為什麼說宇宙中最神秘的整數是137?

2026-03-19 | 來源: 果殼 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

在量子電動力學中，帶電粒子通過交換光子發生電磁相互作用

按照量子電動力學的理論，你眼前的屏幕發光、你的神經信號傳導、甚至是最簡單的觸摸一個物體，只要有帶電粒子和光子要發生相互作用，強度大小都要通過精細結構常數來決定。

就像萬有引力常數、普朗克常數等支撐物理世界的基石一樣，如果精細結構常數的數值稍微變大或者變小一點點，恒星內部的核聚變就會變得不穩定，化學鍵的結構也會發生根本性的變化，生命可能根本無法演化。所以，精細結構常數不僅僅是一個數字，它某種程度上支撐了我們所知的宇宙物質結構。

回到精細結構常數這個數字本身，我們通過公式計算可以得到：

α=0.0072973……

神奇的是，如果對α取倒數，會發現非常接近一個整數：137。

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137，這不僅是一個整數，還是一個質數，似乎很少出現在物理學或生活場景中。它為何會出現在這裡？

從表達式

還可以看出，精細結構常數是多個物理學常數的組合。其中基本電荷e來自四大相互作用之一的電磁相互作用，約化普朗克常數?來自量子力學，真空中的光速c來自相對論。

更重要的是，精細結構常數是一個無量綱常數——它沒有單位，只有純數值，就像數學中的圓周率π一樣，在不同的單位制下始終如一。無論是用米制還是英制，無論你是地球人還是火星人(10.920, -0.32, -2.85%)，在宇宙的任何一角落，精細結構常數的倒數都約等於137。

一個不隨人類選取單位制而改變的無量綱常數，竟然能把當今幾大物理學理論都聯系在了一起，倒數還是一個神秘的、看似憑空出現的整數137。從提出以來，精細結構常數和137就引起了無數頂尖物理學家的好奇。