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為什麼137這個數字是物理學中最大的謎團之一

由 冬哥譜科 發表于 動漫2021-05-24
簡介1946年12月13日,保利在斯德哥爾摩的諾貝爾文學獎演講中也提到了精細結構常數,他說,有必要建立一種理論來確定這個常數的值,並“從而解釋電的原子結構,這是自然界中實際存在的電場的所有原子源的本質屬性

α有什麼含義

為什麼137這個數字是物理學中最大的謎團之一

傑出的物理學家理查德·費曼有一個著名的觀點,他說有一個數字是所有有價值的理論物理學家都應該“擔心”的。

他稱其為“物理學中最大的謎團之一:一個人類無法理解的神奇數字”。

這個神奇的數字被稱為精細結構常數,它是一個基本常數,其值幾乎等於1/137。

準確地說,是137。03599913。

它由希臘字母“α”表示。

阿爾法的特別之處在於,它被認為是純數的最好例子,不需要單位。

正如物理學家和天體生物學家保羅·戴維斯在接受《宇宙》雜誌採訪時所解釋的那樣,它實際上結合了自然界的三個基本常量——光速、一個電子攜帶的電荷和普朗克常數。

1/137出現在相對論、電磁學和量子力學等物理學關鍵領域的交叉點上,正是它的魅力所在。

物理學家勞倫斯·伊夫斯認為,137這個數字是你向外星人發出的訊號,表明我們已經在一定程度上掌握了我們的星球,並理解量子力學。

外星人也會知道這個數字,特別是如果他們發展了先進的科學。

這個數字也困擾著其他偉大的物理學家,包括諾貝爾獎獲得者沃爾夫岡·保利,他一生都在痴迷於這個數字。

“當我死後,我要問魔鬼的第一個問題是:精細結構常數的含義是什麼?”保利開玩笑說。

1946年12月13日,保利在斯德哥爾摩的諾貝爾文學獎演講中也提到了精細結構常數,他說,有必要建立一種理論來確定這個常數的值,並“從而解釋電的原子結構,這是自然界中實際存在的電場的所有原子源的本質屬性。”

這個奇怪的數字的一個用途是測量帶電粒子(如電子)與電磁場的相互作用。

阿爾法決定了一個被激發的原子發射光子的速度。

它還會影響原子發出的光的細節。

科學家們已經能夠觀察到一種來自原子的光的移動模式,這種模式被稱為“精細結構”(這就是常量的名字)。

這種“精細結構”在太陽光和來自其他恆星的光線中都能看到。

其他情況下的常量資料讓物理學家們想知道為什麼。

為什麼大自然要堅持這個數字呢?

自19世紀80年代以來,它已經出現在物理學的各種計算中,促使人們無數次嘗試提出一個大統一理論,從那時起就將這個常數納入其中。

到目前為止,還沒有一個單一的解釋站得住腳。

最近的研究還提出了這樣一種可能性,即在過去的60億年裡,這個常數實際上有所增加,儘管略有增加。

如果你想更具體地瞭解精細結構常數背後的數學原理,得出阿爾法的方法是將3個常數h、c和e放在等式中——。

當單位c、e和h相互抵消時,剩下的“純”數字是137。03599913。

戴維斯教授說,由於歷史原因,方程的倒數使用2πe2/hc=1/137。03599913。

如果你想知道這個分數的精確值是多少——它是0。007297351。