58、光速与基本物理常数(2/2)
作品:《科学的逻辑》 在热力学中,起到统一和概念间相互联系作用的常数是玻尔兹曼常数。玻尔兹曼常数将热力学中熵的概念与系统的微观状态数联系起来,正是这一常数的存在,使得热力学成为一个独立于力学与电磁学之外的学科。玻尔兹曼常数使基于微观状态统计的统计力学与热力学的基本定律联系起来,使热力学的许多传统概念获得了微观解释。
在基本物理常数中有一个引人注目的常数:电子的电量。元电荷是从实验中发现的,此前人们没有任何关于所有电荷都是元电荷整数倍的概念,因此它也是一个全新的基本物理常数。事实上,电子的电量与精细结构常数等同,描述的是电子场与电磁场这两种场的相互作用强度。人们普遍认为,标准模型虽然非常成功,但是并不是最终的理论,类似精细结构常数这样的基本物理常数,很可能会在未来的新理论中进一步统一我们的观念,可能会将过去我们认为不同的东西统一到一个概念之中,例如电子场与电磁场。
标准模型一个让人很不舒服的特点就是包含了19个可调参数,如今已经发现中微子有质量,因此还要额外增加9个。出现这么多可调参数的一个主要原因是,每个基本粒子都有一个质量,而所有这些质量都是基本物理常数。如果我们认同基本常数是用来统一概念的,那么标准模型中每一个可调参数都会更新我们的观念,将原本认为不同的东西联系在一起,就如同波与粒子的统一一样。从这种思路来看,标准模型远远没有达到我们期望中的统一场论,或许未来的统一理论可以再次更新我们的观念,可以像计算基态与激发态一样,让我们真正理解电子、μ子与t子等基本粒子的质量起源与质量关系,甚至通过统一理论计算标准模型的各类参数。
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