我可否將你比做一個夏日？

但你比夏日更加溫柔。

狂風(fēng)會把五月的花苞吹落地，

夏天也嫌太短促，匆匆而過。

有時太陽照得太熱，

常常又遮暗他的金色的臉；

美的事物總不免要凋落，

偶然的，或是隨自然變化而流轉(zhuǎn)。

但是你的永恒之夏不會褪色，

你不會失去你的俊美的儀容；

死神不能夸說你在它的陰影里面走著，

如果你在這不朽的詩句里獲得了永生；

只要人們能呼吸，眼睛能看東西，

此詩就會不朽，使你永久生存下去。

莎士比亞的這首十四行詩中不僅描述愛情，也包含了詩人對于無常和永恒的思考，一切事物都會隨自然流轉(zhuǎn)，一切都在恒久的變化中。物理學(xué)家們卻少有這樣的困擾，他們相信可以找到物理定律來描述和預(yù)測宇宙。物理定律是物理學(xué)家們的依賴和信仰，他們相信，在宇宙中的任何一個角落，物質(zhì)都一定會遵循同樣的定律運(yùn)動，時空都一定可以用同樣的方程來描述。這個似乎天然正確的想法最近卻受到了一些物理學(xué)家的質(zhì)疑，這一切，是從物理學(xué)的常數(shù)開始的。

在所有的物理理論中，總會有一些不變量經(jīng)常出現(xiàn)，它們就是物理學(xué)常數(shù)。為了提高實(shí)驗(yàn)精度，人們需要物理學(xué)常數(shù)的數(shù)值越精確越好，但這些常數(shù)很少可以被直接測量得出，大多都需要一系列的實(shí)驗(yàn)和理論推導(dǎo)。一個物理學(xué)常數(shù)的數(shù)值通常都與很多看起來不相關(guān)的現(xiàn)象聯(lián)系，只有極少數(shù)完全獨(dú)立，只能通過測量得到。例如普朗克常數(shù)h、光速c、引力常數(shù)G和精密結(jié)構(gòu)常數(shù)——人們用希臘字母α來表示，這些物理學(xué)基本常數(shù)構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。我們生活中的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上都是由物理學(xué)基本常數(shù)所定義，比如“1米”的定義是光在真空中旅行1/299792458秒所經(jīng)過的距離。而在1967年定義沿用至今的關(guān)于“1秒”的時間長度則是：“銫133原子基態(tài)兩個超精細(xì)能級之間躍遷所對應(yīng)的輻射的9192631770個周期所持續(xù)的時間?！痹谠幽芗壷g躍遷所花費(fèi)的時間則是由α所決定。

但是也有物理學(xué)家一直在懷疑，這些物理學(xué)基本常數(shù)在隨著時間和空間的變化而改變，我們曾經(jīng)最信賴的物理學(xué)的基石，變得不再像想象中的那么可靠。首當(dāng)其沖的便是精密結(jié)構(gòu)常數(shù)α，這個物理學(xué)基本常量是在1916年由德國物理學(xué)家阿諾德·索莫菲（ArnoldSommerfeld）提出來引入物理學(xué)的，它通常的表達(dá)方式是電子電量的平方與普朗克常數(shù)和光速的乘積之比，最初是用來描述原子的軌道中電子速度與真空中的光速之比。但是量子電動力學(xué)（QED）并未通過推論給出這個常數(shù)的數(shù)值，它的數(shù)值人們只能通過實(shí)驗(yàn)來測得，約等于1/137，這也是至今為止人類測量的最精確的常數(shù)之一。隨后科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了這個常數(shù)在其他理論中的應(yīng)用，它同時也被稱為耦合常數(shù)，用來描述電子與質(zhì)子相互作用的強(qiáng)度。在結(jié)合弱相互作用和電磁相互作用中α也有重要作用，α也影響著原子與光子之間的相互作用，可以說，它影響著我們身邊的一切。

但為什么α是現(xiàn)在我們觀測到的這個數(shù)值？它是一直不變的嗎？正如量子電動力學(xué)的奠基人之一——理查德·費(fèi)曼所說，這是一個“最深刻也是最優(yōu)美的問題”。從1936年起，英國物理學(xué)家保羅·狄拉克（Paul Dirac）就懷疑一切物理常數(shù)都會隨著時間和空間改變，這個想法啟發(fā)了澳大利亞和英國的三所大學(xué)組成的一個研究小組，他們從1998年開始至今一直在探索物理定律和物理學(xué)基本常數(shù)是不是真的一成不變。

驗(yàn)證物理學(xué)基本常數(shù)在大的時間和空間尺度下是否仍然恒常，科學(xué)家們自然又把目光投向了遙遠(yuǎn)的宇宙。這次給科學(xué)家們提供參照的是一種叫做“類星體”的具有超大質(zhì)量的星體，這種星體多居住在距離地球極為遙遠(yuǎn)的星系中央，具有超大的質(zhì)量，大于很多星系（包括銀河系）中央的巨型黑洞。當(dāng)類星體與其他恒星相撞時，因?yàn)槠渚哂芯薮蟮哪芰?，會在瞬間發(fā)出強(qiáng)烈的蓋過整個星系的光芒。發(fā)射光芒的類星體就像是宇宙中熊熊燃燒的火炬，即使隔著幾十億光年的距離，它發(fā)出的原本具有連續(xù)光譜的光線也可以到達(dá)地球。

