一
為了適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，促進(jìn)我國市場經(jīng)濟(jì)與國際接軌，國家技術(shù)監(jiān)督局于1993年12月27日批準(zhǔn)、發(fā)布了15項(xiàng)量和單位國家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定從1994年7月1日起實(shí)施。這套國家標(biāo)準(zhǔn)1994年12月由中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版發(fā)行，書名為《量和單位》。
《量和單位》是1986年第二版的修訂版和替代本，包括GB 3100—93《國際單位制及其應(yīng)用》、GB 3101—93《有關(guān)量、單位和符號的一般原則》、GB 3102.1—93《空間和時間的量和單位》、GB 3102.2—93《周期及其有關(guān)現(xiàn)象的量和單位》、GB 3102.3—93《力學(xué)的量和單位》、GB 3102.4—93《熱學(xué)的量和單位》、
GB 3102.5—93《電學(xué)和磁學(xué)的量和單位》、GB 3102.6—93《光及有關(guān)電磁輻射的量和單位》、GB 3102.7—93《聲學(xué)的量和單位》、GB 3102.8—93《物理化學(xué)和分子物理學(xué)的量和單位》、GB 3102.9—93《原子物理學(xué)和核物理學(xué)的量和單位》、GB 3102.10—93《核反應(yīng)和電離輻射的量和單位》、GB 3102.11—93《物理科學(xué)和技術(shù)中使用的數(shù)學(xué)符號》、GB 3102.12—93《特征數(shù)》、GB 3102.13—93《固體物理學(xué)的量和單位》。以上這15項(xiàng)量和單位國家標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)，是各行各業(yè)必須執(zhí)行的基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，是國家法定計(jì)量單位的具體應(yīng)用形式。
根據(jù)《中華人民共和國計(jì)量法》和《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》的規(guī)定，國家要求所有1995年7月1日以后出版的科技書刊、報紙、新聞稿件、教材、產(chǎn)品銘牌、產(chǎn)品說明書等，在使用量和單位的名稱、符號、書寫規(guī)則時都應(yīng)符合這套標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；所有出版物再版時，都要按這套標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行修訂。
這套國家標(biāo)準(zhǔn)是以國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的TC 12技術(shù)委員會于1992年制定的相應(yīng)ISO國際標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本，參考其他國家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合我國國情制定的。與1986年版相比，在量和單位的體系上、名稱和符號上，更為系統(tǒng)，更好地反映了當(dāng)代科學(xué)的概念。如將國際單位制（SI）中的SI輔助單位明確地歸入SI導(dǎo)出單位一類，將“無量綱量（dimensionless quantities）”改稱為“量綱一的量（quantities of dimension one）”，規(guī)定其SI單位為一（one），符號為1。增加了四個詞頭：1024，堯[它]，yotta，Y；1021，澤[它]，zetta，Z；10－24，幺[科托]，yocto，y；10－21，仄[普托]，zepto，z。禁止了像ppm，pphm，ppb等語文縮寫的使用。
這套國家標(biāo)準(zhǔn)引入了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 31-0：1992對量的一套命名法。如果量Q為量A除以量B為質(zhì)量（mass）、體積（volume）、長度（lenght）、面積（area）等，則將形容詞質(zhì)量（的）（massic）、體積（的）（volumic）、線（的）（lineic）、面積（的）（areic）（括號中的形容詞是新造的英文形容詞）等放在A的名稱前構(gòu)成Q的名稱。因此在新標(biāo)準(zhǔn)中，將比熱容（specific heat cpacity）稱為質(zhì)量熱容（massic heat cpacity），將質(zhì)量密度（mass density）或密度（density）稱為體積質(zhì)量（volumicmass）……。當(dāng)然像這些量的原名稱仍可以繼續(xù)使用。
