宇宙精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)137是科學(xué)上的一個神秘?cái)?shù)字，被發(fā)現(xiàn)百年來至今仍是謎。它關(guān)乎原子的大小、宇宙的形成、生命的出現(xiàn)。很多科普愛好者和宗教研究領(lǐng)域的專家也都知道這個數(shù)字。微鴻在四年前新冠疫情封控期間發(fā)現(xiàn)了它的一個解析式，自然界無處不在的斐波那契數(shù)列赫然出現(xiàn)在式子中，層層嵌套，對應(yīng)核外電子的嵌套結(jié)構(gòu)，美得不可方物，觸及宇宙底層奧秘！其后不久以《發(fā)現(xiàn)精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)137的斐波那契數(shù)列解》為題寫成論文，注冊了版權(quán)，但并沒有向外投稿。近日想到先發(fā)預(yù)印本，在國際預(yù)印本上順利通過審核上線，沒想到上線第一天下載量就占據(jù)了當(dāng)月甚至近幾個月該預(yù)印本上單篇論文下載量的前列，多家國際期刊發(fā)來郵件邀稿……下面跟隨微鴻來了解一下這個直指宇宙終極奧秘的神秘常數(shù)，及微鴻發(fā)現(xiàn)的它的這個漂亮的斐波那契數(shù)列算式。
精細(xì)結(jié)構(gòu)指的是原子物理學(xué)中原子譜線因電磁相互作用而劈裂產(chǎn)生的細(xì)微結(jié)構(gòu)樣式。
精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)常用希臘字母α表示，它的計(jì)算公式一般寫作α=e2/(4πε0 c?)或α=e2/(2ε0 ch)，其中e是電子的電荷，ε0 是真空介電常數(shù)， ?是約化普朗克常數(shù)，c 是真空中的光速, h是普朗克常數(shù)。因?yàn)樵诠降挠?jì)算中各個常量的單位正好相互抵消，所以α是一個無量綱數(shù)，即是一個純數(shù)字，無單位，或者說單位為1?，F(xiàn)在較為精確的實(shí)驗(yàn)測量和計(jì)算的結(jié)果顯示α≈0.00729735256，非常接近于1/137。它的倒數(shù)1/α≈137(更近似為137.035999206)，也常用來作為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的近似值。
氫原子光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)
α有很多物理意義，如它表示電子在第一玻爾軌道上的線速度和真空中光速的比值，即氫原子玻爾模型基態(tài)電子的軌道速度約是光速的1/137。它也表示電子的經(jīng)典半徑與康普頓波長的比值，和電子康普頓波長與基態(tài)電子軌道半徑的比值，及相距為康普頓波長的兩個電子的靜電相互作用能與一個電子的靜能之比等。
在量子電動力學(xué)中，它被定義為是表征帶電粒子之間的電磁相互作用強(qiáng)度的常數(shù)，即電磁場的耦合常數(shù)。弱力和電磁力的統(tǒng)一，意味著弱電相互作用中也有精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的身影。甚至在強(qiáng)相互作用中，也有類似的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)?，F(xiàn)在科學(xué)家懷疑引力也和精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)有內(nèi)在聯(lián)系，可能代表了引力的強(qiáng)度。從這里可以看出α對于原子構(gòu)造和宇宙形成是何等的重要。它的物理本質(zhì)決定著宇宙的演化、恒星的聚變、生命的形成以及現(xiàn)在我們所看到的元素周期表的樣子等等。它多面多義，出現(xiàn)在不同的粒子、量子理論中，出現(xiàn)在各種物理量的計(jì)算公式中，幾乎在微觀物理學(xué)中無處不在，它因此被稱為“上帝之?dāng)?shù)”。
但這個常數(shù)自誕生以來，它的值一直只能基于測量得到。α為什么約等于1/137，它的倒數(shù)近乎等于137，被稱為137之謎，自上個世紀(jì)以來，一直吸引著很多物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家孜孜以求，試圖用各種方法推導(dǎo)出精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的數(shù)值，或證明它就等于整數(shù)137，但至今無法取得令人信服的結(jié)果。著名科學(xué)家如美籍奧地利物理學(xué)家泡利，就曾癡迷于對這個數(shù)的研究，他生命最后時刻住院的病房號碰巧就是137號，他因此意識到自己這次的病情非同尋常。他的助手來看望他，他給助手指出病房號的巧合，絕望地說，他這次無法活著離開這間病房了。一周后，他在137號病房去世。而令人詫異的是，泡利生前曾經(jīng)說過，他死后見到上帝，問上帝的第一個問題就是137的意義究竟是什么，結(jié)果似乎“一語成讖”，他最終帶著這個問題，從137號房間走完了人生之路。
