。这一机制挽救不少人的生命。比达尔说，由于这一应急机制，虽然最初判断错误，但海啸来袭前仍发出警报。 □援手中国援助100万美元中国商务部新闻发言人姚坚1日表示，为帮助智利政府和人民开展救灾，中国政府决定向智利政府提供100万美元紧急人道主义现汇援助。中国政府将根据灾区需要，视情继续向智利提供多种形式的人道主义救灾援助。此外，中国红十字会总会1日决定向智利地震灾区提供10万美元的国际人道主义紧急援款。陈光标捐款200万元人民币被称为中国首善的全国抗震救灾英雄模范、江苏黄埔再生资源利用有限公司董事长陈光标2月28日晚通过江苏省慈善总会再次向智利地震灾区捐款100万元人民币。此前，陈光标已在北京通过中国红十字会向智利地震灾区捐赠了100万元人民币。 □奇迹 13层楼坠落父女仅受轻伤这栋14层的楼脆脆让居民很生气智利第二大城市康塞普西翁一栋公寓楼在地震中倒塌，一对住在13层的父女坠落地面，奇迹般生还，仅受轻伤。公寓居民惊险逃生地震发生时，这栋14层公寓楼摇摇欲坠。阿尔韦托罗萨斯和7岁的女儿费尔南达住在13层，正在睡觉。感觉到摇晃后，罗萨斯迅速把女儿拉到浴室门口。公寓楼最终像一棵遭砍伐的大树一样轰然倒地。下落过程中，罗萨斯和女儿紧紧拥抱，天旋地转，冲向地面。睁开眼时，罗萨斯失去方向感。从浴室窗户往外看，他发现光亮，那是满月的光芒。罗萨斯随即带领女儿爬出废墟，最终成功脱险，身体几处划伤、擦伤，出现淤青。到处都是灰尘、噪音，所有东西往下掉，突然房子就倒了这实在可怕，罗萨斯告诉美联社记者，我紧紧抱住她(女儿)，她也丝毫不放手。回忆公寓楼倒塌时的情景，其他幸存居民同样心有余悸。现年25岁的阿韦尔托雷斯住在6层。突然，电视机砸在我身上，托雷斯说，我看见星星飞速从窗外滑过。公寓楼倒塌后，托雷斯和室友把家具移走，爬到窗户处，逃了出去。大楼去年投入使用这栋公寓楼去年6月投入使用。公寓楼倒塌后，这栋楼脆脆的建筑公司Socovik公司发表声明说，这栋楼完全符合建筑标准。这一说法招致居民强烈不满，许多人认为大楼存在严重质量问题。截至2月28日，搜救人员已从公寓楼废墟下救出20多名幸存者。救援人员估计，仍有大约60人受困。 □灾情灾民哄抢超市军队进驻灾区灾民情绪失控距震中最近的智利第二大城市康塞普西翁及其周边地区受灾严重，生活必需品缺乏，加之救援物资未到，部分地区哄抢现象严重，一些超市、药店、加油站被洗劫一空。目击者称，抢劫者从康塞普西翁的商店里搬走装食品的箱子，还拿走了洗衣机和等离子电视等商品。一名30多岁的妇女在一家遭抢超市旁冲智利电视台记者大喊：这是绝望(的做法)，我们没有食物和水。此外，康塞普西翁附近港口塔尔卡瓦诺一处批发市场2月28日遭遇上千人哄抢，一度发生枪击事件。一些地区甚至发生入室抢劫。警察用催泪瓦斯和水枪驱散哄抢财物的人群。康塞普西翁市市长表示，该市缺少食品和饮用水等，灾民非常脆弱，情况开始失控。两重灾区宵禁智利总统巴切莱特2月28日签署命令，派遣军队进入康塞普西翁市所在的康塞普西翁省，同时对地震受灾最严重的马乌莱和比奥比奥两地实行宵禁。巴切莱特还承诺向灾民免费发放救援物资，逐步恢复供电供水和交通通信。巴切莱特和当选总统皮涅拉2月28日会面，商讨地震灾情。两人定于3月中旬交接政权。机场重新开放智利首都圣地亚哥交通2月28日基本恢复正常。市内地铁一条线路恢复运营，公路基本恢复通行，国际机场重新开放。不过，康塞普西翁交通状况依然没有改观，电力供应缺乏。