數(shù)字 1/137 長期以來被視為物理學中最神秘和重要的常數(shù)之一，稱為精細結構常數(shù)（記作 α）。這個無量綱的數(shù)字，近似等于0.007297，在我們理解電磁力（支配帶電粒子之間相互作用的力）中起著關鍵作用。精細結構常數(shù)的數(shù)學定義為：

α = e2 / (4πε??c)

其中：

• e 是基本電荷（約為 1.602 × 10?1? 庫侖），
• ε? 是自由空間的電容率（約為 8.854 × 10?12 F/m），
• ? 是約化普朗克常數(shù)（約為 1.055 × 10?3? J·s），
• c 是真空中的光速（約為 3.00 × 10? m/s）。

這個公式表明，α 是一個無量綱量，這意味著它沒有單位，并且無論使用何種測量系統(tǒng)，其值都是恒定的。這一特性使其與其他基本常數(shù)（如光速或引力常數(shù)）區(qū)別開來，因為后者具有特定的單位。

精細結構常數(shù)最早由物理學家阿諾德·索末菲于1916年提出，他在研究原子光譜時發(fā)現(xiàn)了這一常數(shù)。它源于他對量子力學的研究，并被發(fā)現(xiàn)對于解釋原子的精細結構（由于相對論效應和電子自旋導致的能級小分裂）至關重要。

理查德·費曼曾著名地指出，1/137 是一個“魔法數(shù)字”，在物理學中隨處可見，強調了它的基本性質。盡管它的重要性不言而喻，但科學家們一直難以從第一原理推導出其值或理解為何它具有這個特定的數(shù)值形式。

精細結構常數(shù)量化了帶電粒子之間電磁相互作用的強度。它支配著以下現(xiàn)象：

• 原子中電子的行為，
• 光與物質的散射，
• 原子的發(fā)射和吸收光譜。

例如，在量子電動力學（QED）中，這一理論描述了光與物質之間的相互作用，α 作為耦合常數(shù)，決定了光子發(fā)射或吸收電子的可能性。

α 的值對原子結構和化學反應有深遠影響。如果 α 的值顯著不同：

• 原子的大小將會改變，
• 化學反應將會被改變，
• 核過程可能會表現(xiàn)出不可預測性。

這樣的變化將使我們所知的生命變得不可能。例如，如果 α 更大，電子將更靠近原子核軌道，這會導致更強的電磁力，可能會破壞原子結構。

數(shù)字 1/137 不僅出現(xiàn)在原子物理學中，還在多個領域中出現(xiàn)：

• 量子力學：涉及粒子相互作用的計算。
• 宇宙學：影響星體形成和星系演化理論。
• 固態(tài)物理：影響導電性和磁性的性質。

研究人員注意到，這個數(shù)字經常在涉及電磁輻射的過程中出現(xiàn)——這表明光與物質之間存在深刻聯(lián)系。

除了科學意義之外，1/137 還吸引了神秘主義者和哲學家的想象。一些解釋認為，它代表著科學與精神之間的橋梁。例如：

在卡巴拉傳統(tǒng)中，數(shù)字通常被賦予神秘含義，因此137與啟蒙和連接更高真理有關。

卡爾·榮格探討了數(shù)字與心理原型之間的聯(lián)系，認為這樣的常數(shù)可能反映了更深層次的宇宙模式。

盡管對精細結構常數(shù)進行了廣泛研究，但其起源仍然難以捉摸。物理學家們繼續(xù)探索是否可以從更基本的原則推導出1/137 的值，或者它是否只是我們宇宙一個奇特特征。

現(xiàn)代實驗技術使得物理學家能夠以驚人的精度測量α。目前估計其值約為：

α ≈ 0.0072973525693

這種高精度強調了其在理論框架中的重要性，但也引發(fā)了關于為何它保持這個特定值的問題。

解釋或推導精細結構常數(shù)值的努力導致了各種假設：

• 弦理論：一些物理學家提出像α這樣的常數(shù)可能源自弦理論框架內更深層次的對稱性。
• 多重宇宙理論：其他人推測，不同區(qū)域的多重宇宙可能表現(xiàn)出不同的基本常數(shù)值，而我們的宇宙則被微調以適合生命存在。

數(shù)字 1/137 提醒我們，自然界中固有之美與復雜性。隨著科學家們繼續(xù)研究其在各個領域中的影響，從粒子物理到宇宙學，這一神秘常數(shù)所帶來的吸引力依然存在。