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我从事电力系统方面的工程技术,很早就注意到一个问题:对于测量数据误差的处理,在很多不同的学科都有,虽然名称和术语不同,但内核都一致的。例如,在测量学,误差处理叫做“测量平差”;在互联网,误差处理叫做“数据清洗”或预处理;在信号分析学科,误差处理叫做滤波;在电力系统,误差处理叫做“状态估计”。因此,我设想过通过建立更一般的通用的测量及其误差处理技术,可以更好的支持具体学科的数据准确性问题。
这时候发现一本好书《实验、测量与科学》http://blog.sciencenet.cn/blog-3363057-1076113.html,作者可以说高屋建瓴,思考得远比我深入得多。这本书的基本观点为:一切科学,都必须基于测量和数学。我们通常所说的科学实验,其实是一种环境受控的测量。有不少对象是不好做受控实验的,例如天文、地质、经济、历史等;某些真实对象的测量比模拟实验更重要,例如水文测量比水文模拟实验更重要。
既然测量是科学的基础,那么测量的一些基本常识,必然为所有学科所共同遵循。例如随机误差与系统误差的分析、粗大误差数据的剔除等。但可惜的是(或者说是机遇),不少学科的测量学基础并未严格的建立。
举一个例子,如果把考古和古代文献研究作为历史学的测量基础,历史学者对于测量的系统误差几乎从来没有细致的考虑过。例如古代人类所用的工具中,石器是最容易保存至今、不易腐烂的。我们把某个阶段的原始人称为“石器时期”,这真的没有问题吗?但按照常理来说,原始人应该更常用木头或动物骨头(电影2001太空漫游中,人类的第一个工具是骨头,呵呵)。在古代文献中,记录文献的人往往是知识分子阶层,他们对当时的外戚、宦官阶层有着重大利益冲突,有可能不能客观的记载历史。
本书第12和13章,作者对量子力学的测量基础问题提出了自己的看法,我只是物理爱好者,没有受过理论物理的严格训练,难以评判。但是感觉还是很有意思,作者的总体思路是用经典的理论来解释量子力学的奇异现象(爱因斯坦和波尔的论战,作者显然是站在爱因斯坦一边的)。测不准、量子离散化并不是量子力学独有的东西,宏观世界照样存在。(我们可以用电子电路构造电压跳跃的继电器,是不是和原子的波尔电子模型有点像)。作者还提出了从稳定性等角度出发,用经典力学电磁学解释量子特性,这里不展开了。
本书后半段针对一些具体的科学问题提出了自己的看法,其中用了一个极其简单的模型解决了杨振宁-李政道争论的问题(非常有意思)。就是用正弦波发生器举例子,正弦波发生来源于两个放大器的互相振荡,最初的扰动来自哪里,技术人员完全不需要关心。像杨振宁-李政道这样关于弱相互作用宇称不守恒成果合作的问题,就像两个放大器那样,最早的原创思想来源于谁,已经不重要了,重要的是最终成果是两人合作的成果。
我从事工程技术,每天和测量数据打交道,已经感觉这本书很有启发性了。但我猜测,这本书对社会科学、经济学的从业者,可能更有启发性。对了,今年的诺贝尔物理奖给了引力波探测装置,这是目前人类最精密的测量仪器,可见测量的重要前沿地位。
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