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科學界對“ppm”的幾種糊涂認識

孫二虎，何洪英，劉東渝
（中國科學院成都生物研究所《應用與環(huán)境生物學報》編輯部）

摘  要  對包括編輯學界在內(nèi)的科學界中至今仍有人把ppm作為單位來使用的原因進行了歸納和分析。認為4種糊涂認識是導致ppm繼續(xù)存在于科學文獻中的主要原因：一是對ppm的語言學缺陷問題無認識；二是對量綱一的量的性質認識有誤；三是不了解習慣上將B的質量濃度單位“mg·L-1”寫作ppm的特定條件；四是對國際科學界取締ppm的要求不了解，誤以為“不用ppm”的規(guī)定是中國的“土政策”。

關鍵詞  ppm；科學文獻；質量濃度單位；計量單位

——發(fā)表于《編輯學報》2003，15（1）：26~28

“ppm”（或“PPM”）作為貫徹我國計量法過程中的一個問題提出至少已經(jīng)十年[1]；若從世界范圍看, 對ppm這個英文縮寫詞的國際通用性提出質疑的時間可能更早（上世紀70年代初[2]？）。盡管科學界（包括編輯界）為取締科學單位中的ppm等非法表達方式費了不知多少口舌，但至今仍有一些編輯或作者（中外都有）對ppm有些戀戀不舍；甚至還有人不同意科學界取締ppm作單位符號的規(guī)定，認為“在科技刊物中使用ppm是很自然的事，不應受到任何責難”[3]。有的論文作者知道“ppm”已經(jīng)非法，但不知何以這個國際上使用很久的單位突然不準用了？若不用ppm又用什么取代？怎樣取代？這些看起來已不成問題的問題經(jīng)常要一個有責任心的編輯去花費時間向作者、讀者作反復的說明。因此，我們感到有必要在這里再啃一次這個ppm的酸果，對科學界（不僅僅是編輯界，且不僅僅是中國科學界）關于ppm的4種糊涂認識進行必要的剖析。

第一：對ppm這一縮寫詞的語言學缺陷問題缺少了解，認定ppm就是10，10-6便是ppm，其含義十分清楚，科技界誰都明白。但事實并非如此。

“ppm是英語parts per million前3個字母的縮寫（引者按：原話如此），表示每百萬份中所占的份數(shù)，……是包括中國在內(nèi)的世界各國科學技術界廣泛用以表示低濃度的一種方式，多年來一直為科學技術界所普遍接受和采用，其含義是十分清楚的，科技界誰都明白ppm是什么。”[3]
但是ppm的語言學意義并非這么確切無疑。
請看David R. Lide 主編的CRC Handbook of Chemistry and Physics（78th Edition）（《CRC化學物理手冊》第78版）[4]中在“Basic Constants, Units, and Conversion Factors”（基本常數(shù)、單位和換算因數(shù)）部分有“Designation of large numbers”（大數(shù)據(jù)的定義）：

10n U.S.A.（10-n） Other countries（10-n）
106 million（ppm） million（ppm）
109 billion（ppb） milliard（ppm）
1012 trillion（ppt）  billion（ppb）
1015 quadrillion（ppq） billiard（ppb）
1018 quintrillion（ppq） trillion（ppt）

為了全文論述方便，我們在表中添加括號內(nèi)容以表示這些大數(shù)字的“10-n”縮寫形式。從中可看出，ppm可以是“parts per million”，也可以是“parts per milliard”；ppb可以是“parts per billion”，也可以是“parts per billiard”；ppq可以是“parts per quadrillion”，也可以是“parts per quintrillion”。而且，同為ppb，在美國代表10-9，在其它國家則代表10-12；同為ppt，在美國代表10-12，在其它國家則代表10-18。實際上，文獻[4]用“USA”和“other countries”劃分是不確切的，這些大數(shù)字的意義在歐洲也不盡相同，現(xiàn)列下表示之[5, 6]：

