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关于 Ben Owen 博士

问:常量 c(光速)、epsilon_0(真空介电常数)和 alpha(精细结构常数)中哪一个更基本?还是同样基本?
——由美国的 Chipper Q 提交

答:这些常量均包含同样的信息-可以互相转换(借助其它常量)。但它们的量纲并不相同:c 是速度或者说单位时间的位移,epsion_0 是电学常量,而 alpha 没有量纲-它仅仅是一个数字。

我们需要分清楚量纲(比如速度)和单位(我们用来衡量事物的尺度,比如每小时英里数或者每秒米数)。

大部分的物理学家会说 alpha 比 c 或其它常量更为基本,因为无量纲的数字比有量纲的任何事物更为基本。实际上我们测量的就是数字。当我说离街角五十码,我是想说的是这个距离和那位早已过世的英国国王的步长的比例是 50。这个比例是不会改变的,即使我是用米来测量这两个距离。虽然到街角只有 45 米,但那位国王的步长也少于 1 米,因此除下来仍然是 50。

既然我们测量的是无量纲的数字,那量纲有什么用呢?

量纲可以帮助我们区分那些只能通过引用其它一些参数来进行比较的事物。如果我要将距离定义为时间,我必须使用一些额外的信息:以我的平均驾车速度为参照,我可以说我的房子离费城四小时。但如果我使用光速作为参照,我会说费城在一毫秒之外。于之对比,我还可以说费城在两百英里外。看上去,这似乎就像随便说一个时间,但实际上我是在说到费城的距离和那位英国国王的步长比例是 350,000。无论我使用什么单位,这个比例都不会变,我也不需要借助我自己和那位国王之外的任何人或任何事物。

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