137到底有什麼魔力,使得眾多科學家都為之著迷

2020-11-23 騰訊網

解開宇宙奧秘的鑰匙是什麼？可能是數字137。

精細結構常數

對於物理學家來說，137是精細結構常數（1／137.03599913）的近似分母。精細結構常數是宇宙的關鍵物理常數之一。「這個不變的數字決定了恆星如何燃燒，化學反應如何發生，甚至原子是否存在。」麥可·布魯克斯最近在《新科學家》的一篇文章中解釋道。

亞利桑那州立大學物理學教授保羅·戴維斯說：「精細結構常數表徵了物質與光耦合的強度，例如被激發的原子在一定時間內衰變的可能性。如果常數更大，原子會衰變得更快。與光速不同，它是一個純數，不帶單位的。」

如果精細結構常數是一個不同的值，物理、化學、生物將完全不同。

實際上，從1915年德國物理學家阿諾德 索末費爾德(Arnold Sommerfeld)發現精細結構常數開始(他最初將其定義為0.00729)，精細結構常數似乎也意味著某種更大的形上學真理。精細結構常數決定了原子的光譜線(原子的DNA)之間的距離，所以它是宇宙之根的一個數字。如果它是任何其他的數值，那麼物質的結構將是非常不同的，我們也會變得不一樣。人們開始把它稱為神秘數字。

人們問它為什麼有這種特殊的數值。物理學家只能得出這樣的結論：它不可能偶然地有這個值。它就在那裡，獨立於我們的思維結構之外。

在1929年，英國天體物理學家阿瑟·愛丁頓開始將其表述為1/137，他在確立愛因斯坦廣義相對論的有效性方面發揮了關鍵作用，也是大爆炸理論的早期倡導者。他還認為它具有更大的精神含義。阿瑟·愛丁頓尋求一種新的神秘主義，這種神秘主義將從自然科學中產生，他認為線索在於特殊的數字137。愛丁頓作為他那個時代最偉大的天體物理學家之一，他的名聲對這種方法產生了很大的影響。

相對論與量子理論

奧地利出生的量子物理學先驅沃爾夫岡·保利也對這個數字著迷，因為它出現在相對論和量子理論的神秘交叉點。科學界對精細結構常數的執著使《自然》雜誌在1936年發表了一篇題為「神秘數字137」的文章。

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