本文最初发表于 大众科学 的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表 大众科学 的观点
1935年11月，当马克斯·玻恩在南印度科学协会发表演讲时，正值他一生中非常不确定的时期。纳粹党已于1933年暂停这位著名量子力学物理学家在哥廷根大学的职位。他曾被邀请在剑桥大学任教，但这只是暂时的。然后，在1935年夏天，党终止了他在哥廷根的终身教职。玻恩接受了与 C. V. 拉曼及其学生在印度科学研究所班加罗尔分校合作六个月的邀请。在那里，他发现他的家人失去了德国公民权。他成了无国籍人士，没有永久住所。然后，还有关于两个数字的不确定性。
在过去四十年的一系列发现和理论之后，科学界一直在努力理解出现的两个数字。它们是不变的，并且没有单位。其中一个，精细结构常数，定义了基本粒子和光之间相互作用的强度。它表示为 1/137。另一个，μ，与质子与电子的质量有关。
玻恩追求的是一个统一的理论，将自然界的所有基本力联系起来。他还想要一个理论来解释这些常数从何而来。他说，是为了“解释重、轻基本粒子的存在及其确定的质量商 1840”。
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玻恩担心几个常数似乎有点奇怪。科学充满了常数——一个常数定义了光速，另一个常数量化了引力，等等。我们经常使用这些数字，翻阅参考书中卷边的表格，并将它们编码到我们的软件中，而无需过多思考，因为，嗯，它们是常数。但关于这些常数的奇怪之处在于，没有理论可以解释它们的存在。它们是普遍存在的，并且似乎是不变的。质子和电子的质量也是如此。但是，它们一次又一次地通过观察和实验得到验证，而不是通过理论。
玻恩和许多其他人所追求的是一个统一的理论，该理论将证明一个常数只能有一个不变的值。在没有这个理论的情况下，科学家们只能求助于测试常数的极限。测量常数是验证使用它们的理论是否合理、科学是否立于坚实基础的好方法。测量误差可能是一个巨大的问题。因此，与其验证质子和电子的质量，不如测量它们的质量比，这是一个没有单位负担的数字，更有用。
对统一理论的探索仍在继续。在玻恩演讲两年后，他的剑桥同事保罗·狄拉克在 一篇《自然》杂志的论文中思考，如果纵观整个宇宙的历史，这些常数是否真的恒定。在地球上进行的测量是有用的，但它只是浩瀚宇宙中的一个小蓝点。狄拉克几十年前提出的问题正是物理学家今天继续提出的问题。它在宇宙的每个地方都是常数吗？它为什么是常数？有多恒定？即使几十年过去了，这个问题仍然存在。“目前质子与电子质量比的最精确值为 1836.12 +/-0.05，”弗里德里希·楞次在 1951 年的《物理评论快报》论文中写道。“值得注意的是，这个数字与 6pi^5=1836.12 相吻合。”这就是整篇论文的内容。
质疑常数实际上并不是一个牵强的想法：现有的理论并没有阻止常数具有不同的值。宇宙经历了三个广泛的阶段——大爆炸后不久的初始辐射主导阶段、漫长的物质主导阶段，以及从六十亿年前开始的非常漫长的暗能量主导阶段。一种假设是，质量比可能仅在阶段之间的转变中发生变化。质量比的实际值（1836.15267389）不如围绕其作为常数的地位的不确定性那么令人担忧。科学家们在解决这个不确定性数字方面取得了令人难以置信的进展。