英國天文學(xué)家、物理學(xué)家亞瑟·愛丁頓（Arthur Eddington）最初曾試圖使用純邏輯的方法證明精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的倒數(shù)是一個整數(shù)。剛開始他聲稱證明了1 / α = (162-16) / 2 + 16 = 136，因?yàn)檫@和當(dāng)時的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。后來更精確的實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果顯示1 / α更接近于137，這促使他檢查原先的計(jì)算過程，聲稱里面有個小錯誤，修正之后，1/α等于整數(shù)137。這使他堅(jiān)持認(rèn)為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的倒數(shù)就是整數(shù)137。其它諸如此類的計(jì)算公式還有很多。
后來越來越精確的實(shí)驗(yàn)測量數(shù)據(jù)表明，1/α確實(shí)非常接近137，但并不是整數(shù)。以上這些計(jì)算結(jié)果雖然很接近真實(shí)的數(shù)值，但都同愛丁頓的計(jì)算一樣，沒有什么理論依據(jù)的支撐，又被不斷提高的試驗(yàn)精度拉開距離，從而被否定。
對于它的物理本源，其它還有很多理論和假說。比如有理論認(rèn)為，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)與宇宙時空的性質(zhì)有關(guān)，因?yàn)檫@個常數(shù)的倒數(shù)在時間和空間距離上都有一個基本長度，即康普頓波長?？灯疹D波長在量子物理學(xué)中對粒子運(yùn)動和相互作用起著非常重要的作用，這主要體現(xiàn)在它限制了微觀粒子移動的最小距離。也有人認(rèn)為，這個常數(shù)代表了將各種物理常數(shù)聯(lián)系在一起而形成的一種關(guān)系，是各種物理關(guān)系之間的關(guān)系，常數(shù)間的常數(shù)，它就像一個燈塔，在大爆炸的極早期規(guī)范了各種物理常數(shù)的值，以使它們相互影響、制約，不至于一盤散沙，混亂無序，導(dǎo)致無法穩(wěn)定形成物質(zhì)粒子。
還有研究提出這個常數(shù)可能與宇宙的普遍對稱性原理有關(guān)，如外部場對稱性指向精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)值可能是無限精確的，而內(nèi)部場對稱性則提示這個常數(shù)在不同的能尺度上可能存在不同的值。二者看似矛盾，實(shí)則是試圖從不同視角窺探它的本質(zhì)和奧秘，讓我們對它有更深刻的認(rèn)識。
一個較易理解的理論認(rèn)為精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)可能與宇宙微觀結(jié)構(gòu)和基本物理規(guī)律密切關(guān)聯(lián)，如果這個常數(shù)的值發(fā)生了改變，就會造成電子與核子的運(yùn)動規(guī)律隨之變化，從而帶來不同的宇宙形成和演化現(xiàn)象，即上面我們所說它決定了宇宙如何演化。
不過，在理論上人們認(rèn)為，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的值若適合宇宙和生命形成，其可以自由變化的范圍非常狹窄。如果它的值稍微大一點(diǎn)，電子會更接近原子核，二者結(jié)合得更緊密，參與化學(xué)鍵的能力就會降低。而原子核本身也會不穩(wěn)定，導(dǎo)致宇宙中的元素?zé)o法形成。據(jù)計(jì)算估計(jì)，精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的值即使僅僅比當(dāng)前值大0.1%，恒星的核聚變就可能無法繼續(xù)，這會最終導(dǎo)致生命沒有或沒有足夠的能量來源。如果大8%，碳原子將無法穩(wěn)定存在。
如果它的值稍微小一點(diǎn)，則意味著電子與原子核的結(jié)合不緊密，原子和分子會變得不穩(wěn)定，化學(xué)鍵將在較低溫度下斷裂。實(shí)際上這在另一方面會造成原子核過于穩(wěn)定，以至于連氫原子都無法形成，宇宙中的物質(zhì)自然也就無法形成。哪怕它的值比當(dāng)前小4%，恒星就有可能無法通過核聚變合成碳和氧等重元素，從而導(dǎo)致生命沒有物質(zhì)基礎(chǔ)，生命不會出現(xiàn)。
