自1971年国际单位制确立了由七个物理基本量所组成的物理量体系以来,人类对这七个基本物理量的运用,几乎可以转换求出所有物理问题的答案。在实际应用中,对于某些复杂问题,直接使用基本物理量描述会显得十分麻烦。
以速度为例,速度是描述物体匀速直线运动时单位时间内所经过的路程。我们熟悉的米/秒、千米/小时等都是速度的描述方式。但在某些特定情境下,如极短时间内通过的路程极大,这些描述方式就显得不够贴切。这时候,我们引入了音速、光速等特定的速度参考值,其中“马赫”便是其中的一种。
“马赫”虽是表示物体运动速度的物理量,但更常用于体现相对数值,即物体的运动速度与声速的比值。为便于理解,人们常将一马赫看作声速,即每秒340米的速度。马赫数的变化取决于不同介质中的声速以及物体运动状态的高度、温度、密度等因素。在航空领域,马赫数被广泛用于描述飞行器的速度。
马赫的提出,一方面是为了更方便地计算现实生活中所遇到的速度难题,避免使用复杂的数据单位;另一方面则是为了纪念历史上引用这个单位物理量的科学家恩斯特·马赫。他的工作不仅对物理学界产生了深远影响,也启发了如爱因斯坦等后来的科学家。
马赫数的应用不仅限于飞行器,科学家们在其他物理变化量的研究中也可能会有类似的发现。现代科学的发展,使得越来越多的特殊物理量开始贴近生活。我们普通人也需要对这些有所了解,以免在未来交流中显得无所适从。
马赫数只是物理世界中的微小缩影,随着人类对世界的认知不断提升,将会有更多精彩的物理现象被发现。而像马赫一样的物理量,还有多少等待我们去探索和发现,这无疑让未来的科学探索之路显得更加充满挑战和可能性。人类现如今对物理的理解与真实世界的物理尽头相比,还只是冰山一角。在高能物理及量子力学的研究过程中,类似的相对量值将会不断涌现。我们的科学探索之路,虽然道阻且长,但前途光明。