有人曾说“数字是用来书写宇宙的文字”,宇宙中蕴含着无数神秘的序列,它们如星辰般闪烁着充满奥秘的光芒,而在数字的舞台上,这些奇妙的序列将逐渐呈现在我们眼前。
与我们生活中用到的数相比,天文学研究的数一般会很大,而且大得惊人。比如太阳这颗位于太阳系中心的恒星,它的直径约为1392000千米,是地球直径的109倍,它的体积相当于地球的130万倍。太阳不仅体积巨大,而且质量也很庞大,几乎占太阳系总质量的99.86%。这意味着太阳系中剩下的天体的质量,仅占太阳系总质量的0.14%,可见从体积和质量上来看,太阳是太阳系的绝对主宰。太阳系所在的银河系,还有很多恒星,总数达1000亿颗以上。
实际上,天文数字不仅可以“非常大”,有时也小得令人难以想象。比如拖着长尾巴的“扫帚星”——彗星,彗星分为“彗头”“彗发”和“彗尾”三部分,彗头的核心是彗核,彗核的平均密度是1g/cm 3 ,而彗发的平均密度小于地球大气密度的十亿亿分之一。又如,地球所得到的太阳的能量仅相当于太阳总能量的二十二亿分之一。
可见真正的“天文数字”从极大到极小,跨度是相当大的。这给我们使用和研究这些数带来了极大的不便。此时就需要一套既简洁又准确的记数方式,这就是科学记数法。
科学记数法就是用1~10之间的数乘以10的幂的形式来表示一个数。那什么是幂呢?幂就是一个数自乘若干次,是乘方运算的结果。例如:
10=10 1
100=10 2
1000=10 3
10000=10 4
如果遇到小于1的数同样也可以用科学记数法表示。
0.1=10 -1
0.01=10 -2
0.001=10 -3
0.0001=10 -4
利用这种记数方法,不管多么大或多么小的天文数字都可以用乘法来简单表示。像前面说到的太阳的直径为1392000千米,可以写成1.392×10 6 千米。由此可见,使用科学记数法后,进行天文研究时就能节省很多空间和时间,方便又快捷。
其实,科学记数法不仅仅用于天文研究,它在我们的日常生活中也有着广泛的应用。下面信息中的数值,你能用科学记数法来记录吗?
世界人口总数超过8000000000人。
世界最大清洁能源走廊2023年发电量超276000000000千瓦·时。