可見精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的重要性是第一性的，它的值的大小幾乎被特定為1/137，或者說被特定為137。它的微小改變，都有可能使生命無法產(chǎn)生，宇宙不能形成。為什么精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的數(shù)值包括其與宇宙微觀結(jié)構(gòu)和基本物理規(guī)律的聯(lián)系似乎是被框定好的，這是這個理論帶出來的一個問題，顯得神秘又無解。
當(dāng)然，認(rèn)為它的本面目是數(shù)學(xué)常數(shù)而不是物理常數(shù)的觀點(diǎn)時至今日仍一直存在于學(xué)術(shù)界。這個觀點(diǎn)認(rèn)為它就像π、φ一樣，只是尚沒有發(fā)現(xiàn)它的數(shù)學(xué)涵義而已。雖然這如果被證實(shí)，會讓人感覺很奇巧，但它幽靈般無處不在的種種神秘表現(xiàn)，讓這個猜測顯得并不是沒有可能。
但終極答案直到今天沒有出現(xiàn)。對此著名物理學(xué)家費(fèi)曼曾說：“這個數(shù)自50多年前發(fā)現(xiàn)以來一直是個謎。所有優(yōu)秀的理論物理學(xué)家都將這個數(shù)貼在墻上，為它大傷腦筋……它是物理學(xué)中最大的謎之一，一個魔數(shù)來到我們身邊，可是沒人能理解它。你也許會說'上帝之手’寫下了這個數(shù)字，而'我們不知道祂是怎樣下的筆’?！?/p>
而近年來的一些研究結(jié)果又讓這個謎團(tuán)陷入了另一重迷霧中，即這個常數(shù)的值是否恒定不變，因?yàn)橛袦y量數(shù)據(jù)提示它在宇宙大尺度時空范圍可能有變化，也可能各向異性和有特定的方向偏好性。雖然這樣的結(jié)論存在巨大爭議，連研究者本人也承認(rèn)還有很大的不確定性，但它畢竟開拓了人們對這個常數(shù)的認(rèn)識思路，提出了一個可能方向。
實(shí)際上很多常數(shù)，我們可以算出它相當(dāng)精確的值，但在自然界中的存在，往往只是大致接近其近似值，而不是極其接近其精確值。如自然界中存在的黃金分割，大多都只是近似于終極值0.6180339887……，而不是精確相等。地球的圓形，也并不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形，若拿實(shí)際測量它的數(shù)值計(jì)算圓周率，也不會得到圓周率的終極值3.1415926……。因此，137.035999206的原型是137整數(shù)（如上述科學(xué)家有關(guān)于此的猜測和研究），它的小數(shù)部分0.035999206有特定含義，或是由某些微擾和物理效應(yīng)造成的，都不是沒有可能。而微鴻發(fā)現(xiàn)的這個關(guān)于整數(shù)137的算式，其多層面內(nèi)涵似乎也在說明著137的特殊性及精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的原型值就是這個數(shù)的可能性。
算式共七層嵌套結(jié)構(gòu)，可以寫成有七項(xiàng)的多項(xiàng)式，不含計(jì)算結(jié)果為0的一項(xiàng)則為六項(xiàng)，即是“明六暗七”的結(jié)構(gòu)，猶如電子層級的包含結(jié)構(gòu)。而“七”是一個節(jié)點(diǎn)數(shù)，在傳統(tǒng)認(rèn)識和神秘文化中代表“逢七必變”的大道規(guī)律。尤為奇妙的是，因在自然界中廣泛存在而著名的斐波那契數(shù)列1,2,3,5,8,13，以及等比數(shù)列1,2,4,8,16,32，赫然出現(xiàn)在算式中，巧妙結(jié)合成了算式的嵌套結(jié)構(gòu)，完美無瑕，無懈可擊！并由此引出了一個新數(shù)列：0,1,4,11,27,62,137……。如下：
137的斐波那契解及由此引出的新數(shù)列
我們知道，斐波那契數(shù)列是黃金分割數(shù)列，它的出現(xiàn)意味著黃金分割的存在。算式所具有規(guī)律性和包含的這些普適法則，強(qiáng)烈指向137不是一個普通數(shù)字，而是暗藏玄機(jī)的天道數(shù)字；整數(shù)137很可能就是精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的原型值，它的這個算式一定包含著精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的終極秘密。
神農(nóng)中天太極八卦數(shù)與十指的契合