10n 美、法（10-n）英、德（10-n）俄（10-n）
106 million（ppm） million（ppm） million（миллион, ppm）
109 billion（ppb） milliard（ppm） milliard（миллиард, ppm）
1012 trillion（ppt）  billion（ppb） billion=milliard（биллион=миллиард, ppb=ppm）
1015 quadrillion（ppq） billiard（ppb） trillion（триллион, ppt）
1018 quintillion（ppq） trillion（ppt） quadrillion（квадриллион, ppq）
1024 quadrillion（ppq）
1030 quintillion（ppq）
可以看出，“ppm”之類縮寫的意義在歐美各國語言中是極不一致的，即便million似在各國都無分歧，但因“ppm”可以是“10-6”，也可以是“10-9”，有的國家甚至說milliard就是billion，于是把“ppb”也扯進“ppm”里來，由此“株連”下去，從10-6到10-30都可能與ppm發(fā)生混淆。順便指出，“million”一詞在華人文化圈內(nèi)的理解雖無分歧，但表達方法卻有極大差別，中國大陸的“兆赫（MHz）”之“兆”，在漢語大數(shù)詞中為十億（109）或萬億（1012），“今算術書多以萬萬為億，萬億為兆”[7]；據(jù)了解，在大陸之外的華人圈中對“兆”的理解并不一致。但目前國家標準既然已將詞頭“M”的中文名稱規(guī)范為“兆”，也就不會出現(xiàn)像ppm那樣無法可依的狀況了。

第二：對量綱一的量的性質認識不足。

對于SI制而言，所謂量綱一的量（過去曾不準確地稱為“無量綱量”或“無因次量”），即其量綱可以用SI的七個基本量的量綱積表達，并且該量綱積等于1的量。用SI制量綱公式表達：
dim Q = LαMβTγIδΘεNζJη=1
這個量Q就是“量綱一的量”。可以看出，雖然量綱一量的SI量綱積都同為1，但它們并不一定是同一類量，而是一大批具有不同性質的量的類群，而且它們可以有著各自不同的量綱積形式，例如：
dim w = M1M-1 =1（質量分數(shù)，單位為1或kg kg-1及它們的十進分、倍數(shù)），
dimφ=L3L-3 =1（體積分數(shù)，單位為1或m3 m-3以及其十進分、倍數(shù)），
dim d = M1L-3M-1L3 =1（相對密度，單位為1（kg m-3 kg-1m3）及其分、倍數(shù)），
dim V= dim（K/Km）= dim（ΦvΦe-1Φeλ-1Φvλ）
= L3L-3M1M-1T2T-2J1J-1 =1〔光視效率，單位為1（lm lm-1 W W-1）〕，等等。
這些隱藏在“量綱1”中的上述豐富內(nèi)容，絕不是一個簡單的純數(shù)值單位（1及其十進分、倍數(shù)）所能表達的。換句話說，當我們用某一純數(shù)字（如1，%，10-6等）作為某量的單位時，讀者有權要求、我們也有義務在文章中明確表達這個量綱一量的量綱積形式，即應當清楚交待該量的性質。例如我們說“某天然氣中的H2S氣體的含量為100 ppm”時，讀者合理的疑問是：什么樣的“含量”？是指φ（H2S）（H2S的體積分數(shù)），還是σ(H2S)（H2S的體積濃度）？是w（H2S）（H2S的質量分數(shù)），還是x（H2S）（H2S的摩爾分數(shù)）？回答這些問題的最科學方法就是使用量符號，而不能僅靠一個純數(shù)值的單位（如%，10-6）。由此可見，即便ppm是一個毫無歧義的純數(shù)，也不能成為“科學界誰都明白”的量綱一量的合法單位。
實際上，在ppm尚未被明文取締的時候，學術界已發(fā)現(xiàn)它的弊病，出于無可奈何，有人對其加以修飾說明補充，如在后面附加一些信息如“m/m”，“V/V”等，甚至寫成莫名其妙的“ppmm”，“ppmv”的形式[8]。包括為ppm鳴不平的文獻（如[3]）在內(nèi)，一邊說ppm“人人都明白”，一邊又用“PPM（W）”、“PPM（V）”之類的符號進行區(qū)別。這些做法不僅沒有實現(xiàn)“簡單明了”的愿望，而且還違背了“絕不能對單位符號進行修飾”這一計量單位國際化的重要原則[8]。

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