為什麼宇宙的一切都剛剛好？：超解析22個支撐宇宙運行的物理常數

　　我們每天理所當然地在這個世界上生活著。世界的存在似乎是一件很自然的事。
　　但事實並非如此。從物理的角度來看，我們生存的世界能夠存在，可說是奇蹟下的產物。
　　要是支配這個世界的物理定律有一點點偏差，我們就無法生存於這個世界。

　　「宇宙微調問題」是物理學中很常討論的問題。
　　物理定律支配了整個宇宙，但定律中卻有著無法用理論推導出來的「常數」，只能透過實驗結果計算出來，
　　譬如決定基本粒子的質量、基本力的大小的常數，以及決定宇宙性質的宇宙論常數。
　　這些決定了宇宙基本定律的常數共有數十個。

　　這些常數中，大部分常數的數值只要稍微有些變動，就會讓整個世界變得完全不同，
　　使生命難以存活，我們也不會在這個世界中誕生。
　　就像是有某個人故意把這些常數微調到現在這個數值，以達到絕妙的平衡，讓這個宇宙誕生一樣。
　　「為什麼這些常數會被調整到那麼剛好的數值呢？」這就是宇宙微調問題。
　　如果是對宇宙有興趣的人，應該多少聽過這個問題吧。
　　不過，「這些常數稍微有些變動時會造成什麼後果？」這個問題，應該就沒有那麼多人想過了。

　　本書將會用各種插圖，以直覺方式具體介紹已知的各種物理常數，
　　並說明當這些常數稍有改變時，世界會有什麼變化。
　　乍看之下，這些物理定律與物理常數似乎難以理解，
　　不過，只要知道它們的性質，你一定也會覺得它們相當親切。
　　說不定，也會有想要自己調整這些常數，看看世界會變成什麼樣子的想法。
　　在思考「為什麼宇宙會存在？」的過程中，你也能讓自己的思緒盡情徜徉在宇宙的神祕中。

作者簡介
    
松原隆彥

　　高能加速器研究機構、基本粒子原子核研究所教授。理學博士。京都大學理學部畢業。廣島大學博士。曾於東京大學、約翰霍普金斯大學、名古屋大學任職。主要研究領域為宇宙論。曾獲2012年日本天文學會第17回林忠四郎獎。著作包括《現代宇宙論》（東京大學出版會）、《宇宙外側有東西嗎》（光文社新書）、《宇宙的誕生與終焉》（SB Creative）等。
 

Chapter  02  
真空中的光速：
 
快得不得了的光速
 
規範了這個世界的物理定律中，有許多物理常數，真空中的光速就是其中一個非常基本的常數。我們會用c這個符號來表示這個數，其值為
 
c=299792458m/s
 
也就是每秒鐘前進30萬公里的速度。地球一圈約為4萬公里，所以我們常用光速1秒內可繞地球7圈半來說明光速有多快。
 
不過，筆者小時候聽到這樣的說明時，總覺得有種違和感。因為小時候的我，很難想像光會繞著地球轉7圈半。光不是一直都是直線前進的嗎？
 
當我聽到這種說明時，都必須暫時忘記地球是圓的這個事實。所以我覺得不要用這種方式說明光速比較好。我們可以假設有好幾個地球排成一列，而光在1秒內可以前進23.5個地球直徑的距離，雖然這個數字有些不乾不脆。
 
先不管這個，從日常生活的角度看來，光的速度快得不可思議，對人類來說只是一瞬間的事。為什麼光是這個速度？物理學無法告訴我們答案。我們只能透過測量得到這個速度，無法從任何理論推導出這個數字，這是第1章中提到的所有物理常數的共通性質。
 
光在物質中的速度，以及在真空中的速度並不相同。本書中提到光速時，都是指真空中的光速。
 
公尺的定義與光速
 
光速的數值原本是由實驗觀測決定的測量值，不過1960年起便不再如此。在這之前，1公尺的長度是由世界唯一的棒狀「公尺原器」決定的。然而，從1960年起，公尺便改由光速決定。
 
若排除誤差的影響，不論誰來測量，真空中的光速都是相同數值。於是，人們決定將1公尺定義成真空中的光在1秒內前進距離的299792458分之1。而光速的數值也不再有誤差，而是剛好等於本章開頭列出的數值。
 
之所以會用這種不乾不脆的數值來定義光速，是為了不和過去定義的1公尺長度有太大的誤差。如果將光速定義成整數的300000000 m/s（30萬km/s），也許會比較好記、比較方便。但如此一來，1公尺的長度就會縮短0.7 公釐，造成混亂。除非有個能夠掌控全世界的獨裁者跳出來，不然不可能做出這樣的變更。