微細構造定数：自然界における設計の証拠

The Fine-Structure Constant: Evidence of Design in Nature
微細構造定数：自然界における設計の証拠
 
by Jonathan K. Corrado, Ph.D., P. E. | Jul. 20, 2023

The job of physicists is to worry about numbers, but one number has perplexed physicists for more than a century. That number is 0.00729735256—approximately 1/137. This is the fine-structure constant. It appears everywhere in the equations of quantum physics.
　物理学者の仕事は数字を気にすることですが、ある数字が1世紀以上にわたって物理学者を当惑させてきました。その数字は0.00729735256で、およそ1/137です。これは微細構造定数です。量子物理学の方程式のいたるところに登場します。

The fine-structure constant, designated by the Greek letter alpha (α), is one of the many constants of nature that power our laws of physics, like the speed of light, the gravitational constant, or Planck’s constant. These constants can have different values depending upon which system of units are used to express them. For instance, the speed of light in vacuum is 186,000 miles per second, but it is also 300,000 kilometers per second. However, α is a pure number, without any units.
　ギリシャ文字のアルファ（α）で表される微細構造定数は、光速、重力定数、プランク定数など、物理法則に影響を与える多くの自然定数のひとつです。これらの定数は、どの単位系で表すかによって異なる値を持つことがあります。例えば、真空中の光速は秒速186,000マイルですが、秒速300,000kmでもあります。しかし、αは単位を持たない純粋な数です。

Something bizarre and compelling about this number has led many of the founders of quantum mechanics to be obsessed with it. Paul Dirac, a theoretical physicist who is considered one of the founders of quantum mechanics and quantum electrodynamics, called it “the most fundamental unsolved problem in physics.”1 Even Richard Feynman, a 1965 Nobel Prize winner in physics for his contributions to the development of quantum electronics, pondered its mysteries his entire life. He remarked that “all good theoretical physicists put this number up on their wall and worry about it.”2 What is it about this one number that makes it the worthy subject of the close attention of savants?
　この数には奇妙な説得力があり、量子力学の創始者の多くがこの数に夢中になりました。量子力学と量子電磁力学の創始者の一人とされる理論物理学者ポール・ディラックは、この問題を「物理学における最も根本的な未解決問題」と呼びました。量子エレクトロニクスの発展に貢献し、1965年にノーベル物理学賞を受賞したリチャード・ファインマンでさえ、その謎について生涯考え続けたのです。彼は「優れた理論物理学者は皆、この数字を壁に貼って心配している」と述べています。では、この1つの数字の何が専門家たちを夢中にさせるのでしょうか？

Additionally, the fine-structure constant sets the “strength” of the electromagnetic force.3 The greater the chance of interaction between the electron and electromagnetic fields, the more of an electromagnetic disturbance each electron will make. This is why the fine-structure constant appears in formulas that depend on electromagnetic force. The major question, however, remains: Why does α take on the value that it does, and why does this specific combination of other fundamental constants come out to be exactly α?
　さらに、微細構造定数は電磁力の「強さ」を設定します。電子と電磁場の相互作用の可能性が高ければ高いほど、それぞれの電子はより多くの電磁波障害を起こすことになります。これが、電磁力に依存する数式に微細構造定数が登場する理由です。しかし、大きな疑問が残ります。なぜαはそのような値をとるのでしょうか、なぜ他の基本定数の特定の組み合わせが正確にαになるのでしょうか？

The fine-structure constant sets the size of atoms. A larger value means that electrons would be closer to nuclei, making them more tightly bound and less able to participate in chemical bonds. A smaller value would mean that electrons were less tightly bound, making atoms and molecules less stable. Its precise value could not be more important.
　微細構造定数は原子のサイズを設定します。値が大きいほど、電子は原子核に近づき、より強固に結合し、化学結合に参加できなくなります。この値が小さければ、電子の結びつきが弱くなり、原子や分子の安定性が低下します。その正確な値は、この上なく重要なのです。

Physicists do not know why our universe ended up with this particular value for the fine-structure constant, or many of the other fundamental constants, for that matter. Many conventional physicists believe that these constants were set more or less randomly at the beginning of the universe. However, it would be surprising if they landed on just the right values to allow for the formation of life. Though a professing atheist, Richard Feynman poetically mused that “you might say the ‘hand of God’ wrote that number, and ‘we don’t know how He pushed His pencil.’”4
　物理学者は、なぜ宇宙が微細構造定数や他の多くの基本定数のこの特定の値になったのか、その理由を知りません。従来の物理学者の多くは、これらの定数は宇宙の始まりに多かれ少なかれランダムに設定されたと考えています。しかし、生命の誕生を可能にする最適な数値にたどり着いたとしたら、それは驚くべきことでしょう。無神論者を公言していたリチャード・ファインマンは、「『神の手』がその数字を書いたと言えるかもしれないが、『神の手』がどのように鉛筆を動かしたのかはわからない」と詩的に呟いています。

Because there is still so much unknown about this constant, physicists have merely hit the wavetops in the analysis of the fine-structure constant. However, given the uniqueness and complexity of this constant, it’s logical to conclude that our physical existence resulted from extraordinary design rather than chance or evolutionary causes. As science advances and untangles the mysteries of our universe, scientists continue to discover how incredibly complex yet tailored our universe is.
　この定数についてはまだ不明な点が多いため、物理学者たちは微細構造定数の分析で波頭を打ったにすぎません。しかし、この定数のユニークさと複雑さを考えれば、私たちの物理的存在は偶然や進化的な原因ではなく、並外れた設計によってもたらされたと結論づけるのが論理的です。科学が進歩し、宇宙の謎が解き明かされるにつれ、科学者たちはこの宇宙がいかに複雑でありながら調整されているかを発見し続けているのです。

As Psalm 147:5 declares, “Great is our Lord, and mighty in power; His understanding is infinite.”
詩篇147：5
「われらの主は偉大であり、力強くその英知は計り知れない。」
ICR
https://www.icr.org/articles/type/9