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物理量纲和物理单位之间是什么关系?

已有 6343 次阅读 2021-7-13 09:38 |个人分类:科普|系统分类:科研笔记

    量纲分析是一种重要的科学方法,无量纲化也是研究流体力学等复杂系统时常用的数学工具。遗憾的是,人们并没有真正领悟量纲分析法蕴含的物理学原理。

    在现实物理学中,标度概念是物理单位的推广。标度在本质和语义两方面都与量子概念是等价的。独立的标度称为基本量子,也就是物理量纲。在三维物理空间中,独立的标度只有三个。例如,经典力学中的基本量子是长度、时间和质量的单位;实粒子场论中的基本量子是质量、时间和速度的单位。现实物理学的客观性原理要求标度具有协变性,即所有标度都可由基本量子表达。简而言之,物理量的单位只有三个是独立的,这三个独立的单位就是量纲。

    国际单位制(SI制)中有七个基本物理量,它们是长度、时间、质量、热力学温度、电流强度、物质的量和发光强度。这些物理量的基本单位分别是米(m)、秒(s)、千克(kg)、开尔文(K)、安培(A)、摩尔(mol)和坎德拉(cd),现代物理学理论认为这七个基本单位是相互独立的。但是,根据现实物理学理论,独立的单位只有三个,其它单位都是导出单位。因此,国际单位制中的基本物理量不是完全独立的,它们之间应该满足标度协变性。这个重要结论希望引起所有科技人员,尤其是计量研究工作者的关注。


参考文献

[1] Z. C. Liang, Outline of real physics. Global Journal of Science Frontier Research: A 20(3) 9 (2020).

https://doi.org/10.34257/gjsfravol20is3pg9

[2] Z. C. Liang, Dark matter and real-particle field theory. Preprint, DOI: 10.13140/RG.2.2.26655.28327/1




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