大家可能會好奇微鴻是怎么發(fā)現(xiàn)這個算式的。大家可以看，這個算式的復(fù)雜性和多元內(nèi)涵決定了它幾乎不可能直接憑空用腦子想出來。事實(shí)也確實(shí)如此。它不是偶然靈感閃現(xiàn)得來的，而是依據(jù)于一個神奇的模型，這就是微鴻于多年前發(fā)現(xiàn)的易經(jīng)中天神農(nóng)圖！
眾所周知，傳統(tǒng)易學(xué)的兩套權(quán)威易圖是先天伏羲圖和后天文王圖，其中的伏羲圖是“一分為二法”之圖，體現(xiàn)了《系辭傳》所描述的“易有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦”的易學(xué)本義原理，即“一分為二”之理。
為什么說“一分為二法”代表易學(xué)本義原理呢，很簡單，易經(jīng)講陰陽，陰陽本身就是最小單位的“一分為二法”。
過去人們一直認(rèn)為“一分為二法”圖只有伏羲圖，現(xiàn)在神農(nóng)圖出，證明了“一分為二法”圖有且僅有兩套，第二套正是神農(nóng)圖！為什么有兩套，而不是一套或三套呢？原因正在于易學(xué)原理講陰陽對稱互補(bǔ)，陰陽的變化模式有互補(bǔ)對稱的兩種，一種表現(xiàn)為有往無復(fù)式的直線變化“陰、陽、陰、陽……”，這結(jié)合“一分為二法”生成了伏羲圖，一種表現(xiàn)為無往不復(fù)式式的圓周變化“陰、陽、陽、陰……”，這結(jié)合“一分為二法”生成了神農(nóng)圖。這兩種變化模式的箭頭方向折返規(guī)律對稱互補(bǔ)，所以這兩套圖實(shí)際是天生的一對互補(bǔ)“孿圖”。
尤為神奇的是，神農(nóng)圖神奇破譯了通行本《周易》“天地定位”章八卦序、父母六子卦次序、經(jīng)文卦序的編排原則及其起止卦之例、河圖洛書、太極圖等一系列重大基本問題，而對這些問題，伏羲圖和文王圖往往無能為力或解釋得不周全。神農(nóng)圖實(shí)際是通行本《周易》所宗的本源之圖。這在前面多有發(fā)文揭秘。神農(nóng)圖更是隱藏著現(xiàn)代數(shù)學(xué)和科學(xué)的多方面內(nèi)涵，如自然常數(shù)2.718、黃金分割常數(shù)0.618、精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)137、分形、斐波那契數(shù)列、對稱和對稱性破缺等統(tǒng)統(tǒng)在它的包含中，向人們宣示著宇宙底層運(yùn)行的奧秘。而這些內(nèi)涵，在伏羲圖和文王圖中鮮有存在。這都將在后續(xù)發(fā)文中一一揭曉。
父母六子卦與神農(nóng)中天八卦的驚人吻合
從這些方面，足已看出神農(nóng)圖出世的重大意義了，它實(shí)際是幾千年易學(xué)史上，繼伏羲一畫開天創(chuàng)立八卦和文王演易之后的第三次易學(xué)革命，開創(chuàng)新紀(jì)元。而最能揭示宇宙底層奧秘的圖，就是神農(nóng)圖。
上面所講的137算式，就來自神農(nóng)圖，是神農(nóng)圖中一系列數(shù)學(xué)和科學(xué)內(nèi)涵的一個代表。微鴻就此完成了一篇介紹精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)和它的這個斐波那契算式的英文論文，近日發(fā)在國外英文預(yù)印本上。上線次日打開電腦看數(shù)據(jù)，有點(diǎn)不敢相信自己眼睛，因?yàn)轭A(yù)印本是學(xué)術(shù)平臺，論文下載量等流量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)不及娛樂和社交平臺大，而微鴻這篇論文的下載量竟然在第一天就攀升到了該預(yù)印本當(dāng)月乃至近幾個月論文下載量的前列，一度讓微鴻懷疑數(shù)據(jù)是錯的，直到次日再看，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)繼續(xù)激增不少，才知道是正常統(tǒng)計(jì)結(jié)果。
幾乎與此同時，收到國外多個英文學(xué)術(shù)期刊的邀稿郵件，其中有一家還曾被我國一家著名的學(xué)術(shù)論文數(shù)據(jù)庫收錄過。
當(dāng)然，這個算式從數(shù)學(xué)上已然是成立且極其漂亮的，從物理層面猜想它是精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的答案，也因它包含斐波那契數(shù)列、黃金分割、分形、神農(nóng)易等因素而非常有可能。如果得到試驗(yàn)或理論證明，這將是一個諾貝爾獎級別的發(fā)現(xiàn)，也將為中華易經(jīng)帶來極高的榮譽(yù)，因?yàn)榫?xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)在科學(xué)中非常重要和知名。
神農(nóng)六十四卦方圖與生物64個遺傳密碼的吻合
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