现有物理学中的单位制是否会导致产生一些常数影响公式或定律的简洁性美观性或者使理解变得困难?

例如在F=ma中m的单位若为g,则公式前出现常数1000,相同的在E=hv改变频率v的进制则会使普朗克常量h发生变化。
那么单位制的不完美是否会在一些物理学公式中导致不必要的常数出现?
或者能否找出一种近乎完美的单位制使公式中的每个量都有实际意义而不是使它们与单位换算的常数混在一起?

补充一下,提问完我也使劲翻了一会知乎,找到几个有用的答案:
首先是关于常数的来源,自然常数和耦合常数
http://www.zhihu.com/question/23687847
而答主也提到单位换算带来了自然常数的系数,那么改变这些单位的确会是影响到其数值
然后是关于化简,我不能同时复制几个网址,关键词如下:自然单位制,普朗克单位制,,用于简化运算

plus:我的问法好像有点问题,我的本意是想表达是否能通过改变单位制使某些公式变得简洁美观而不是到处是常数,化简运算且更好理解
进而,发现一些物理常数潜藏的含义,举个不恰当的例子——万有引力常量G,之前在哪看过一个讨论说其大小可能与空间本身某些性质相关;还有E=hv,其中v单位是人定的,那么在理解这个h上就有些困难了,但隐约觉得这个h相关着宇宙的某个基本性质…(脑洞有点大)

其实题主一直有种想法,就是想在物理学中尽量减少人为因素的影响(例如人定的单位制),从而使这些定理公式展现宇宙本来的美(说不定宇宙有一套自己的单位呢?(*_*) ),让我们能推测或猜想出更多的东西?

推荐  (1) | 3人关注关注
2个答案
3 0

有两类构造新单位制的方法:

(1) 对单位进行线性变换。比如说力学用m, kg, s这三个单位作为基本单位,对应长度、质量、时间这三个基本物理量。但是我也可以用CGS制,采取cm, g, s对应同样的三个物理量。我还可以定义1z=1N.s,以能量、动量、长度这三个物理量作为基本物理量,用对应的J, z, m最为基本单位。这么做搞出来的新单位制跟原来的单位制没什么本质区别,物理定律的形式也是一样的。

(2)给物理常数定一个新的值,比如无量纲的1。这个严格来讲物理定律也没变,只不过前面的常数没了,但是这样看起来就很方便。比如说高斯制下规定真空的介电常数为1,这样库仑常数就也变成1,库仑定律看起来清爽多了。你也可以对万有引力定律这么搞一下。这个做得最极端的是自然单位制,能归一的都给归一了,特别暴力。

但是但是,这种强行把常数定成1的单位制连算1+1都成问题,因为介电常数的1和库仑常数的1不是一个1,就算单位一样也不能加到一起。用高斯单位制之前都得先向高斯发誓不能做出这种丧心病狂的事情。这种情况带来的比较现实的一个问题就是我问高斯制的1立方埃等于国际制下的什么,你不能直接告诉我等于10^-30立方米,因为它还可能等于1.11e-10 C m^2/V(10^-30立方米乘以高斯制下的好几个1和根号1)。所以这种单位制下表达一个物理量的数值,不仅得说它是几,还得说它是干嘛的。

-------------------------------------------------------------------------

那么E=hv中的h是否也会类似这样的情况?

有可能啊,比如SI制下对普朗克常量,有这里面显然G比g更本质,但是真空介电常数、普朗克常量、光速、精细结构常数、基本电荷哪个更本质就不好说了。我觉得大家认为精细结构常数被其他那几个常数定义纯粹是因为当时没法直接测精细结构常数。现在不都发现了精细结构常数是随时间变化的了么

至于一个常数具体得几,这个不太重要,不影响大局。

0 0

我曾经想过如果普朗克常量规定为1那世界不就是整数倍了?

查看更多

添加回答

登录 后回答问题,你也可以用以下帐号直接登录

相关问答

关于我们 加入果壳 媒体报道 帮助中心 果壳活动 家长监控 免责声明 联系我们 移动版 移动应用

©果壳网    京ICP证100430号    京网文[2015] 0609-239号    新出发京零字东150005号     京公网安备11010502007133号

违法和不良信息举报邮箱:jubao@guokr.com    举报电话:18612934101    网上有害信息举报专区    儿童色情信息举报专区