智利愿接受部分外来援助智利总统巴切莱特2月28日说，智利眼下需要野战医院、临时桥梁、淡水净化设备以及灾情评估专家，愿意接受外国在这些方面的援助。当天，来自阿根廷的医疗救援物资抵达智利。这是震后抵达智利的首批外国救援物资。 □影响国际铜价暴涨涨幅创11个月来最大受全球最大铜出口国智利发生8．8级强烈地震影响，纽约商品交易所期铜价格在电子盘交易时段暴涨，涨幅创11个月来最大。北京时间3月1日上午8时，纽约商品交易所5月交付的铜期货价格在电子盘交易中升至每磅3.487美元，即每吨7687美元，较前一交易日上涨6.2%，创去年4月以来最大涨幅。全球最大铜生产商智利国家铜业公司2月28日说，因地震停产的特尼恩特矿场当天恢复运行，但电力供应不足致使生产恢复缓慢。另一个停产的矿场安迪纳也即将开始恢复生产。分析人士认为，智利地震不太可能对国际铜供需基本面造成大的冲击。在智利地震前，国际铜市场是供大于求局面。但部分分析人士认为，在地震消息刺激下，未来数周铜价仍将持续看涨。 TAG: 认错丧命海啸迟发国防部长 http://www.hdzxw.com/news/30/n-201830.html 海啸预警可能为错报 2010-03-02 03:46 来源：西安晚报共 0 条评论关键字：海啸预警,海啸预报, 地震触发预警中心承认，高估海啸威胁，但认为预警措施恰当，从2004年印度洋海啸汲取经验。一些分析师说，对海啸预警部门而言，不能低估海啸威胁，但如果总喊狼来了，可能会失去民众信任。　　美国专家表示　　海啸预警可能为错报　　美国国家气象局海啸项目协调员珍妮弗?罗兹说,海啸预报仍是一门不精确的科学。智利2月27日地震是1900年以来世界最强的10次地震之一。根据历史经验,一些专家认为这场地震将触发大规模海啸。所有证据预示,这将是一场较大的海啸,太平洋海啸预警中心地理学家巴里?赫肖恩说,这可能属于错误预警,但既然海啸预测还不精确,我们选择宁可错发预报,也不错过某些致人丧命的信息。　　预警中心承认，高估海啸威胁，但认为预警措施恰当，从2004年印度洋海啸汲取经验。2004年，印度尼西亚7.9级地震触发海啸，由于没有及时预警，致死超过20万人。　　一些分析师说，对海啸预警部门而言，不能低估海啸威胁，但如果总喊狼来了，可能会失去民众信任。预警中心需要提高预警能力。　　(本文来源：西安晚报 ) （新民网编辑：） http://news.xinmin.cn/rollnews/2010/03/02/3814417.html; 个人分类: 科技点评|3927 次阅读|0 个评论

精度: metanb 2010-1-28 14:46; 如果你想打下那架飞机，你大可不必瞄准飞行员的鼻子。; 个人分类: 计算方法|2988 次阅读|0 个评论

小数点不能乱用: entomology 2009-4-6 10:09; 科学研究中不注意经常会出现一些关于小数点的技术性问题：比如，有1次我投稿，有审稿人就指出大象的坐标位置怎么能精确到cm，还询问我是量那个脚（呵呵），原来我小数点后面保留了2位。今天QQ上讨论的时候，有人也指出某地每年固定的二氧化碳是12345678.09吨（虚数），我就觉得万吨就可以，甚至3位有效数字就可以，没必要准确到几斤几两。这类准确实际上更不准确。（by 戴小华 2009.4.6）; 个人分类: 扯闲皮儿 Babble Chat|3271 次阅读|1 个评论

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