為什麼把常量稱為常數不妥？_風聞

物理學上，常數和常量有區別——量綱指數不同，不應混淆。

撰文 | 楊大衞（河北師範大學物理學院）

來源 | 選自《物理》2023年第4期

2019年3月，科學出版社出版了物理學名詞委正式公佈的《物理學名詞》(第三版) [1]，其中與constant相關的部分術語的中文譯名如表1所示。

表1《物理學名詞》(第三版)中與constant相關的部分術語的中文譯名

同年5月14日，計量學名詞委員會對國際上新公佈的關於“千克”、“開爾文”、“摩爾”等SI基本單位的英文定義，發佈了《中文新定義》[2]。其中與《物理學名詞》不同的是，將Planck constant h、Boltzmann constant k和Avogadro’ s constant NA一律譯為某某常數。

國際上是如何認定的呢？

國際科學技術數據委員會於2019年6月10日公佈了CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants：2018[4]。其部分內容如表2所列。該表有四欄，分別為：Quantity (量)、Symbol (符號)、Numerical value (數值) 和Unit (單位)。表中所列全部the fundamental physical constants均收在“quantity”欄內。既然它們都在“量”的名下，當然其總稱不是“基本物理常數”，而是“基本物理常量”，其中既包括有量綱常量 (dimensional constant)，如普朗克常量 (Planck constant)；也包括無量綱常量(dimensionless constant)，如精細結構常數 (fine-structure constant)。前者量綱指數不為零，可簡稱常量；後者量綱指數為零，才可稱為常數。

表2 CODATA中部分constant

在物理學中，常數只有數值沒有單位，僅是一個純數，例如精細結構常數(α=1/137.035999084)。而常量既有數值又有單位，例如真空中的光速(c=299792458 m/s)。總之，量=數·單位，二者具有本質的差異。換一個視角，如果將物理常數的單位認作“1”，那麼常數也可看做是常量的子集，此時可以把常數稱作“常量”，但反之絕不能把常量叫常數，顯然後者這種稱謂不合邏輯。

將常量稱為常數，之所以不妥，還因為常量 (有量綱常量) 的數值大小與它所在方程使用的單位制有關，單位制變了，該量的數值也會變化，當然不宜稱其為常數。例如真空中的光速在國際制、高斯制和原子制中的數值分別為299792458 m/s、29979245800 cm/s和137.035999084=α^（-1），顯然它不是常數[5]。而常數 (無量綱常量) 的數值大小與它所在方程使用的單位制無關，這才是真正的常數，例如精細結構常數的倒數α^（-1）在國際制的值與在高斯制和原子制的值，三者均相等。

當然，中西文化的差異對學術名詞的稱謂是有影響的。英語中雖有number (數) 和quantity (量) 二詞，但英語詞類 (總共十類) 中卻只有數詞而無量詞，語句中根本沒有constant number與constant quantity這兩個詞組。而漢語詞類 (總共十二類) 中既有數詞又有量詞，將數詞與量詞結合，很容易理解量與數的區別，故而在名詞審定時，對constant的譯名需要根據具體情況來區分它是常數還是常量。但不少人，閲讀英文文獻多了，對constant已經形成思維定式，不去思考它在文中的實際屬性究竟是常數還是常量，一律習慣性地稱其為常數。

如果再瀏覽一下科學出版社、高等教育出版社和人民教育出版社出版的大學和中學的各種物理課本，就會發現它們絕不會混淆常量與常數。青少年學生們從初中二年級就開始學習數與量的區別。人們擔心一旦前述的《中文新定義》成為國家標準，將會使教材出版界和物理教師們非常尷尬。

參考文獻

[1] 物理學名詞審定委員會. 物理學名詞(第三版). 北京：科學出版社，2019

[2] 國際單位制7個基本單位的中文新定義.http://www.cnterm.cn/xwdt/tpxw/201905/t20190514_490201.html

[3] 沈乃澂 譯，劉寄星 校 .第 16 章 單位、標準和常量 .見：Brown L M et al 編，劉寄星 主譯 .20世紀物理學(第 3 卷). 北京：科學出版社，2016

[4] CODATA. Recommended Values of the Fundamental Physical Constants：2018. 2019，https://physics.nist.gov/cuu/pdf/wall_ 2018.pdf

[5] 梁燦彬，曹周鍵 . 量綱理論與應用 . 北京：科學出版社，2020

本文經授權轉載自微信公眾號“中國物理學會期刊網”。

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