此外，標(biāo)準(zhǔn)對量的名稱作了一系列的合理簡化。例如將名稱中的“物質(zhì)B”簡化為“B”，將“物質(zhì)B的濃度”簡化為“B的濃度”。將“內(nèi)能（internal energy）”和符號“U，（E）”改為“熱力學(xué)能（thermodynamic energy）”，意圖是把這個在熱力學(xué)中定義的能量與力學(xué)、電磁學(xué)中定義的能量相區(qū)別。
《量和單位》中有15項(xiàng)量和單位國家標(biāo)準(zhǔn)，可以分為四個部分。第一部分為GB 3100—93《國際單位制及其應(yīng)用》；第二部分為GB 3101—93《有關(guān)量、單位和符號的一般原則》；第三部分為GB 3102.1～3102.10—93，GB 3102.12～3102.13—93；（各學(xué)科的量和單位）第四部分為GB 3102.11《物理科學(xué)和技術(shù)中使用的數(shù)學(xué)符號》。
二
第一部分GB 3100—93《國際單位制及其應(yīng)用》是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、通用性的標(biāo)準(zhǔn)，等效采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 1000：1992《SI單位及其倍數(shù)單位和一些其他單位的應(yīng)用推薦》，參照采用國際計(jì)量局《國際單位制（SI）》（1991年第6版）。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)列出了國際單位制（SI）的構(gòu)成體系，規(guī)定了可以與國際單位制并用的單位以及計(jì)量單位使用規(guī)則。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)適用于國民經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)、文化教育等一切領(lǐng)域中使用計(jì)量單位的場合。
GB 3100—93的一級條目分別為：
引言
1 主題內(nèi)容與適用范圍
2 國際單位制的構(gòu)成
3 SI單位
4 SI單位及其倍數(shù)單位的應(yīng)用
5 單位名稱
6 單位符號
7 可與國際單位制單位并用的我國法定計(jì)量單位
附錄A SI單位的十進(jìn)倍數(shù)與分?jǐn)?shù)單位及可并用的某些其他單位示例
附錄B 國際單位制基本單位的定義
GB 3100—93闡述了國際單位制的構(gòu)成體系，列出了國際單位制的各個基本組成部分并作出必要的解釋和說明。國際單位制的各個基本組成部分分別為，7個SI基本單位、18個包括SI輔助單位在內(nèi)的具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位、3個由于人類健康安全防護(hù)上的需要而確定的具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位、20個SI詞頭。同時規(guī)定了單位和詞頭的名稱、簡稱、符號。所有國際單位制的單位都由它們組合而成。
GB 3100—93特別突出了7個SI基本單位。SI基本單位分別是相互獨(dú)立的7個物理量（長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量、發(fā)光強(qiáng)度）的單位。標(biāo)準(zhǔn)給出了7個基本單位的嚴(yán)格定義，它們是從科學(xué)實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的、反映了當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平，具有較高的精度并易于復(fù)現(xiàn)。從7個基本單位的定義可以看出，除了質(zhì)量單位千克定義使用實(shí)物基準(zhǔn)外，其他6個基本單位定義均使用自然基準(zhǔn)。由此可以認(rèn)為國際單位制是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、精密準(zhǔn)確的。
GB 3100—93明確了我國法定計(jì)量單位與國際單位制的關(guān)系。我國法定計(jì)量單位除了國際計(jì)量單位制的主體以外，還選擇了16個可與國際單位制并用的非SI的單位，作為我國法定計(jì)量單位的一部分。
