谈普朗克质量* 汪世清 (中央教有科学研究所北京100088) 摘要简要介绍了普朗克于1912年提出的三个基本物理量：普朗克质量、普朗克长度和普朗克时间.它们已被 列入1986和1998年基本物理常数表.该文只讨论普朗克质量.假定原子核内存在量子化的核力场，命名其场量子 为“引斥子”，其质量推算出恰好等于普朗克质量.由此可用4个耦合常数定量地描述四种相互作用的强度比，从而 还可找到一种测定G的新方法。 关键词 普朗克质量，引斥子，耦合常数 ON PLANCK'S MASS WANG Shi-Qing China National Institute for Educational Research,Beijing 100088,China) Abstract A brief review is presented of three fundamental physical quantities derived by Max Planck in 1912,re- ferred to have as the Planck mass,Planck length and Planck time which had been arranged in the tables of 1986 and 1998 fundamental physical constants.Here we shall only discuss on Planck mass.Suppose that there is a quantized field of the nuclear forces in the nucleus with a quantum unit which we call the attrarepelom with a mass just equal to the Planck mass.Then the intensity ratio of the four mteractions can be described quantitively by their four coupling constants.A new method can then be found to measure the newtonian constant of gravitation,G. Key words Planck mass,attrarepelon,coupling constants 早在1912年，德国物理学家普朗克(Mar 列为基本物理常数的普适常数.这说明，这三个量在 Planck,1858一1949)在所著《热辐射理论》)一书中， 物理学中的重要地位已为物理学界所肯定.但报告 引用万有引力常数G、真空中光速度c和普朗克常 中并未阐述它们的物理意义. 数h等三个基本物理常数，导出质量、长度和时间三 1999年，莫尔(P.J.Mohr)和泰勒(B.N.Taylor)发 个基本物理量，以表示这些量在物理世界的客观规 表“CODATA1998年基本物理常数推荐值M]一文， 定性.他计算的结果如下： 在该文的表24中，仍在“普适常数”下列出这三个 质量为(hc/G)2=5.37×10-g 量： 长度为(Gh/c3)=3.99×103cm: mp=（hC1G)=2.176716)×10-8kg: 时间为(Gh/c5)n=1.33×10“s. lp=(iG1c3)n=1.6160(12)×10-5m: 后来就把这三个量分别叫做普朗克质量、普朗克长 tp=(iG1c)p=5.3906(40)×10“s. 度和普朗克时间. 上面三式中=h/2π，右边括号内的数字分别为各 1982年9月到1983年6月，在北京举办了一系 个计算值的标准不确定度.这就是这三个量的最新 列“物理学史讲座”，我在“物理学的几个基本常数” 推荐值.它们的相对标准不确定度均为7.5×10-4 一讲中，提到这三个量，并认为“这些量肯定都有各 自的物理意义，只是目前尚未为人所了解.) *2001-08-08收到初稿，2001-12-13修回 1986年，柯恩(E.R.Cohen,1922一)和泰勒 1)此书原有1912年出版的德文本，而笔者所见为1959年出版的英 (B.N.Taylor,1936一)发表“1986年基本物理常数 文本The Theor町of Heat Radiation.三个量的计算结果见英文本第 174一175页. 的平差”报告，在该报告的表7“1968年基本物理 2)见北京物理学会《物理学史专题讲座汇编》(1984年编印内部发 常数推荐值”中，第一次把这三个量与c,G,h一起 行)第283页 ·302· 物理谈 普 朗 克 质 量! 汪 世 清 （中央教育科学研究所 北京 !"""##） 摘 要 简要介绍了普朗克于 !$!% 年提出的三个基本物理量：普朗克质量、普朗克长度和普朗克时间&它们已被 列入 !