哈勃常數、引力常數、普朗克常數、玻爾茲曼常數、光速、π、真空的介電常數、真空的磁導率、電導率、電阻率、庫侖常數，等等…… 常數家族的隊伍還在不斷擴大。任何學過基礎科學的人都會遇到至少一個物理常數，比如光速或電子的質量。這是不可避免的。
科學家尤其是物理學家必須記住這些常數（至少非常熟悉），因為這可以讓很多計算過程變得簡單。但當你停下來思考這些常數，以及它們所描述宇宙的某方面的性質時，你會感到不可思議。這些龐大的數字并不僅僅是為了給我們帶來計算上的不便。
我們知道很多常數的值，但是這些值是怎么來的呢？這些常數是科學家創(chuàng)造的，還是自然存在的？它們對物理學意味著什么？它們會改變嗎？如果會，我們?yōu)槭裁捶Q它們?yōu)椤俺怠保?/p>
這些常數意味著什么？
哈勃常數告訴我們宇宙的膨脹及恒星離我們遠去的速度，最終幫助我們計算宇宙的年齡。自埃德溫?哈勃于 1929 年首次計算出它以來，已經過去了近 100 年，科學家們仍在爭論它的實際價值。隨著技術的每一次飛躍，以及每一臺新的（更精密的）望遠鏡問世，哈勃常數都會“改變”。找到哈勃常數的精確值仍然是現代天文學最大的挑戰(zhàn)之一。
引力常數有時也被稱為牛頓常數，是牛頓萬有引力定律中使用的比例常數，用 G 表示。無論是在地球上、火星上，還是在幾千光年之外的某個遙遠的行星上，引力常數的值都不會改變。
普朗克常數給出了粒子頻率與其總能量之間的關系，這是物理學世界中的一個突破性發(fā)現，因為其中一個量是波的屬性（頻）)，另一個是粒子的屬性 (能量)。因此，證明了物質的波粒二象性，并最終為量子物理學的發(fā)展鋪平了道路。
我們可以通過常數所代表的東西（物理量）來定義單個常數，但我們能否給幾個常數賦予一個整體的定義（含義）？也就是說，我們需要用我們指定的單位來定義宇宙的某些量，比如米、牛頓、光年和焦耳。
例如，引力常數的單位 G 是：
當 G 乘以兩個物體的質量，再除以它們之間距離的平方，就得到了力的單位，牛頓（N）。這正是我們需要的，因為我們想知道兩個物體之間的引力：
因此，常數的數值將取決于我們使用的單位系統(tǒng)。
那么這是否意味著常數是人類構造的？絕對不是！這個定義是關于常數的作用，而不是常數是什么。此外，它也不能定義所有的常數，因為也有無量綱的常數，比如著名的圓周率 π。
圓周率是個無理數，并且是超越數，它出現在自然界的許多現象中。從 DNA 雙螺旋結構，到扔石頭時池塘的漣漪，到斑馬條紋和豹斑圖案，到著名的海森堡原理，到抗震建筑的結構，再到海浪的漲落 —— 圓周率無處不在。它在宇宙運行的中心逐漸消失，并出現在最復雜的數學中。
它是一個常數，沒有單位，我們不知道為什么會這樣。
它們的值是如何確定的？
有一些常數的值存在爭議，誤差總會存在，這取決于我們現有設備的準確性和靈敏度。常數不是科學家創(chuàng)造的。它們存在于宇宙中，我們只是通過反復的實驗和觀察來測量它們。
還有一個問題更深入地探究了常數之謎。在 1937 年 2 月 20 日發(fā)表在《自然》雜志上的一篇論文中，著名物理學家保羅?狄拉克提出了一個至今仍令物理學家困惑不解的問題：如果我們縱觀整個宇宙的歷史，所有的常數真的都是常數嗎？畢竟，我們所有的測量都是在地球上進行的。這里不變的東西在其他地方也是不變的嗎？
然后有證據表明“質子質量與電子質量的比值”是不變的。多年來，在來自多個國家的眾多研究小組，探索了可觀測宇宙中最遙遠的角落，僅僅是為了確定質子與電子的質量比是否會改變。每一次，結果都是一樣的。質量比保持不變。
常數是會變化的，比如哈勃常數（埃德溫?哈勃測量的初始值是目前哈勃常數值的 7 倍多），但這是由于人為誤差和設備精確性造成的。
我們無法解釋為什么這些常數是這樣的，它們是如何由自然決定的，以及它們是否能在數十億年的時間里發(fā)生變化。我們只能測量已經存在的東西。
本文來自微信公眾號：老胡說科學 （ID：LaohuSci），作者：我才是老胡
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