GB 3100—93對國際單位制在中國的使用方法作了規(guī)范。規(guī)定了單位全稱和簡稱的使用、組合單位名稱與其符號表示和讀寫的方法、成方形式單位名稱的讀寫規(guī)則等。規(guī)定了單位符號的使用規(guī)則和書寫規(guī)則。單位符號的使用規(guī)則包括單位符號的通用性、單位中文符號的使用場合、單位符號形式的確定性等。單位符號的書寫規(guī)則包括單位符號書寫的正斜體和大小寫要求、相乘和相除方式構(gòu)成的組合單位符號的表示方法等。
三
第二部分GB 3101—93《有關(guān)量、單位和符號的一般原則》是1986年第2版的修訂版，依照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 31-0：1992《量和單位──第零部分：一般原則》進(jìn)行修訂的。GB 3101—93等效采用了國際標(biāo)準(zhǔn)，是我國一項(xiàng)強(qiáng)制性、基礎(chǔ)性的標(biāo)準(zhǔn)，是《量和單位》系列標(biāo)準(zhǔn)中的理論基礎(chǔ)。
GB 3101—93規(guī)定了各科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域使用的量、單位和符號的一般原則。其中包括物理量、方程式、量和單位、一貫單位制，特別是國際單位制的原則說明。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)適用于各科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
GB 3101—93的一級條目分別為：
引言
1 主題內(nèi)容與適用范圍
2 量和單位
3 關(guān)于符號和數(shù)字印刷方面的規(guī)定
附錄A 物理量名稱中所用術(shù)語的規(guī)則
附錄B 數(shù)的修約規(guī)則
附錄C 有關(guān)量和單位國際組織。
GB 3101—93用很大的篇幅對量進(jìn)行規(guī)范的描述和講解。強(qiáng)調(diào)《量和單位》系列標(biāo)準(zhǔn)中處理的量都是用于定量描述物理現(xiàn)象的物理量。量可分為很多類，屬性相同的量組合為同一量，同一類量可以用選定的量單位與一個數(shù)的乘積表示。如納的一條譜線的波長為：
λ＝5.896×10－7 m
式中λ為波長符號；m為長度米的符號；而5.896×10－7則是以米作單位時，這一波長的數(shù)值。量可以是標(biāo)量，也可以是矢量或張量。在普遍情況下，常用下列關(guān)系式表示：
A＝{A}·[A]
式中A為某一物理量的符號；[A]為某一單位的符號；而{A}則是以單位[A]表示量A的數(shù)值。
GB 3101—93描述量和量之間的關(guān)系時，具體講解了量的數(shù)學(xué)運(yùn)算、量的方程式和數(shù)值方程式。規(guī)定兩個或兩個同一類的物理量可以相加或相減；一個物理量可按代數(shù)法則與另外的物理量相乘或相除。A和B兩個量的乘積和商滿足下列關(guān)系：
AB＝{A}{B}·[A][B]
式中{A}{B}為量AB的數(shù)值{AB}，乘積[A][B]為量AB的單位[AB]；商{A}/{B}為量A/B的數(shù)值{A/B}，商[A]/[B]為量A/B的單位[A/B]。
如作勻速運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)的速度為
v＝l/t
式中l為質(zhì)點(diǎn)在時間間隔t內(nèi)所經(jīng)過的距離。
若質(zhì)點(diǎn)在時間間隔t＝2 s內(nèi)所經(jīng)過的距離l＝6 m，則有
v＝l/t就是一個量的方程式。如分別用千米每小時、米和秒作為速度、長度和時間的單位，則數(shù)值方程為
{v}km/h＝3.6{l}m/{t}s
GB 3101—93明確指出量方程式與所選用的單位無關(guān)，而數(shù)值方程式與所選用的單位有關(guān)。因此，通常優(yōu)先選用量方程式。
在量方程式中還常使用經(jīng)驗(yàn)常量、數(shù)字因數(shù)。GB 3101—93分別對二者進(jìn)行舉例說明。如在單擺的長度l與單擺周期T的關(guān)系的量方程式為
T＝C·l1/2
式中經(jīng)驗(yàn)常量C＝2.006 s/m1/2。質(zhì)量為m，速度為v的質(zhì)點(diǎn)的動能為
式中1/2為數(shù)字因數(shù)。
