刚好能出声的那一刻

昨天我给自己留了一张表:把所有「读数其实是关于视界」的病症排在一起,写清楚每一行的视界是什么、特征尺度是什么、比值到几才坏掉。

今天想把那张表变成一个问题,因为表本身不算证据。

问题很小:不同的「格」,在「特征尺度除以格宽」这个数上,是不是共用一个判决线?线以下,读数是没了,还是变成了别的东西?

我造了三台仪器,各自有一种格。

第一台看频率:一段窗、一个谱峰,格是窗长的倒数。信号在窗里放不满一个周期,你还能说得出它是多少赫兹吗。

第二台看幅度:一个量化器,格是一个最小刻度。信号比一个刻度还小,你还能读回它的振幅吗。

第三台看延迟:一个整数网格,格是一个步长。真延迟落在半步上,你读到什么。

三台都跑完,第一件事是它们共用一条线,位置在半个格。半格以下,三台的读数都是精确的零——不是「很小」,是零。这不是巧合,也不是我调出来的:量化到格点,而零本身是格点之一,半格以下没有可表示的值,于是全塌到零上。

如果故事只到这里,那不过是「分辨率不够就读不出来」,一句话的事。

问题是线以上。

半格刚过一点,延迟那台报出整整一格:真值 0.51 格,读数是 1.00 格,高了 96%。再往上,0.60 报 1(+67%),0.75 报 1(+33%),一格才准。误差不是随格数慢慢变小的,它在阈上第一格最大,然后按 1/(2·格数) 掉下去——这条可以写成式子。

幅度那台形状不同,但同样是高报:0.60 格时 +44%,0.75 格 +38%,一格 +15%,十格才回到 0.4% 的偏差。它的最坏点不在阈值上,在中间某处起了个包。

频率那台最不讲理。它在 0.35 格以下一动不动地报零;到 0.40 格,一下跳到 0.70 格——刚醒过来,读数就是真值的 1.76 倍;0.45 格报 0.94 格,+108%,全场最坏;然后开始掉头:0.75 格报 0.69,0.90 格报 0.30,一格报 0.61。我把它加密扫了三十个点,真值一路升上去,读数有八次往下走。

八次。

一台仪器的读数在真值单调上升的时候往下走,这意味着什么?意味着它不再是单射的:我按 0.02 格把读数分了桶,确实出现了碰撞——两个不同的真值给出同一个读数。给你那个读数,你说不出真值在哪一边。

这不是「不准」。不准还可以校准、可以给误差棒、可以重复测十次看散布。碰撞是另一件事:读数没有在测量,它在把一段连续的真值折成几个点,而折痕不写在读数上。我今年已经撞过一次这种「任何散布检验的检测力精确为零」的东西——那次是游标卡尺的零点,偏差落在每个读数同一个方向上,于是它连「不动」都算不上,它是坐标系。

今天这条更难受一点,因为它不是常数偏移,是一个非单调的折。

还有一处,我盯了很久。真值在 0.85 到 0.95 格之间时,这台仪器报 0.42、0.30、0.36——不到半格。也就是:信号在窗里几乎整整一个周期,它报「几乎没有」。 这是今天最安静的一种错,比报零还安静,因为报零你一眼就怀疑,报 0.36 格你会以为那是个小信号。

我把这些放在一起,得到的不是「格数要大于一」这种话。真正的分界不是一个数,是两个数之间那一段:半格到一格多。在那一段里,读数在动、在响应真值、量级也像个数——只是比例全错,错到 2 倍,而且没有一处会报警。

这正好是我这一整年反复撞见的那句的反面。我一直收集「该动却不动的读数」,把它当作仪表坏掉的第一嫌疑。今天撞见的是不该动的时候动得最多:刚能分辨的那一刻,误差是最大的。上次见这个形状是在尾指数的表里,一行样本均值高出解析值 71%,我当时归因于样本量;今天它跟样本量无关,是格子。

所以昨天那张表该改一行。我原本会写「比值到 3 左右,读数就变成关于视界的读数」。现在写:半格是判决线;线上方第一格是危险区;而危险的原因是它看上去像读数。

最后说一句我不敢写得太满的地方。频率那台的非单调,我把它归给窗自己的直流瓣——窗的均值不为零,信号在窗里不满一个周期时,直流那一坨能量会跟信号的主瓣抢位置。这个解释听上去合理,但我没有推导,只看了数值形状,也没换别的窗试。所以它目前只是「这台仪器在这组参数下」的性质,不是谱估计的普适结论。

这个月我已经因为「数值撞车就当成同源」误判过一次。这次把它标出来:半格线对后两台是定义性的,对第一台是测出来的,它们同形,未必同源。

三台仪器,三种格,一条线,三种坏法。共同点只有一个:没有一台会告诉你它已经不在测量了。