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圆周率与普朗克常数

已有 7969 次阅读 2012-3-17 08:57 |个人分类:科教与社会|系统分类:科普集锦| 圆周率, 狄拉克, 普朗克常数

看了蒋讯先生的博文,才知道有人提出要用τ = 2π来作为圆周率。我不是搞数学的,不知道π是否真的有定义上的问题,但是,照现在的汉语和英语的定义,像我这样的外人尚看不出有什么错误。用τ来替代π是不是更好,是不是更方便?可能会方便一点。我由此想到了我学习的学科中的一个常数,普朗克常数。

普朗克常数总是用英语字母h来表示,但是,在量子力学中,人们更喜欢用ħ, ħ = h/2π。照理说,用ħh并没有原则性的差别,但是使用ħ的好处是使得许多公式变得简洁,不大出现那个讨厌的2π。而且当使用所谓“原子单位”时,ħ的值等于1,许多公式中连普朗克常数都不出现了,更加简洁。

多了一个没有原则性改进的常数ħ,而基本上却成功替代了原来的常数h。这说明什么问题?我看至少说明两点:第一,它有用,确实简化了表述;第二,替代的成本很低。

关于替代的成本很低,我虽然没有做深入的研究,也不知道是哪一位学者最早提出这个ħ的,但是,ħ的使用应当很早,至少在量子力学创始人狄拉克的《量子力学原理》一书中就用了ħ(此书第一版是在1930年,但是我目前能看到的是58年的版本)。当时掌握和使用量子力学的人并不像今天这样多。即使在今天,学习和使用量子力学的人,对于全人类来说,毕竟仍然是极少数。所以,引入并且让人接受这个新的常数ħ,并不需要很大的成本。

回过头来看π,π已经被全人类所接受,而且接受了不是十年八年,而是许许多多年了。即使τπ有较大的优越性,要想用τ来替代无大错的π,其成本无疑将太高。

总之,要想用一个新的常数替代已经被习惯使用的另一个常数,其必要条件是:第一,替代有大的利益;第二,替代的成本很低。

 



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