$#’ 和 !$$# 年基本物理常数表&该文只讨论普朗克质量& 假定原子核内存在量子化的核力场，命名其场量子 为“引斥子”，其质量推算出恰好等于普朗克质量&由此可用 ( 个耦合常数定量地描述四种相互作用的强度比，从而 还可找到一种测定 ! 的新方法& 关键词 普朗克质量，引斥子，耦合常数 !" #$%"&’() *%)) )*+, -./01/23 （"#$%& ’&($)%&* +%,($(-(. /)0 12-3&($)%&* 4.,.&03#，5.$6$%7 !"""##，"#$%&） %+,-./0- * 45/67 568/69 /: ;56:62<6= >7 <.566 7?2=@A62<@B ;.C:/D@B E?@2</</6: =65/86= 4C F@G HB@2DI /2 !$!%，560 76556= <> .@86 @: <.6 HB@2DI A@::，HB@2DI B623<. @2= HB@2DI </A6 9./D. .@= 4662 @55@236= /2 <.6 <@4B6: >7 !$#’ @2= !$$# 7?2=@A62<@B ;.C:/D@B D>2:<@2<:& J656 96 :.@BB >2BC =/:D?:: >2 HB@2DI A@::& -?;;>:6 <.@< <.656 /: @ E?@2</K6= 7/6B= >7 <.6 2?DB6@5 7>5D6: /2 <.6 2?DB6?: 9/<. @ E?@2<?A ?2/< 9./D. 96 D@BB <.6 @<<5@56;6B>A 9/<. @ A@:: L?:< 6E?@B <> <.6 HB@2DI A@::& M.62 <.6 /2<62:/<C 5@</> >7 <.6 7>?5 A<65@D</>2: D@2 46 =6:D5/46= E?@2</</86BC 4C <.6/5 7>?5 D>?;B/23 D>2:<@2<:& * 269 A6<.>= D@2 <.62 46 7>?2= <> A6@:?56 <.6 269<>2/@2 D>2:<@2< >7 35@8/<@</>2，! & ’12 34.5, HB@2DI A@::，@<<5@56;6B>2，D>?;B/23 D>2:<@2<: ! %""! N "# N "# 收到初稿，%""! N !% N !O 修回 !）此书原有 !$!% 年出版的德文本，而笔者所见为 !$P$ 年出版的英 文本 8#. 8#.)09 )/ :.&( 4&2$&($)% & 三个量的计算结果见英文本第 !Q(—!QP 页& %）见北京物理学会《物理学史专题讲座汇编》（!$#( 年编印内部发 行）第 %#O 页& 早 在 !$!% 年，德 国 物 理 学 家 普 朗 克（F@G HB@2DI，!#P#—!$($）在所著《热辐射理论》!）一书中， 引用万有引力常数 !、真空中光速度 3 和普朗克常 数 # 等三个基本物理常数，导出质量、长度和时间三 个基本物理量，以表示这些量在物理世界的客观规 定性&他计算的结果如下： 质量为（#3R!）!R% S PTOQ U !"NP 3； 长度为（!#R3 O ）!R% S OT$$ U !"NOO DA； 时间为（!#R3 P ）!R% S !TOO U !"N(( :& 后来就把这三个量分别叫做普朗克质量、普朗克长 度和普朗克时间& !$#% 年 $ 月到 !$#O 年 ’ 月，在北京举办了一系 列“物理学史讲座”，我在“物理学的几个基本常数” 一讲中，提到这三个量，并认为“这些量肯定都有各 自的物理意义，只是目前尚未为人所了解&”%） !$#’ 年，柯恩（V& W& X>.62，!$%%— ）和泰勒 （Y&+& M@CB>5，!$O’— ）发表“!$#’ 年基本物理常数 的平差”报告［!］ ，在该报告的表 Q “!$’# 年基本物理 常数推荐值”中，第一次把这三个量与 3，!，# 一起 列为基本物理常数的普适常数&这说明，这三个量在 物理学中的重要地位已为物理学界所肯定& 但报告 中并未阐述它们的物理意义& !$$$ 年，莫尔（H&Z&F>.5）和泰勒（Y&+& M@CB>5）发 表“X[\*M* !$$# 年基本物理常数推荐值”［%］一文， 在该文的表 %( 中，仍在“普适常数”下列出这三个 量： ;H S（!"R!）!R% S %T!Q’（Q !’）U !"N# I3； *H S（!!R3 O ）!R% S !T’!’（" !%）U !"NOP A； (H S（!!R3 P ）!R% S PTO$"（’ ("）U !"N(( :& 上面三式中! S #R%!，右边括号内的数字分别为各 个计算值的标准不确定度& 这就是这三个量的最新 推荐值&它们的相对标准不确定度均为 QTP U !" N ( & · O"% · 物理