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為什么科學中從來就不用單位“個”?

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-08-15 11:34:54    作者:楊洋陽    瀏覽次數:86
導讀

疑問:阿伏伽德羅常數不是用來表示一摩爾物質所含粒子個數的常數嗎?其單位不應該是「個」嗎?后來想到既然是一摩爾,那「每摩爾」也說的過去了。但是那也不應該是「個每摩爾」嗎?為什么會有這樣的問題?很多人簡單

疑問:

阿伏伽德羅常數不是用來表示一摩爾物質所含粒子個數的常數嗎?其單位不應該是「個」嗎?后來想到既然是一摩爾,那「每摩爾」也說的過去了。但是那也不應該是「個每摩爾」嗎?

為什么會有這樣的問題?

很多人簡單地將這個問題看成,西方人沒有量詞,所以摩爾這個量綱才會如此不倫不類,事實真的如此嗎?

我們先來想想,平時所說的量詞是一些什么?比如,一【根】繩子,一【塊】肉,一【段】時間……

那么現在看,根、塊、段這些漢字里的量詞,是量綱嗎?顯然不是。

一根繩子和一米的繩子之間沒法換算,同理一塊肉也可大可小,一段時間可長可短。

量綱是什么呢?

我們再重新表述一下:一【米】繩子,一【公斤】肉,一【分鐘】時間。

那么量詞和量綱之間的關系是什么呢?

我們繼續看:首先,漢字中的量詞和量綱是可以疊加的。

一【根】一【米】的繩子;一【塊】五【公斤】的肉;三【分鐘】的一【段】時間。

其次,漢字中的量詞,前面通常是自然數,不太可能是分數或無理數;

一【根】繩子截成兩段,就是兩【根】繩子,而不是半【根】繩子 × 2,但是一【米】的繩子平均截成兩段,那就可以得到1/2【米】的繩子,要是真有心,還可以得到2/π【米】這樣的長度。

現在就很清楚了,量詞和量綱是兩個概念,硬要用量詞去做物理量量綱,那她們真是無能為力,因為不具備物理量的特性。

為什么把【個】放在摩爾這個單位中感覺這么順暢呢?

這是因為,摩爾這個單位就是為了計數而存在的,之所以我們誤認為她可以用【個】作單位,是因為微觀粒子的特性,她不僅可數,而且幾乎是同一性的。但是,我們根據摩爾的定義,12克碳-12 中的原子數是為1摩爾,那么這個阿伏伽德羅常數,她雖然表述為6.022 × 10^23,但只是數學上的意義,精確計算地話,幾乎可以肯定會有無限位小數,也就是說,她不可能和“n個原子”這樣的表述劃等號。那么現在問題來了,你給我找2/π【個】原子試試?

顯然,作為量詞的【個】無法滿足這樣的要求,我們口語里雖有【半個瓜】這樣的詞匯,但這樣可拆分的【個】,全是針對宏觀且形狀規則的物品而言的,一個瓜碎落在地上,隨便撿個瓜皮,你就沒法用【數字+個+瓜】這樣的方式表達了,可見,【個】也不具備物理量量綱的特性。

有人會說,這個說法太匪夷所思了,阿伏伽德羅常數怎么能不是整數呢?但是不要忘了,這叫定義,我們現在“米”的定義是什么呢?是真空中光在 1/299792458 秒內的行進距離,這比【摩爾】的表達式更扯,但定義就是如此。

那么,這個看似是【個】的物理量應該是什么呢?其實就是【1】。【數字+量綱】的組合,是具有相乘性的,這一點我們在高中物理課上就學過了,既然是一個計數的物理量,那么她所乘的,不就是【1】了嗎?

其實這類物理量并不是孤例,角度及弧度也是一個純數學概念的物理量,她也沒有量綱,或者也可以說,量綱就是【1】。不過,我們漢語中沒有描述角度的量詞,所以也就沒有人矯情這事了。

最后再多說一句,摩爾是針對微觀世界發明的,而【個】卻是對宏觀和微觀都適用的詞匯。宏觀的事物,如果數量足夠多,咱可以用阿僧祇、恒河沙之類的佛家用語,但是并不能用摩爾來表達,這也算是量詞【個】和量綱【1】不能等同的依據之一。

 
(文/楊洋陽)
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