如果137變成138，人類將不復(fù)存在？物理學(xué)家為何對(duì)它如此著迷？

你敢信嗎？只是把一個(gè)常數(shù)的倒數(shù)從137改成138，整個(gè)宇宙的生命都會(huì)瞬間灰飛煙滅，連渣渣都剩不下。一百多年來，全世界最聰明的物理學(xué)家都對(duì)這個(gè)數(shù)字著魔，有人追了它一輩子，走的時(shí)候都剛好和它“湊成了緣分”。這個(gè)決定人類生死的數(shù)字，就是物理學(xué)里的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)。

精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)一般用希臘字母α表示，目前測(cè)出來的數(shù)值大概就是1/137出頭。它管的事說簡(jiǎn)單也簡(jiǎn)單，就是決定宇宙里電磁力的強(qiáng)弱。換個(gè)大家能懂的說法，原子核拉著核外電子，就像主人攥著遛貓繩，這個(gè)常數(shù)就是遛貓繩的結(jié)實(shí)程度。

如果倒數(shù)真從137變成138，α本身就會(huì)變小，對(duì)應(yīng)的就是全宇宙的電磁力集體變?nèi)酢Ｗ钕瓤覆蛔〉木褪墙M成萬物的基本單位原子，原子核攥不住高速亂跑的電子，原本規(guī)矩的電子軌道會(huì)直接向外膨脹，整個(gè)原子都變了樣。靠電子連接起來的化學(xué)鍵直接崩斷，整個(gè)微觀世界從根上爛掉。

放大到宏觀世界看，這就是百分百的末日災(zāi)難。你剛擰開準(zhǔn)備喝的礦泉水，水分子會(huì)在眨眼間分解成氫氣氧氣飄走。你身體里細(xì)胞核心的DNA雙螺旋，靠著氫鍵撐著結(jié)構(gòu)，氫鍵斷了之后整個(gè)DNA直接散架。用不了零點(diǎn)幾秒，不管是你我還是路邊的大樹，所有生命都會(huì)直接分解成一堆零散粒子。

這場(chǎng)災(zāi)難可不會(huì)只禍害地球，整個(gè)宇宙從恒星開始全得亂套。太陽這類恒星能穩(wěn)定發(fā)光發(fā)熱，靠的就是核聚變里電磁斥力和強(qiáng)核力的平衡，這個(gè)平衡已經(jīng)穩(wěn)了幾十億年。精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)一變，平衡直接被打破，連構(gòu)成碳基生命的基礎(chǔ)碳元素都合不出來。

碳元素在恒星內(nèi)部合成，條件苛刻到離譜，必須剛好對(duì)上特定的共振能級(jí)才能攢出來。常數(shù)一變，共振能級(jí)直接偏移，碳元素的合成通道直接被堵死。沒有碳就沒有碳基生命，別說有能發(fā)展出文明的人類，整個(gè)宇宙找遍幾百億光年，連一根小草都長(zhǎng)不出來。

就是這么一個(gè)要命的數(shù)字，物理學(xué)家研究了一百多年，到現(xiàn)在都沒搞懂它為啥剛好是這個(gè)數(shù)。別說普通物理學(xué)家，頂尖的大牛都被它整瘋了。費(fèi)曼當(dāng)年就吐槽過這個(gè)磨人的數(shù)字，還開玩笑說所有優(yōu)秀物理學(xué)家都得把它貼在墻上，天天盯著琢磨。在費(fèi)曼看來，這就像是“上帝”隨手寫下的數(shù)字，人類猜破頭也不知道為什么是它。

要說對(duì)這個(gè)數(shù)字最執(zhí)著的，那肯定是天才物理學(xué)家泡利。泡利這輩子大半時(shí)間都在死磕1/137，就想靠純理論數(shù)學(xué)推導(dǎo)出這個(gè)常數(shù)的來歷，結(jié)果忙活一輩子也沒出結(jié)果。晚年他重病住院，抬頭一看病房門牌號(hào)，剛好就是137。這位追了137一輩子的大師，最后就在這間病房離開了人世。

到了科技這么發(fā)達(dá)的現(xiàn)在，我們還是沒法從理論上說出它為什么是這個(gè)數(shù)，那干脆就開測(cè)，看看它到底會(huì)不會(huì)變。畢竟要是這個(gè)常數(shù)在宇宙不同地方不同時(shí)間本來就不一樣，那現(xiàn)代物理學(xué)的根基都得動(dòng)搖，咱們之前所有認(rèn)知都得推倒重來。為了搞清楚這件事，科學(xué)家做了人類有史以來精度最高的測(cè)量。

前幾年法國(guó)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)出來目前最高精度的數(shù)值，精確到1/137.035999206。這個(gè)精度夸張到什么程度？相當(dāng)于你拿普通學(xué)生用的格尺，去量38萬公里的地月距離，測(cè)出來的誤差比一根頭發(fā)絲還小。就這科學(xué)家還不滿意，還在往更精準(zhǔn)的方向卷。

最近維也納理工大學(xué)牽頭的量子研究團(tuán)隊(duì)，搞出了新突破。他們用稀有的釷-229核鐘做實(shí)驗(yàn)，這種新型量子時(shí)鐘對(duì)常數(shù)變化的靈敏度，比之前的設(shè)備高了整整6000倍。相當(dāng)于拿一臺(tái)能看到宇宙邊緣的超級(jí)顯微鏡，死死盯著精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，就等它露出一點(diǎn)波動(dòng)的馬腳。截止到目前，所有觀測(cè)都顯示，這個(gè)常數(shù)穩(wěn)得一批，沒有半分偏差。

這么完美剛好的數(shù)字，不少人都會(huì)忍不住想，這不就是宇宙被精心設(shè)計(jì)過的證據(jù)嗎？是不是宇宙特意調(diào)成這個(gè)數(shù)值，就是為了生出我們?nèi)祟?？其?shí)換個(gè)角度想，完全不是這么回事，咱們真別太拿自己當(dāng)中心。

不是宇宙為了讓人類出現(xiàn)特意把常數(shù)調(diào)到這個(gè)數(shù)值，是大爆炸之初，它剛好就穩(wěn)定在了這個(gè)數(shù)值。就是因?yàn)閿?shù)值對(duì)了，恒星才能合成碳元素，原子結(jié)構(gòu)才能穩(wěn)定，才給生命出現(xiàn)留了可能。又晃了幾十億年，才在地球這么一顆不起眼的行星上，演化出能琢磨這個(gè)數(shù)字的我們。整個(gè)人類，不過是冰冷物理規(guī)律在特定參數(shù)下，偶然蹦出來的一小簇火花。

浩瀚宇宙根本不在乎我們存不存在，它只是按著自己精準(zhǔn)的規(guī)律，一步步往前走而已。

參考資料：中國(guó)科學(xué)報(bào) 精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的測(cè)量進(jìn)展，人民日?qǐng)?bào) 探秘宇宙核心物理常數(shù)