量制和量綱作為《量和單位》系列標(biāo)準(zhǔn)中的基本概念，在GB 3101—93占有重要的位置。在科學(xué)領(lǐng)域中，約定選取的基本量和相應(yīng)的導(dǎo)出量的特定組合叫量制?；玖亢蛯?dǎo)出量組成量制。例如在力學(xué)中，除長度、質(zhì)量、時間三個基本量外，還包括速度、加速度、力等導(dǎo)出量。所謂量綱，是指以量制中基本量的乘積，表示該量制中量的表達(dá)式。量綱只是表示量的屬性，而不是它的大小。量綱只用于定性地描繪物理量，特別是定性地給出導(dǎo)出量與基本量的關(guān)系?；玖康牧烤V就是它本身，導(dǎo)出量的量綱表現(xiàn)為基本量綱和其他導(dǎo)出量的量綱之積，簡稱為量綱積。
為了便于表達(dá)，常使用符號表示量綱。GB 3101—93對此作了具體規(guī)定：量Q的量綱用符號寫成
dim Q
量綱的一般表達(dá)式為
dim Q＝AαBβCγ…
式中A，B，C…為該量制中基本量A，B，C…的量綱；α，β，γ…為對應(yīng)基本量的量綱指數(shù)。
在SI中量Q的量綱一般表示為
dim Q＝LαMβTγIδΘεNζJη
式中L，M，T，I，Θ，N，J為SI基本量長度，質(zhì)量，時間，電流，熱力學(xué)溫度，物質(zhì)的量，發(fā)光強(qiáng)度的量綱。
在SI中速度v的量綱關(guān)系式為
dim v＝LT1/2
GB 3101—93對量制和量綱的以上表述和規(guī)定嚴(yán)謹(jǐn)、清晰、完整，為量和單位的具體應(yīng)用，例如檢驗(yàn)物理關(guān)系正確與否，提供了理論根據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。
在單位的一般原則部分，GB 3101—93特別表述了一貫制單位制的概念。選擇一種單位制，可以使包含數(shù)字因數(shù)的數(shù)值方程同相應(yīng)的量方程式有完全相同的形式，這樣在實(shí)際應(yīng)用中比較方便。對有關(guān)量制及其方程式而言，按此原則構(gòu)成的單位制稱為一貫單位制，簡稱一貫制。在一貫制的單位方程中，數(shù)字因數(shù)只能是1。SI就是這種單位制。
標(biāo)準(zhǔn)中給出了以下示例：
量 方 程 式 量 綱 導(dǎo)出單位符號
速度 v＝dl/dt LT－1 m/s
力 F＝md2l/dt2 MLT－2 kg·m/s2
動能 ML2T－2 kg·m2/s2
勢能 Ep＝mgh ML2T－2 kg·m2/s2
能 ML2T－2 kg·m2/s2
相對密度 d＝ρ0/ρ 1 1
由于有了量綱和一貫制的概念，GB 3101—93使用這兩個概念來解釋和說明SI單位，使得理解國際單位制構(gòu)成體系思路更加清晰、準(zhǔn)確。
在物理量中有一些量為量綱一的量。GB 3101—93專門用一條對量綱一的量的單位進(jìn)行規(guī)范：任何量綱一的量的SI一貫單位都是一，符號是1。標(biāo)準(zhǔn)對單位一的使用規(guī)則進(jìn)行了示范性的講解。量綱一的量以前稱無量綱量，如平面角、立體角、相對密度的量綱均為一。對于量綱一的量，首先應(yīng)肯定的是它們屬于物理量，具有物理量的特性。
GB 3101—93在“關(guān)于符號和數(shù)字印刷方面的規(guī)定”中，對量的符號、量的下標(biāo)印刷規(guī)則、量的符號組合、量的基本運(yùn)算、單位的符號、單位的符號組合、SI詞頭的印刷和使用、數(shù)的印刷、小數(shù)記號、數(shù)的相乘、量的表示法、化學(xué)元素和核元素的符號等作出規(guī)范。這部分內(nèi)容豐富，示例詳實(shí)，實(shí)用性強(qiáng)。
例如在下標(biāo)印刷方面的規(guī)則中規(guī)定：
表示物理量符號的下標(biāo)用斜體印刷。其他下標(biāo)用正體印刷。例：
正體下標(biāo) 斜體下標(biāo)
C g（g：氣體） C p（p：壓力）
gn（n：標(biāo)準(zhǔn)） Σnanbn（n：連續(xù)數(shù)）
μr（r：相對） Σxaxbx（x：連續(xù)數(shù)）
Ek（k：動的） gik（i,k：連續(xù)數(shù)）
χe（e：電的） px（x：x軸）
T1/2（1/2：一半） Iλ（λ：波長）
四
第三部分GB 3102.1～3102.10—93，GB 3102.12～3102.13—93為各學(xué)科的量和單位標(biāo)準(zhǔn)。包括空間和時間的量和單位、周期及其有關(guān)現(xiàn)象的量和單位、力學(xué)的量和單位、熱學(xué)的量和單位、電學(xué)和磁學(xué)的量和單位、光及有關(guān)電磁輻射的量和單位、聲學(xué)的量和單位、物理化學(xué)和分子物理學(xué)的量和單位、原子物理學(xué)和核物理學(xué)的量和單位、核反應(yīng)和電離輻射的量和單位、特征數(shù)、固體物理學(xué)的量和單位。
各標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容以表格的形式列出。表格中有關(guān)量的各欄列于左面各頁(雙數(shù)頁面)，將其單位列于對應(yīng)的右面各頁(單數(shù)數(shù)頁面)并對齊。兩條實(shí)線間的全部單位都是左面各頁相應(yīng)實(shí)線間的量的單位。
量連同其國際符號和定義一起列出。量按下述方式編排：
1.量的表格列出了各標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)領(lǐng)域中最重要的量及其符號。并在大多數(shù)情況下給出了量的定義，但這些定義只用于識別，并非都是完全的。
2.某些量的矢量特性，特別是當(dāng)定義需要時，已予說明。但并不企圖使其完整或一致。
3.在大多數(shù)情況下，每個量只給出一個名稱和一個符號。當(dāng)一個量給出兩個以上的名稱或符號，而未加以區(qū)別時，則它們處于同等地位。
4.括號中的符號為“備用符號”，供在特定情況下主符號以不同意義使用時使用。
量的相應(yīng)單位連同其國際符號和定義一起列出。單位按下述方式編排：
1.一般只給出SI單位。應(yīng)使用SI單位及其SI詞頭構(gòu)成的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位。
2.可與SI的單位并用的和屬于國家法定計(jì)量單位的非SI的單位列于SI單位之下，并用虛線與相應(yīng)的SI單位隔開。
3.專門領(lǐng)域中使用的非國家法定計(jì)量單位列于“換算因數(shù)和備注”欄。一些非國家法定計(jì)量單位列于附錄（參考件）中，這些參考件不是標(biāo)準(zhǔn)的組成部分。
數(shù)值表示：
1.“定義 ”欄中的所有數(shù)值都是準(zhǔn)確的。
2.在“換算因數(shù)和備注”欄中的數(shù)值如果是準(zhǔn)確的，則在數(shù)值后用括號加注“準(zhǔn)確值”字樣。
量：2-1～2-6 單位：2-1.a～2-6.a
項(xiàng) 號 | 量的名稱 | 符 號 | 定 義 | 備 注 | 項(xiàng) 號 | 單位名稱 | 符 號 | 定 義 | 換算因數(shù)和備注 |
2-1 | 周期 period， periodic time | T | 一個循環(huán)的時間 | 2-1.a | 秒 second | s | |||
2-2 | 時間常數(shù) time constant of an exponen- tially varying quantity | τ | 量保持其初始變化率時達(dá)到極限值的時間 | 如果一個量F（t）與時間t的函數(shù)關(guān)系為： F（t）=A+B－t/τ 則τ是時間常數(shù) | 2-2.b | 秒 second | s | ||
2-3 | 頻率 frequency | f，ν | f＝1/T | 2-1.a | 赫[茲] | 1Hz=1s－1 | 1Hz是周期為1s的周期現(xiàn)象的頻率 |
五
第四部分GB 3102.11《物理科學(xué)和技術(shù)中使用的數(shù)學(xué)符號》，規(guī)定了物理科學(xué)、工程技術(shù)和與此有關(guān)的教學(xué)中一般常用的數(shù)學(xué)符號，過于專門的數(shù)學(xué)符號未列入。主要內(nèi)容以表格形式列出。分為13個部分：幾何符號、集合論符號、數(shù)理邏輯符號、雜類符號、運(yùn)算符號、函數(shù)符號、指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)符號、三角函數(shù)和雙曲函數(shù)符號、復(fù)數(shù)符號、矩陣符號、坐標(biāo)系符號、矢量和張量符號、特殊函數(shù)符號。
表格根據(jù)各部分?jǐn)?shù)學(xué)符號的需要分為4至5列，內(nèi)容分別為：“項(xiàng)號”“符號”“符號名稱”“表達(dá)式”“應(yīng)用”“意義或讀法”“備注及示例”。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用斜體字母表示的符號，例如變量（x，y）、變動附標(biāo)（Σixi中的i）、函數(shù)（f，g）；用正體字母表示的符號，例如sin，exp，ln，Γ；函數(shù)的自變量表示法；公式的轉(zhuǎn)行矢量及其分量的表示。
數(shù)理邏輯符號節(jié)選：
2.3數(shù)理邏輯符號
項(xiàng) 號 | 符 號 | 應(yīng) 用 | 符號名稱 | 意義、讀法及備注 |
11-3.1 | ∧ | p∧q | 合取符號 conjunction sign | p和q |
11-3.2 | ∨ | p∨q | 析取符號 disconjunction sign | p或q |
11-3.3 | p | 否定符號 negation sign | p的否定；不是p；非p |
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