黃 鋒,黃雅意
重慶交通大學應用數(shù)學和力學編輯部,重慶 400074
在科技論文中,對“量”的描述一般采用外文字母(包括英文、希臘等字母)表示,而外文字母有大小寫、黑白體、正斜體之分,同一字母的大小寫、黑白體、正斜體的表示方法不同,其所表示的含義亦不相同,有時同一字母其表示方法完全一樣,但是在不同場合或與不同的其他字母進行組合,其所表示的含義亦各存差異。例如,質量m,長度單位米m,詞頭m(毫,表示1×10-3,如毫米mm,毫秒ms);力(偶)矩M,質量量綱M,詞頭M(兆,表示1×10-6,如兆帕MPa,兆瓦MW)。鑒于外文字母表示量的復雜性,并考慮到國際交流的要求,國家技術監(jiān)督局于1993 年12 月27 日發(fā)布了中華人民共和國國家標準GB 3100~3102—93,并于1994 年7 月1 日起實施。自此,全國出版行業(yè)都在努力執(zhí)行這一國家標準。但是由于歷史與現(xiàn)實等多方面的原因,執(zhí)行情況的發(fā)展很不平衡,還存在著諸多的問題,在量和單位的使用中與國家標準的規(guī)定還有一定的差距。本文主要討論應用中常遇到的一些問題,這對提高論文質量和論文編輯、校對水平提供一定的幫助,并方便作者和讀者之間有效交流。
量分為物理量和非物理量。國家標準[1]中所規(guī)范的量都是物理量,每一個量都有一個名稱和符號,一般還給出了識別性的定義。用于定量描述物理現(xiàn)象的量為物理量,而日常生活使用的量為非物理量。物理量使用的單位是法定計量單位,非物理量使用的是一般量詞。通常在科技文獻中的“量”所表達的是確定的物理性質,與日常生活使用的非物理量有著本質區(qū)別。
量可以表示為:量=數(shù)值×單位,公式左邊的量采用其專屬符號表示。如ρl= 8 kg/m,其中ρl為“線質量”的符號,kg/m 為“線質量”的單位符號,8 就是以kg/m 為單位時“線質量”的數(shù)值。當選取不同的單位時,數(shù)值會發(fā)生變化,而量的符號不發(fā)生變化,這就表明作為數(shù)值和單位乘積的物理量與單位的選擇無關,也即當選取不同的單位表達量時,量的大?。戳恐担┍旧硎遣蛔兊摹T诳萍颊撐?如數(shù)學、物理等學科)中,方程式的描述證明、推導等過程,一般僅用量的符號來表示,這時可以認為量的單位統(tǒng)一由國際單位來表示。
“量”在使用過程中要符合國家標準,主要包括以下5 個方面的內容要符合規(guī)范:①量的名稱;②量的符號;③量符號的上、下標;④單位的名稱;⑤單位的符號。一般來說,在科技論文中,應該能夠準確使用了量、單位的名稱、符號,并能準確表示其符號的正斜體、大小寫、黑白體和字符種類。例如,表1 為力學中部分常用的量的表示方法。
表1 力學中部分常用的量的表示方法
下面,結合上述的幾個方面的內容,進一步論述“量”在科技論文中的表示方法。
這里所說的物理狀態(tài),是指其所表示的含義或數(shù)值等是不變的,或者是對某一狀況的解析說明。應用外文字母表示物理狀態(tài)時,外文字母一般用正體表示,例如:
1)羅馬數(shù)字及表示順序的字母:如Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ,i,ii,v,a,b,c 等。
2)表示具體數(shù)值的字母,如:π(3.1415926…),e(2.718…),i(i2=-1)等。
3)單位:N(牛),m(米),kg(千克),Pa(帕),W(瓦),m/s(米/秒),m/s2(米/秒2),rad(弧度),J/(kg·K)(焦每千克開)等。
4)表示的是詞頭:M(106),k(103),m(10-3)和μ(10-6)等。
5)各種確定運算符:+(加),×(乘),∑(求和),∏(連乘),∫(積分),?(偏微分),d (微分),δ(變分),lim(極限),max(最大值),ln(自然對數(shù)),T(矩陣轉置符AT),Re(實部),Im(虛部)等。
6)量符號中除表示變量及坐標以外的上、下標字母,如法向加速度,其中的上標n (normal(法向)的第一個字母)用正體表示,對加速度a的解析,說明是法向的加速度;邊界條件壁面(wall)上的溫度Tw中的下標w。