光線從遙遠(yuǎn)的宇宙深處到達(dá)地球需要長時間的跋涉，其間會穿越星際氣體。星際氣體大多是由宇宙中最常見的物質(zhì)——?dú)浣M成的，還包含其他一些地球上常見的重離子。當(dāng)具有連續(xù)光譜的光經(jīng)過星際氣體時，一些元素會吸收光譜中的某些特定頻率的譜線，而且每一種元素吸收的譜線都如同人的指紋一樣有所不同。因此，當(dāng)這些來自遠(yuǎn)古宇宙的幾十億光年之外的光經(jīng)過了幾十億年的旅行來到地球上（宇宙的年齡約為137億年），其中某些頻率的光已經(jīng)被星際氣體所吸收，因此人們接收到的光譜變成像條形碼一樣的斷斷續(xù)續(xù)，講述著它一路的遭遇，科學(xué)家們就可以通過光譜來分析它走過的時間和距離。澳大利亞新南威爾士大學(xué)的物理學(xué)家約翰·韋伯（John Webb）等人分析了接收到的類星體光譜，然后與地球上的譜線進(jìn)行對比，他們發(fā)現(xiàn)，兩者稍有不同，這給了他們很大啟示。

元素吸收光譜的頻率主要由α確定，（除去紅移的因素），如果來自遙遠(yuǎn)宇宙的光譜結(jié)構(gòu)與地球上的不同，則說明α并不是一個不隨時間和空間而改變的恒定常數(shù)，甚至可以說，α的變化說明了宇宙的質(zhì)地是可以隨著時間和空間而改變的。但是，α究竟是隨時間而改變還是隨空間而改變？韋伯繼續(xù)著他的實(shí)驗(yàn)。他使用兩臺天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測：長達(dá)10米的Keck天文望遠(yuǎn)鏡位于夏威夷，用來觀測北方天空；一臺位于智利的超大望遠(yuǎn)鏡用來觀測南方天空。把兩臺望遠(yuǎn)鏡得到的觀測結(jié)果加上地球上的結(jié)果對比來看，韋伯發(fā)現(xiàn)，在北方天空，距離地球越遠(yuǎn)，α就變得越?。欢谀戏教炜談t恰恰相反，距離地球越遠(yuǎn)，α就會變得越大，地球上的α數(shù)值則正處于這兩者之間。由此，韋伯等人得出結(jié)論：α的數(shù)值并不是隨時間改變，而是隨著空間而改變，α這個在量子電動力學(xué)理論中處于中心位置的常數(shù)并不是恒常不變的。

2011年10月，聲名卓著的《物理評論通訊》（Physical Review Letters）發(fā)表了韋伯等人關(guān)于這個觀測結(jié)果的論文，自然而然立即引起了大多數(shù)科學(xué)家的懷疑。正所謂“超乎尋常的聲明需要超乎尋常的證據(jù)”，韋伯等人的結(jié)論如果正確，將會顛覆物理學(xué)家們長久以來的觀念：物理學(xué)中的常數(shù)將不再是恒常不變，不僅是對物理學(xué)至關(guān)重要的精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)可以隨空間改變，它會不會也在隨時間改變？同時，像光速、引力常數(shù)、普朗克常數(shù)等人們反復(fù)精心計算的常數(shù)也變得可疑起來。物理公式呢？科學(xué)家們原以為在宇宙的每一個角落，物理定律都是一樣的，現(xiàn)在這個信心也會隨之動搖，物理學(xué)的根本意義在哪里？難道以后會出現(xiàn)“具有地球特色的物理學(xué)”？更多的物理學(xué)家對此的態(tài)度自然是懷疑，并且在等待更多的結(jié)果，他們認(rèn)為韋伯等人的觀測結(jié)果有誤差。在可觀測的宇宙中，向不同方向的天空觀測到的α數(shù)值大約1/100000的差別，很有可能是由系統(tǒng)誤差造成的。要進(jìn)一步證實(shí)韋伯等人的結(jié)論，還必須拿出更令人信服的證據(jù)才行?？茖W(xué)家們期待在未來，通過更精確的技術(shù)，比如用超級精確的原子鐘測量α，就可以幫助他們進(jìn)一步確認(rèn)這個讓人感到匪夷所思的結(jié)論。

在由α所引發(fā)的討論中，另一個原理自然又進(jìn)入了人們的話題，這就是“人擇原理”（Anthropic Principle）。α的數(shù)值如果稍微改變一些，宇宙中將不可能合成碳元素，自然而然也就不會出現(xiàn)地球上的碳基生命；或者宇宙中將無法進(jìn)行聚變，整個宇宙會變得寒冷而無法出現(xiàn)任何生命。為什么一切物理學(xué)基本常數(shù)都如此地適合人類生存？德國物理學(xué)家馬克斯·玻恩（Max Born）就曾經(jīng)說：“α只能是現(xiàn)在的這個值，這就是自然界的法則。對它的解釋也必定是自然哲學(xué)的中心問題?！比绻锢韺W(xué)基本常數(shù)可以隨空間變化，人擇原理則會有新的解釋：我們只是出現(xiàn)在了宇宙中適合我們出現(xiàn)的時間和地點(diǎn)而已。莎翁說：“美貌、智慧、門第、體力、事業(yè)、愛情、友誼和仁慈，都必須聽命于嫉妒而無情的時間?！边@句話，此時想來，更是多了一層深意。