99号元素锿其实就是“爱因斯坦素”。不知道为什么,大陆这边用了汉字锿,看上去不太明显了。港台用的是鑀,直观一些。
跑个题,96号元素锔本义是“居里素”,一开始用了汉字锯,然后大家发现,这不是锯子的锯吗?再然后就改成锔了。
在历史上,我们现在接触到的人名单位,主要来自两个时期,一个是19世纪后期,另一个是战后到20世纪中期。这之中不仅出现了我们现在接触到的各个人名单位,还有一系列已经停用的人名单位,可以说只要是在19世纪做出过一定贡献的物理学家,当时都“分”到了一个单位。20世纪中期则是我们今天的国际单位制正式确立的时期,这一阶段的主要工作是规范整个国际单位制的体系,牛顿、焦耳等单位都是在这个时期才真正确立的。
对于这个问题,简单说,爱因斯坦的时代已经过了第一个时期,20世纪的科学已经不需要创造新的基础单位,所以以基础物理学家命名的单位不再出现(不过实验和工程领域的新人名单位还是有的)。而且,爱因斯坦之前的普朗克就提出了自然单位制和普朗克单位的概念,它的目的是连长度、时间和质量单位都可以统一。后来是化学界在某个很边角的地方找到了一个可以安爱因斯坦名字的单位,把1摩尔光子定为1爱因斯坦,用来表示光合作用的辐射量,但这个单位实在太偏,而且有化学界蹭热点的感觉,所以现在也很少见。
我们再具体看一下现在这些人名单位究竟是怎么来的。最早提出用人名来定义新单位的是开尔文男爵和麦克斯韦等英国科学促进会成员,他们在1861年引进了伏特、欧姆和法拉(电容单位,对应法拉第)。在他们之前,科学界虽然已经普遍接受了公制,但人们认为不需要一套单独的电磁学单位,因为按照库仑定律,电荷量可以直接从力导出,而力只需要时间、长度和质量单位。这个理念最早是由高斯确立的。
到了1861年,麦克斯韦等人提出应该应该给一些抽象的物理量单独起一个名字,这才有了用人名定义单位的习惯。但是,当时的科学领域普遍使用的不是我们现在用的米-千克-秒(MKS)制,而是厘米-克-秒制(CGS),所以当时主流的力单位是“达因”(dyne),能量的单位是“尔格”(erg),这两者是CGS制下定义的。在十九世纪晚期,由于为电磁学设计的CGS制的单位太小,不利于将公制推广到大众,于是产生了CGS制和MKS制的争议。
后来,国际单位制正式确立为MKS制,但由于电磁学界使用CGS制时间已经很久,当时除了伏特和欧姆能够通用,其余电磁学单位在不同系统中的名称完全不同。最典型的就是磁场的单位,国际单位制的磁通量密度和磁通量分别是“特斯拉”和“韦伯”,但CGS制的相应单位却是“高斯”和“麦克斯韦”,CGS制还将磁场中的H场强度定为“奥斯特”(MKS制没有单独定义)。从这几个人的年代就可以看到,特斯拉明显是后来才起的(1960年)。CGS制下还有很多很有意思的人名单位(但今天都已经不再使用),比如加速度单位是“伽利略”,电荷单位是“富兰克林”,熵单位是“克劳修斯”等。
第二段新单位时代则是20世纪中期,这一个时期的主要目标是向全世界的人民群众推广公制,同时基于物理学的进展,将已有的单位体系完善化。直到二战结束后,这个议题才被推上日程。当时的主要任务有两个,一是确立成体系的MKS单位系统,二是定义新的基本单位(20世纪之前人们一直认为只需要三个基本单位)。在1948年时,国际度量衡大会才提出了基于MKS制的牛顿、焦耳、瓦特等单位(瓦特作为电学单位已经存在,但那时才确立为所有功率的单位),取代了CGS制里力和能量的单位达因和尔格。1954年时才确立了电流、温度、光强三个新基本单位,并将温度单位明确成标量开尔文,而不再写成温标。1960年时引进了赫兹和特斯拉,直到1971年时才引进了帕斯卡。
可以看到,这一个时期其实是在追溯一些基础物理学概念的鼻祖,尤其是1971年才追封的帕斯卡很明显是为了填补过去制度混乱的坑——由于以前没有明确的MKS系统意识,压强单位都是直接按实验习惯而来,于是产生了torr、mmHg、atm、bar、psi等一系列单位。所以,这个时候的新单位和爱因斯坦,以及爱因斯坦同时代的基础物理学家关系不大。
当然,20世纪里的实验科学新发现依然创造了几个进入国际单位制的新人名单位,比如放射性单位“贝克勒尔”,辐射剂量单位“西弗”,辐射吸收剂量“格雷”,这三者都是国际单位制规定的导出单位,而且都和放射性有关(而且伦琴、居里也都做过单位)。可见,只要实验科学产生新的需求,人们还是会继续命名新的人名单位的,不过这里跟爱因斯坦确实不会产生更多联系了。
参考资料:
List of scientific units named after people
General Conference on Weights and Measures
参考阅读: