量和单位的正确使用和排版规则

量和单位的正确使用和排版规则

1　量和单位

1993年12月27日国家技术监察局批准发布中华人民共和国国家标准《国际单位制及其应用（GB3100－93）》，并于1994年7月1日实施，此标准与GB3101－GB3102等成为我国法定的计量基础。

量是可计量的物理数量，代表一定的物质数，用于定量的场合。这里最重要的是明确量与数的关系。量是与数同时存在的，一定的数是从数学上来标明量的，而一定的量是在物理上体现数。有人将量分为物理量和计数量，好像量与数截然无关，看似精确释义，实则反而把人弄糊涂了！量在计算时，从数学的观点而言，是表现广泛性，可以代表任意某种物理量。数学量可分为变量和定量（常量），在科技论文中常用斜体的外文（主要是英文和希腊文）表示各种物理量和数学量。只有两种情况例外：一种是表示酸度值的特殊条件，即用pH正体，而且与具体表示酸度大小的数字在一起；另一种是表示矢量和张量，以及集合论的某些符号的条件下，常用黑斜体表示的。

单位是衡量物理量大小的准则，在万物纷繁的计量中，SI采用了基本单位和导出单位两组形式，再由这两组基本形式组成倍数单位。

1.1　SI的基本单位和导出单位

SI的七种基本单位见表1。

表1　SI的基本单位

注：（1）圆括弧中为前名的同义词；（2）方括弧中的字在不引起混淆、误解的情况下可以省略；（3）我国人民日常生活和贸易中，质量仍称为重量。

SI的倍数单位和组合形成的SI导出单位。单位均用正体英文字母大小写来表达。此外，在GB3100－93中还规定可与SI单位并用的我国自定的法定单位。

贯彻落实法定标准GB3100－93的过程是对科技论文的作者和编辑的一次较大考验。因为在此以前的各种科技论文中关于量和单位的错用、误用是比较普遍的。再加上无统一的标准，因此不同行业，甚至于不同的个人在这方面都或多或少地保留着一些不符合标准的传统习惯，反映在论文中就构成不同的错误。对于科技论文的作者和编辑而言，要贯彻执行国标GB3100－93，首先在思想上要有坚定和坚持的准备，同时也要有充分认识其艰巨性的心理准备。

1.2　在执行标准GB3100－93中有关量时常出现的错误

1.2.1　有关量的名称

最常出现的错误是将质量以重量来表示。质量是物质固有的物理量，而重量是其在不同重力环境下的表现。在物质运动速度不大的条件下，两者在数值上是相同的，因而长期以来，人们互相混用为习惯。在人们日常的交易和生活中，常常以重量代替质量，如果硬要纠正过来，反而被人们认定是错误和不可理解。正因为实际生活如此，制定法定标准的专家也不得不在标准中让步，SI基本标准表中留下一项专注，即人民生活和贸易中，质量习惯称为重量。但在科技领域则不能留下非科学的残余。科学中还需要抛弃的传统误用名词，如比重、比热、原子量（分子量）、摩尔数、重量（体积）百分数、（摩尔）浓度、放射性强度等，将以标准的量密度、质量热容、相对原子质量（相对分子质量）、物质的量、质量（体积）分数、质量浓度、放射性活度等代替。

1.2.2　有关量的符号

这是在科技论文中需要规范化最突出的一个项目。最常出现的问题是将物质名称的缩写代替物理量。在作者的行文过程中，自然地转变和混淆两者的差别，在要用到物理量的地方，直接用物质的名称来表达。文中用FA，（Friction Angle）表示摩擦角，当讨论到具体计算摩擦角的大小时，却用FA＝30°来表示摩擦角的大小。实际是作者在此犯了偷换概念的错误，将摩擦角的数值表达用了摩擦角本身的概念来代替；不仅如此，按GB3102.1－93的法定规律，平面角的物理量的符号通常是单个拉丁或希腊字母，有时带有下标或其他的说明性标记“’”来表示的。因此这一量的表示应为α_FA＝30°为宜。特别在表达上，经常用量的名称缩写词，直接表示为量的符号，如上FA，误用实例比比皆是，纠正这类常见易犯的错误，是作者与编辑的艰巨任务。