7)單個字母表示名稱時采用正體。
這里所說的物理變量,是指在不同條件下其含義或數(shù)值可變化的量或說明。應用外文字母表示物理狀態(tài)時,外文字母一般用斜體表示,例如:
1)全部量符號,例如:直角坐標x,y,z;柱坐標ρ,φ,z,球坐標r,θ,φ;;密度ρ,速度v等。
2)變動性的量符號表示的下標,例如:Fi;線密度lρ,面密度Aρ等。
3)代表點、線、面等空間位置的量,例如:點C的加速度aC,點P,直線AB,橫截面S等。
4)積分任意常數(shù)c 用斜體,因為它雖然是常數(shù),但其數(shù)值是不定的。
大寫外文字母主要用來表示廣義專用的量或整體的量。正確理解本條目則可明白為什么不少來自普通名詞的量或下標,在國標或行業(yè)習慣選用大寫字母。例如:
1)來源于人名的計量單位符號的首字母,如:N 牛[頓],J 焦[耳],Pa 帕,Hz 赫茲,Ω 歐[姆],F(xiàn) 法[拉],H 亨[利],W 瓦[ 特],V 伏[ 特],C 庫[ 侖],S 西[ 門 子],K 開[爾文]等。
2)化學元素符號的首字母,例如:Cu(銅),Al(鋁)等。
3)表示因數(shù)等于或大于10-6的SI 詞頭符號,例如:M(10-6),G(10-9),P(1015)(peta)等。
4)一般表示整體量的要用大寫字母,例如:面積A,集中力F,集中力偶M等。
小寫外文字母主要用來表示廣義普通量或局部量。主要有:
1)普通名詞的物理量符號,例如:頻率f,高度h,質量m,速度v等。
2)普通名詞單位符號,例如:米m,秒s,弧度rad(量綱一),質量g 等。
3)來自普通名詞的運算符、函數(shù),例如:cos,lim,min,d(微分),rot(旋度)等。
4)來自普通名詞的上下標,例如:(絕對切向加速度),Es(鋼steel 的彈性模量)。
5)表示因數(shù)等于或小于103的SI 詞頭符號,如:k(103),m(10-3),μ(10-6),p(10-12);
6)一般表示局部量(包括來自普通名詞表示局部量的下標),例如:分布力偶m,分布載荷q,分布壓力p等。
1)黑正體:如實數(shù)集R、有理數(shù)集Q、自然數(shù)集N、整數(shù)集Z、復數(shù)集C 等,由于這些量都有特定的意義,因此只需用正體表示。
2)黑斜體:矩陣、矢量、張量(若干矢量的集合)用黑斜體表示。這是因為矩陣、矢量、張量有“集合”的屬性,需要要用黑體表示;其亦是變量,同時需要用斜體表示。例如:剛度矩陣K,速度矢量v,直角坐標單位向量i,j,k。
1)一些確定運算符和表示具體數(shù)值的字母,需要用正體表示,如d (微分),B(x,y)(貝塔函數(shù)),i(i2=-1)等,這是其具有特定的含義;而當其以斜體的形式出現(xiàn)時,則其表示一般意義的變量,不再具有特定的含義。
2)表示物質酸堿度的pH 值和表示材料硬度的HRC 值可以認為是變量,但在使用中用正體表示,而不是用斜體表示。
3)量的符號一般為單個外文字母表示,但特征數(shù)的符號需用兩個字母表示(這種符號一般以人名的前兩個字母表示),如“歐拉(Euler)數(shù)”(Eu)、“韋伯(Weibo)數(shù)”(We)等。因此,在公式使用中為避免誤解為兩個量相乘,相乘的量之間需要加上乘號或采用1/4 個漢字空隙,以示區(qū)別。
4)因數(shù)(factor)和系數(shù)(coefficient)的問題。一個量與另一個量成倍數(shù)關系時,若該倍數(shù)量綱為1 時稱為因數(shù),如動摩擦因數(shù)μ;若k的量綱不為1 時稱為系數(shù),如阻尼系數(shù)δ。
[1]國家技術監(jiān)督局發(fā)布.GB3100~3102—93量和單位[S].北京:中國標準出版社,1994.
[2]陳浩元.科技書刊標準化18講[M].北京:北京師范大學出版社,1998.
[3]景榮春.科技文獻撰寫中的若干問題[J].華東船舶工業(yè)學院學報(自然科學版),2003,17(4):90-93.
[4]劉榮.科技期刊中量和單位的規(guī)范化使用[J].航天標準化,2008(4):42-45.