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原理误差的概念之争

已有 6370 次阅读 2016-6-10 12:02 |系统分类:教学心得

 给学生出了道毕业设计题目《数字水准仪原理误差分析》,这一题目的出题意图是希望学生通过分析和测试得出二个结论:1、水准仪的所谓系统误差实际都是影响水准网的精度(标准差)而不是正确度(测绘称准确度),传统测量理论的系统误差只影响正确度不影响精度的说法实际并不成立(这一结论与我的新概念测量理论相呼应);2、水准仪的所有原理误差中,对最终水准网的标准差影响最大的误差源是补偿误差——横向补偿误差(交叉误差)和纵向补偿误差,并证明目前计量规程给出的限差标准偏于宽松。

这一题目报上去时就不太顺利,年轻的所长当时就发来邮件咨询原理误差一词是否恰当。于是当即做出了解释:原理误差即原理性的误差,是指测量仪器所基于的科学原理(包括物理学、生物学、化学原理)本身存在的天然误差源,这种误差源是仪器设计制造者的主要研究对象。譬如:测量距离所用的钢尺,金属热胀冷缩的物理原理就是它的一个原理误差源。对于数字水准仪而言,i角误差、补偿残剩误差(横向和纵向)、补偿重复性、调焦误差、磁致误差等都是它的原理误差。年轻的所长悟性很好,自然一点就通,题目报上也就不在话下。

学生做完了论文,小组答辩评议情况还可以,推荐给二次答辩(角逐优秀论文),可麻烦来了:答辩进行中学生来了电话,说多个老师同时要求跟导师商量更改题目。其理由是原理没有误差,没有原理误差这一概念,误差都是人为的,不存在原理误差一说,题目存在概念性错误。

原以为所长的疑问只是个别情况,没料到测绘领域普遍存在这个观念,我成了众矢之的了。我当然不能同意更改题目,理由有四:1、论文开篇已经对原理误差的概念进行了明确的解释,况且这一学理概念在仪器领域是已经存在的。退一步讲,即使任何领域没有这一概念也不能妨碍我们在论文中重新定义一个新概念;2、任何测量仪器都是基于一定的科学原理,任何科学原理都有其特有的误差来源;3、论文本来就是根据水准测量的物理原理来分析其误差构成过程,内容与题目并不存在不切合的问题。4、仪器的误差是制造者努力克服原理误差后的合理残剩效果,并不是人为制造的误差,把题目改成什么“人为误差分析”将产生歧义,论文并没有把人为过失(或故意)所致的非原理性误差纳入讨论的意图。当然学生最后的结局是沮丧的,电话里能听出几分委屈——我的题目不符合专家组的口味。

这就没办法了。他们只讲理想原理,他们的专业领域认为原理没有误差,误差都是测量者人为产生的,是测量者没有按照理想原理进行测量所导致的,他们认为理想的金属没有热胀冷缩、理想的石英晶体频率绝对不变、理想的望远镜成像绝对清晰、理想的电磁波在不同介质间传播不会折射、理想的轴与轴套没有间隙、理想的度盘与轴绝对同心、理想的分度是绝对均匀没有丁点误差、理想的圆周率真值可以用数字完整表达……;而我们却注重的是实践原理(理想原理至多只是个课堂开篇的引子),我们看到的是金属热胀冷缩物理原理是天然误差源、石英晶体频率的温度特性是天然误差源、透镜系统的像差是天然误差源、电磁波从真空进入大气层产生折射的物理原理是天然误差源、轴与轴套之间不可能做到绝对没有一点间隙、度盘与轴不可能做到绝对的同心、分度不可能做到绝对的均匀、圆周率的真值不能用人类的数字完整表达……。

唉,我真信了他的邪,一个仪器装备制造领域很普通的概念都能在不同学科间闹出概念争执,这简直太无聊了。究竟是谁应该来协调学科间的这种无谓的争执呢?




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