另一种类似的错误是以元素或化合物的符号来代替该元素或化合物的量，在论文中，将两者用同一的化学符号来表达。如在说明盐酸的浓度时用HCl，在指示此稀盐酸的浓度为30％时。也用HCl＝30％。在GB3100的附录C各学科的量和单位中，表C8物理化学和分子物理学的量和单位的备注中，曾有“在化学中B的浓度的量符号也表示为［B］”的规定，因而在这种情况下，也不能直接用化学式来代表该物质的量，必须加上方括号来区别才行。

1.2.3　量符号的上下标

量的表示的多样性和本身含有复杂的内容，使得只有用上下标，有时是颇为复杂的上下标才能完善地表达量的内容。量的上标大多使用在数学式或化学式中，而量的下标则更常与量的标名紧密地联系在一起，表现不同条件下的物理量。关于下标也在GB3101－93中有具体的规定，不能任选。原则明确：“表示物理量符号的下标用斜体印刷”。其他下标用正体印刷。并且在注中强调：“用作下标的数应当用正体印刷，表示数的字母符号一般都应当用斜体印刷。”国际电工委员会（IEC）对于非物理量符号推荐了一种引用下标的标准，以正体印刷，有长式和短式两种。列举GB3101－93中的六个范例，见表2所示。

表2　GB3101－93所载正斜体下标举例

量的下标还有正斜体的混合式的，即既有表示物理量符号的斜体，也有表示非物理量内容的正体，如定压比热容的最大值的表示为C_pmax者。上下标的选择并非一成不变，也没有除GB3101－86所规定的两项原则以外的规定，因而这部分是可以由作者来确定的。作者和编辑完全可以按照全文一致，前后呼应和自治的原则来自由选用。至于某些书刊推荐的说法和标准，包括上述美国的“IEC”的推荐在内，都是参考性的，不必受其约束。

1.3　单位

法定标准上规定使用GB3100上的单位符号，并要求用正体印刷，且不得在规定的符号上附加其他信号，包括使用附加的上下标也是禁止的。简单的符号可以组合成复杂的组合单位符号。组合单位的形式有两种表达方式：一种是在中间加上中圆点区别，如牛顿·米（N·m）；另一种是中间不留空隙，直接接触，Nm。这里要注意的是不能倒过来，即mN会被认定为带词头的毫牛顿，而不会认为是牛顿·米。所以组合符号仍多采用第一种表示法，避免不必要的误解。组合符号中的另一大类是带有除号或分数式的，这种情况比较容易造成误用。最简单的原则规定在GB3101－93中举出m·s^－1、m/s等表示法均可。造成误解是出于未执行严格的数学式表示法的结果。

1.4　单位的词头

单位的词头在GB3101－93中有专门的规定。SI的七种十进制的基本单位，不足以表达过大或过小的物理量，因而要对单位进行补充，以适用于更广泛的范围。SI单位的词头以简单的英文或希腊文字母来表示。

词头显然是与标准单位结合以正体印刷使用的，放在单位前面时，其间不留空格。这里特别注明的是：SI的基本质量单位并非使用g的标准，而是例外地采用了习惯上常用的kg（千克、公斤）。因而在贯彻使用组合词头时，又反回来用g为单位，不是继承kg前加词头。例如毫克是使用mg，而不是在kg前加μ组成微千克（μkg），而必须是表达为mg。除此例外，其余均应在基本单位前加单一词头，而不得用复合词头，如毫微米（mμm）应表达为纳米（nm），千兆安（kMA）应表达为吉安（GA）等。

另一需要注意的是有词头的单位一旦组成，即表示一个与所构成中的基本单位不同的新单位，在计量时要避免误用。特别是当用在幂次的条件下。如10kA²为10000000A²，而不是10000A²。

