普朗克常量单位(普朗克常数的数值和单位)

如果盘点20世纪最杰出的物理学家，马克斯·普朗克一定在列。1900年，普朗克发表了黑体辐射公式，假设能量只能以离散的“量子”形式释放，这标志着量子物理学的开始。为了表彰普朗克在这一物理新领域的开创性贡献，他于1918年被授予诺贝尔物理学奖。

普朗克在黑体辐射的研究中引入了一个关键数值。这个物理常数把人们的注意力吸引到了物理学的极端尺度边缘，深刻影响了量子物理学的发展和人们对亚原子世界的探索。

普朗克认为，一个虚构的谐振器只能改变某个最小量的能量。这个能量(E)与相关的电磁波频率(ν)成正比，可以表示为E = hν，其中比例常数为H，这就是后来所说的普朗克常数。随后，爱因斯坦发展了这个关系来描述光子的能量，然后用光子假说来解释光电效应。

从某种意义上说，普朗克常数及其导数约化普朗克常数(≡ h/2π)可以反映物理世界的一些最基本的性质。从玻尔的原子模型到海森堡的测不准原理，从搭建波粒二象性的桥梁到精确量化“千克”单位，如今普朗克常数已经成为量子力学乃至物理学中最重要的数值之一。普朗克常数进一步发展的一系列物理量，也成为引导科学家探索极限的路标。

根据狭义相对论的长度收缩和时间膨胀，相对运动的两个观察者在时间和长度上总是有差异的。这是真的吗？他们可能不同意用任何单位来测量长度和时间。但是，有一些“绝对”的长度和时间，这是由宇宙的性质决定的。这个长度和时间完全由物理定律中的宇宙常数定义。不管是谁，不管是在太阳系还是比邻星系统，只要遵循和我们一样的物理定律，都是一样的。普朗克长度P和普朗克时间tP就是这样的物理量。定义它们的三个基本常数是约化普朗克常数()，引力常数(g)和真空光速(c)。

普朗克长度非常非常非常小，在国际单位制中大概是1.6×10-35米，也就是0.0000000000005如果你对这个数量级还没有概念，可以试着这么想:原子的数量级大概是0.000000001米，已经是我们肉眼可见的最小物体的百分之一了。假设你以每秒1普朗克长度的速度测量一个原子的直径，那么你将花费宇宙当前年龄的一千万倍的时间。普朗克时间是以真空光速穿越普朗克长度所需的时间，约为5.4×10-44秒。

事实上，从马克斯·普朗克开始，物理学家已经发展出一套完整的自然单位，统称为普朗克单位。普朗克单位不仅包含时间和长度，还包含质量、温度等很多物理量。除了C、G和，涉及的普适常数还包括波兹曼常数(kB)。(有时还要加上库仑常数ke。)

如果使用国际单位制或任何其他单位制来表示这些常数，则常数的值必须取决于用于测量的单位。虽然许多单位非常适合我们的日常经验，但它们并不总是适合理解宇宙更复杂的方面。如果把上式中所有的普适常数改写为C = G = = KB = 1，那么P，tP，mP……这些值都变成1，它们就构成了一个完整的单位系统。普朗克单位完全来源于基本常数的组合。因此，从某种意义上说，它们是最普遍的自然单位，这也是理论物理学家最常用的工具。

普朗克单位中的每个物理量本身也包含着重要的意义。普朗克单位是宇宙第一时刻的特征。标准的大爆炸模型可以解释普朗克时间前后的宇宙演化。那一刻宇宙处于普朗克温度，光子的平均能量接近普朗克能量。

普朗克单位也描述了一个不可想象的普朗克尺度世界。在普朗克长度和时间的尺度上，时间空和宏观的样子完全不一样。不再是连续平滑，而是有巨大的波动。人们怀疑这个尺度的时间空可能会变成一个混沌的量子泡。在弦理论中，“弦”的特征长度尺度被认为在普朗克长度的这个数量级上。

普朗克长度被认为是基本尺寸的极限，是我们理论上能探测到的最小距离尺度。因为要探测普朗克尺度上的任何东西，我们需要能量极高(普朗克能量)的粒子。当这种极高能量的粒子与目标相互作用时，就会形成黑洞。即使我们继续增加能量，也无济于事。只会让黑洞变得更大。

事实上，我们真的不知道在这个尺度下会发生什么。现在普遍认为，已知的物理学定律在超过普朗克尺度的极限后会崩溃，甚至相对论物理学也可能需要特别的调整。比如普朗克长度和普朗克时间都是由普适常数定义的，不同的观测者观测应该是一样的。长度收缩和时间膨胀对这个尺度的影响呢？如果在一个运动的参照系中观察这个时间和长度，似乎需要修正狭义相对论。事实上，一些科学家已经开始了这样的尝试。例如，2002年，意大利理论物理学家乔瓦尼·阿梅里诺-卡米利亚提出了双狭义相对论(DSR)，试图将普朗克尺度纳入讨论。

但是，一切还是猜测，他们很可能一直只是猜测。

普兰克科写的

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参考来源:

https://www . nobel prize . org/prize/physics/1918/Planck/biographical/

https://newt . phys . UNSW . edu . au/einsteinlight/jw/module 6 _ Planck . htm

https://www . Forbes . com/sites/starts with abang/2019/06/26/宇宙中最小的可能距离是什么/#655a742048a1

https://www.universetoday.com/79418/planck-time/

https://www . huffpost . com/entry/what-the-Planck-scale-and-why-do-physicians-use _ b _ 59 ee 45 ce E4 b 031d 8582 f 5767？_guc_consent_skip=1596420570

https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/P/Planck+Units