今年晚些时候，阿姆斯特丹自由大学的研究人员将与阿姆斯特丹大学和墨尔本斯威本科技大学的合作者一起，在季刊《现代物理评论》上发表他们研究结果的概述（该论文可在 arXiv 上查阅）。他们写道，质量比的变化小于 0.0005%，不足以称之为变化。这是基于望远镜观测得出的结论，这些观测可以追溯到 124 亿年前，当时宇宙只有现在年龄的 10%。
结论既平凡又令人震惊。变化是如此普遍，以至于我们不会三思而后行，它在我们的结构中占据了多少比例。一个人类细胞可能在一天内经历一百万次 DNA 突变。夏天的绿叶在变成秋天的橙色，然后在冬天变成棕色在我们脚下嘎吱作响之前，这一切都在一年之内发生。气体在数百万年的时间里相互凝聚和引力作用，聚集到像我们这个充满水的地球这样的岩石中，围绕太阳运行。但在所有这些变化之下，有一个数字将它们全部联系起来，并且这个数字在我们所能看到的宇宙范围内一直保持不变。我们不知道为什么。μ 就像科学福音，将宇宙变成现实。
宇宙的历史是测量常数漂移的良好沙箱。由于来自早期宇宙的光继续到达地球，射电望远镜是研究质量比的有效工具。来自远古的光线在到达地球之前，会与遥远星系和恒星中的气体相互作用。到达地球的光线带有这些气体的指纹，这些气体吸收特定频率的光。在查看望远镜数据时，它会显示为光谱中的缺失。通过将此指纹与实验室对相同气体的测量结果进行比较，科学家可以推断出质量比的变化。
阿姆斯特丹自由大学小组是世界上少数几个十多年来一直关注质子-电子质量比的团队之一。他们与来自澳大利亚、法国、俄罗斯、瑞士、美国、英国、印度和菲律宾的科学家合作。他们探测了漂浮在太空数十亿年之外的微量氢气、氨气和甲醇。他们比较了来自智利北部寒冷干燥沙漠中的甚大望远镜、德国历史悠久的温泉小镇的 100 米射电望远镜以及西班牙内华达山脉的 30 米射电望远镜的信号。他们甚至使用哈勃太空望远镜观察白矮星，以查看引力是地球一万倍的环境是否会改变质量比。
而且……什么也没有。“零结果”是他们论文中最常见的短语之一。这很好。即使质量比值发生百分之几的小变化，也意味着一个不同的宇宙。较小的质量比可能意味着更弱的质子，并可能对围绕原子核运行的电子产生较弱的拉力，从而导致不同种类的物质。
虽然世界对没有提供任何新研究成果的研究不太友好，但零结果并不意味着这个问题可以搁置。问题就在于此，这使得阿姆斯特丹自由大学团队的研究感觉既徒劳又重要。物理学中没有理论可以解释恒定的质量比，科学的坚定守护者。它就是这样，*耸耸肩*。
当然，阿姆斯特丹自由大学团队并不是孤军奋战。早在 1996 年，俄罗斯约费物理技术研究所的另一个团队就分析了来自外太空的光谱线，以衡量质量比的变化。 剑桥大学和斯威本科技大学的科学家一直在寻找精细结构常数的漂移。但阿姆斯特丹自由大学小组可能是最关注质量比的小组。十多年来，这种专注产生了一系列最全面和最引人入胜的研究成果。年复一年，在一代又一代研究生和博士后中，他们发表了一篇论文，从不同的角度温和地探讨这个问题——宇宙中更遥远的地方、不同的引力环境、测量旧问题的新工具。
未来搜索的目标是追溯更久远的时间和不同的环境。像欧洲极大望远镜这样更大的望远镜将有助于收集来自宇宙的更微弱的信号。尽管进行了大量的测量，但许多测量都集中在天空的非常狭窄的范围内。通过扩大视野，科学家可以探测来自宇宙其他部分的数据。
只要没有理论支持常数的存在，对可变常数的实验性搜索就可能会继续下去。《现代物理评论》论文的作者写道：“即使是逐步改进，设定基本常数漂移的边界也是值得追求的，考虑到这项探索物理定律本质的重要性：它是恒定不变的还是会变化的？” 每一个宇宙的疑问都将受到审查，要么在未来的实验中被否定，要么作为下一个研究者的证据浮出水面。