在组合单位下使用单位词头时，需采用基本单位组合，仅质量基本单位可以克、千克同用例外，因千克是在基本单位中例外使用的。当复合单位是分数表达，即有分子分母的不同基本单位时，除分子为l的情况，将词头加在分母单位前以外，其他在第一分子单位前加词头。

关于量的词头的标准产生，还有一段过程。在20世纪60年代，

由国际标准组织（ISO）在国际纯粹和应用物理、化学联盟（IU－PAP）和国际电工委员会（IEC）奠定的基础上拟定了国际量的标准（SI）。在所定宇宙量级的极其广阔的范围内，选定一种单位后，表示其大小，可以是10²⁴～10^－24的广阔量级范围。在常规采用的数词字头，如米（m）有分（d）、厘（c）、毫（m）、微（μ）和十（da）、百（h）、千（k）、兆（M）等，这些是没有争议的。而再向两端扩展，则因中外译名的不同而引起历史上的一次大争议。1982年中国计量局国际单位制办公室在组织定名的工作中，关于现在所定的较大和较小的两端量的词头译名有两种不同的意见：一种是以拉丁文音译来命名的主张，即现在采用的吉（10⁹）、太（10¹⁵）、拍（10¹⁵）、艾（10¹⁸）和纳（10^－9）、皮（10^－12）、飞（10^－15）、阿（10^－18）的方案；而另一派以我国自古即有表达较大、较小量的词头，应尊重古制和中国自有传统，以及使用较多的、物理学界早在1934年就已制定的标准和习惯，应该采用京（10⁹）、垓（10¹²）、梯（10¹⁵）、穰（10¹⁸）和纤（10^－9）、沙（10^－12）、尘（10^－15）、渺（10¹⁸）的方案。自这场20多年前我国物理学界和计量学界的大争论后，再在量词两头加上的仄（z，10^－21）、幺（y，10^－24）和泽（Z，10²¹）、尧（Y，10²⁴），则未有更多的争论了。

2　量与单位的编排规则

在科技论文的写作中应特别注意外文字母的正斜体、黑白体、大小写和上下角标的书写，易混淆者在投稿时应在稿件上标明。

2.1　正体的使用场合

a）所有的计量单位、词头和量纲符号

例如：计量单位：m（米）　s（秒）　V（伏）　Ω（欧）　℃（摄氏度）　eV（电子伏）　mol（摩）等；

词头：k（千）　G（吉）　μ（微）　Y（尧）等；

量纲：M（质量）　Θ（热力学温度）　J（发光强度）。

b）数学式中的运算符号、缩写号、特殊函数符号和某些特殊的集符号

例如：运算符号：∑（连加）∏（连乘）　d（微分）　a（偏微分）　△（有限增量）　缩写号：nin（量小）　sup（上确界）lim（极限）　Im（虚部）　det（行列式）　max（极大值）　T（转置符号）；

