物理常數里的耦合常數有因果關係存在么?
01-11
物理有很多常數,其中的一種常數:耦合常數,包括光速萬有引力常數等這類靠測量得出的常數。
那麼問題來了,他們只能被測量出么?他們不可以被計算出么?對於耦合常數,是否有規則導致他們只能是這個數?這個數的背後是否有這個世界的因果存在?否則物理學家說,他們就是這個數,那麼為什麼呢?
這些常數的存在讓我們可以探明這個世界更多的規則,那麼這些常數本身會不會也是世界規則的產物呢?以至於他們就是我們測出的這個數。
先看這篇Wikipedia詞條:Dimensionless physical constant
這裡面列了目前公認的、不知道相互關聯的物理常數(因為都無量綱,所以與測量單位無關)。這些常數目前只能測量出來,其他的常數都可以由這些常數(與適當的單位)組合、計算出來。
學術界存在很多尚不被公認的研究、理論來試圖聯繫、計算這些無量綱的常數。我的導師就有個預測中微子 Pontecorvo–Maki–Nakagawa–Sakata matrix 的理論。當然這些理論都需要有實驗進一步驗證才可能被廣泛接受。
另外,即使我們可以找到這些常數之間的關聯,從一些原則出發計算出它們的值,也不能說就是「因果」關係。關聯只是關聯。部分。 但是比如標準粒子模型中有很多常數就是理論計算拼湊出來或者試驗得到的。但為什麼是這個數,大部分都暫時得不到解釋。物理學家正在努力中,比如弦理論就打算從推導出這些常數。
比如光速,包括真空或其他介質中的,可以用介質的電導率和磁導率得到。
根據Maxwell方程組,電磁波的傳播速度應為(eu)^(-1/2),式中e為介電常數,u為磁導率。對不同的媒質,e和u值不同。對於真空,e=8.85*10^-12,u=2pi*10^-7(國際單位制)。則此時真空中電磁波速度約為3*10^8m/s。根據國際計量大會的定義,真空中電磁波速的準確值應為299 792 458m/s。
謝邀 因為七個基本單位(米,千克,秒,安培,開爾文,摩爾,坎德拉)都是人類「隨意」制定的,當涉及到這些單位間的換算時,就必須添加常數,以反映這些單位間的換算關係。 研究常數本身並不會得到什麼有意義的結果。
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