测量、单位与有效数字

科学记数法(scientific notation)

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把一勺水里的分子数写成 602,000,000,000,000,000,000,000,既累人、又容易出错,几乎没法读。科学记数法就是把这种庞然大物压缩起来的简洁速记:它把一个数拆成一个小巧易读的部分,加上一个记录它究竟有多大的十的幂。同样的技巧也能拯救极小的数,比如一个原子的尺寸。

科学记数法把任何数写成一个介于 1 与 10 之间的系数,乘以十的某次幂——例如 6.02 × 10²³,或 1.6 × 10⁻¹⁹。那个指数不过是在数小数点移动了多少位:大数为正,小数为负。做乘法时,把系数相乘、指数相加;做除法时,把系数相除、指数相减;这就把对庞大和微小量的别扭运算,变成了可掌控的事。

科学记数法在化学中之所以重要,是因为这门学科跨越几十个数量级——从阿伏伽德罗数一直到单个电子的电荷——普通的十进制写法根本应付不来。还有一个更安静的好处:它让有效数字变得毫不含糊。写成 0.00250,你可能会纠结哪些零算数,但 2.50 × 10⁻³ 平实而诚实地表明,这里恰好有三位有效数字。

一个氢原子的直径约为 0.0000000001 m,既难读又容易数错。用科学记数法写就是 1 × 10⁻¹⁰ m——一望即懂,而且能轻松地和一个 1 × 10⁻⁵ m 的细胞相比(后者大十万倍)。

一个十的幂,让尺度一望即懂。

工程记数法是它的近亲,把指数限制为 3 的倍数(好与千、毫、微这类 SI 词头对齐);计算器用 E 来显示科学记数法,6.02E23 即表示 6.02 × 10²³。

又称
standard formexponential notation指数记数法標準記數法