有定义的已知函数符号：sin（正弦）　exp（指数函数）　In（自然对数）　arctan（反正切）；

特殊函数符号（GB3102.11物理科学和技术中使用的数学符号中共列出23个）：Hn（x）厄米特多项式Γ（x）伽马函数nl（x）球诺依漫函数；

5个特殊的集符号：N（非负整数集；自然数集）　Z（整数集）Q（有理数集）　C（复数集）　R（实数集）。

c）其值不变的常数符号

例如：π＝3.14159265…　e＝2.7182818…　i²＝－1等。

d）已定义的算子符号

例如：df/dx中的d（单变量函数f的导［函］数或微商等）；

e）量符号中表示非物理量符号的下标

例如：C_g（g：气体）X_e（e：电的）E_k（动能）∑_ot（宏观总截面）。

f）某些物理量用下标表示易混淆的场合

如：辐射度量用下标e，光度量用下标v，光子度量用下标p等。

g）化学元素符号

如：O（氧）　Ca（钙）　Ag（银）　Pu（钚）。

h）仪器、元件、样品等的型号或代号

例如：IBM－PC微计算机　JSEM－200电子显微镜　GB3100－93。

i）生物学中表示拉丁文字名的定名人和亚族以上（含亚族）的拉丁文学名

j）不表示量符号的外文缩写

例如：ACV（气垫船，air－cushion vehicles）　S（南，south）。

k）表示序号的拉丁字母

例如：附录A　附录B。

2.2　斜体的使用场合

a）量符号和量符号中代表物理量或变动性数字的下标字母

例如：V（体积）E_i（能量i＝1，2，3；i代表变动性数字，E_i即E₁，E₂，E₃）C_p（比定压热容，p为压力符号）。

b）变量及函数用斜体字母

示例：变量x　y；函数f　g。

注：函数的自变量写在函数后的圆括号中，且函数符号与圆括号中间不留空隙，例如：f（x），cos（ω＋φ）。如果函数的符号由两个或更多的字母组成，且自变量不含＋，－，·或/等运算时，括号自变量的圆括号可以省略，这时函数与自变量之间应留一空隙。

例如：ent 2.4　sin nπ　arccos h　2AEi x。

c）描述传动现象的特征数符号

例如：Re（雷诺数），Fo（傅里叶数）等共25个。

d）矢量和张量符号用黑斜体

e）化学中表示旋光性，分子构型、构象、取代基位置等的符号，其符号后紧随半字线“－”

例如：d－（右旋）　dl－（外消旋）　p－（对应）等。

f）生物学中属以下（含属）的拉丁文学名

g）统计学符号

例如：P（概率）X（均数）。

h）数学中用字母表示的数、矩阵符号、代表点、线、面和图形的字母

示例：表示数：ab，矩阵：A（黑斜体），点：P，线段：AB，弧：CD，图形：△ABC。

i）在特定场合视为常数的参数

例如：ab。

2.3　大写字母的书写规则

大写字母主要用于下列场合：

a）来源于人名的单位符号的首字母

例如：Pa（帕［斯卡］）　A（安［培］）　Wb（韦［伯］）Bq（贝［可］）等。

b）化学元素符号的首字母

例如：O（氧）　Cl（氯）　Fe（铁）等。

c）人的姓名及父名的首字母

例如：Mao　Zedong　Mao　　Swolfs　H.S。

d）国家、组织、学校、机关以及报刊、会议文件等的英文名称的每一词的首字母（由3个或4个以下字母组成的前置词、冠词、连词等除外）

e）表示10⁶以上（含10⁶）因数的词头符号

例如：M（10⁶）兆　G（10⁹）吉［咖］T（10¹²）太［拉］P（10¹⁸）艾［可萨］Z（10²¹）泽［它］等。

f）量纲符号

例如：L（长度）　M（质量）　T（时间）　I（电流）　Θ（热力学温度）　N（物质的量）　J（发光强度）等。

g）科技名词术语的缩写词

例如：DNA［（脱氧核糖核酸）desoxyribo nucleic acid］。h）月份和星期的首字母

i）地质时代以及地层单位的首字母

例如：Neogene［晚第三纪（系）］Holocene［全新世（统）等］。

2.4　小写字母的书写规则

小写字母主要用于以下场合：

a）除来源于人名以外的一般单位符号

例如：m（米）　kg（千克）　mol（摩）　s（秒）　t（吨）等，［仅单位“升”除外，它的符号为“L”（另有一备用符号为“l”］。

b）附在中译名后的普通名词原文（德文除外）

c）法国人、德国人姓名中的附加词

例如：法文delale等，德文vonderam等。

d）由3个或4个以下字母的构成的前置词、连接词、冠词等（处在句首位置或全部字母都采用大写的特例除外）

例如：to by for btan da an the等。

e）表示10³以下（含10³）因素的词头符号

例如：k（10³）千　f（10^－15）飞［母托］　z（10^－21）仄［普托］　y（10^－24）幺［科托］等。

参考文献

［1］袁正明，科技论文写作知识计座（III）［J］.山西大学学报（自然科学版），2006（6）：625～638.