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这个数字自五十多年前发现以来一直是个谜。所有优秀的理论物理学家都将这个数贴在墙上，为它大伤脑筋……一个魔数来到我们身边，可是没人能理解它。你也许会说“上帝之手”写下了这个数字，而我们不知道他是怎样下的笔。
——费曼
先驱者失踪之谜
1972年先驱者10号发射升空，先驱者11号发射于一年后。现在它们都已经飞到了无人观测到的深空。然而它们的运行轨道却出现了让人无法忽视的偏离。
显然有什么东西在拉或者推它们，使它们的速度加快。尽管加速度很小，还不到1nm／s2(一个纳米每平方秒)，只相当于地球表面重力加速度的一百亿分之一。但是这足以使先驱者10号偏离轨道40万公里。NASA在1995年失去了和先驱者11号的联系，但是在那时，它已经发生了和它的姐妹探测器同样的轨道偏离。是什么原因导致的呢?
没有人知道为什么。一些可能的解释早就被排除了，其中包括软件错误、太阳风或者燃料泄漏。如果是某种引力作用引起的，它决不会是我们非常了解的那种引力。实际上，物理学家们对此也束手无策，有些人甚至把这些和其他一些不明现象联系在一起。英国朴次茅斯大学的BruceBassett提出，发生在先驱者号上的谜可能和α——精细结构常数的变化有关。
早在1664年，牛顿就发现一束细小的太阳光在通过三棱镜后会分解成像彩虹那样的连续光弗。牛顿把这种彩色的光带叫做光谱。到19世纪初，英国物理学家威廉·渥拉斯顿发现。太阳光的连续光谱带其实并不是真正连续的，而是带有许许许多多的暗线条。1891年，麦克尔逊通过更精确的实验发现，原子光谱的每一条谱线，实际上是由两条或多条靠得很近的谱线组成的。这种细微的结构称为光谱线的精细结构。根据玻尔模型，很容易推算出基态轨道上电子的速度为它与光速之比，正是我们前面看到的精细结构常数的公式：光谱精细结构中两条谱线之间的距离与精细结构常数的平方成正比。
从表面看来，精细结构常数α只不过是另外一些物理常数的简单组合。然而，量子理论以后的发展表明，精细结构常数其实具有更为深刻的物理意义。无论是玻耳模型还是索末斐模型，它们都只是量子理论发展早期的一些半经典半量子的理论。它们虽然成功地解释了氢原子光谱及其精细结构，但是在处理稍为复杂一些的、具有两个电子的氦原子时，就遇到了严重的困难。以后薛定谔建立的量子波动力学对氢原子有了更好的描述。狄拉克又进一步把量子波动力学与相对论相结合起来，提出了电子的相对论性量子力学方程——狄拉克方程。狄拉克方程不但更好地解释了光谱的精细结构——认为它是电子的自旋磁矩与电子绕核运行形成的磁场耦合的结果，而且还成功地预言了正电子的存在。在量子电动力学中。任何电磁现象都可以用精细结构常数的幂级数来表达。这样一来，精细结构常数就具有了全新的含义：它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量，或者说，它就是电磁相互作用的强度。它的数值约等于1／137，更确切的数值是1／α=137.03599976。或1/α=0.007297352533(不确定量在最后两位数上)。事实上，它可以表示成其他几个更为大家熟知的常数的组合：电子的电荷、真空介电常数、普朗克常数以及真空中的光速。
民间的宠儿，学术的骄子
α之所以散发出魔幻般的魅力，是因为它是个无量纲数。即不带单位的纯数。因而它虽源于物理学对电磁相互作用强度的定义，却兼具数学王国公民的气质。对于这样一个双重国籍的异类，无论是高高在上的学术殿堂，还是闹哄哄的草莽民间，它都是广受欢迎的宠儿。许多人都宣称自己发现了α的奥妙，然后拼凑出美妙的公式来演算它的大小。
经常可以在物理学课堂上听到牛人的高谈阔论，有人根据狄拉克的理论，每个电子的自由度可以用4×4的矩阵表示，扩展一下，两个电子就是两个4×4矩阵的叠加，就是16×16的矩阵，除去对称因素，这个16×16的矩阵有136(16×17／2)个不同的矩阵元，也就是有136个自由度，然后再加上一个总的自由度，就是137啦，正好是精细结构常数!貌似有几分道理。
还有一位中国科技大学的研究生，居然能从北宋邵雍的“观物论”推导出α来。他假定了时空模型的三个前提。并用观物论之“阴”和“阳”来定义“可逆”与“不可逆”，得到“现时宇宙的测量模型”为“阴阳阳阳阴阳阳阳”，再把这一串“阴”和“阳”当做二进制数，通过他高深莫测的模量公式算出了137。令人不得不佩服他的想象力。不过你若是知道他还从古陶片的云雷纹上看出了一种典型流场，你就不会奇怪了。
不光民间科学爱好者对α痴情，堂堂科学大师也为之神魂颠倒。英国物理学家爱丁顿(就是那个去非洲观测日全食验证广义相对论的爱丁顿，也是那个“不知道第三个懂相对论”的人是谁的爱丁顿)是最早一位尝试用纯理论方法计算精细结构常数的科学家。他用纯逻辑证明：
1／α=(162-16)／2＋16=136
这与当时的实验结果相符合。后来，更精确的实验结果出来了。精细结构常数更接近于1门37，于是爱丁顿发现他原先的计算中有个小错误，改正了那个错误之后，他又断定一定等于整数137。据说，他的学生知道此事后，便开玩笑给他们的老师起了个绰号叫“爱丁旺”(Adding-One)。
爱丁顿的尝试当然是失败的，因为后来的实验数据表明，1／α并不是一个整数。以后的科学家们不断进行尝试，所得的计算公式也是五花八门，无奇不有。这里不妨列举几个例子看看：
α=(9/8π4)(π5／245!)／4=0.00729734813
α=(1-1／(30×127))／137=0.00729735426
α=COS(π／137)／137=0.00729735101
这些计算结果虽然很接近真实的数值，但是它们的命运与爱丁顿一样，都被日渐提高的实验精度所否定。
量子力学上著名的“不相容原理”的提出者泡利是一个虔诚的基督徒，按照基督教的教义，虔信上帝的好人死后，灵魂可以进入天堂，那时上帝就会满足他的一切愿望。据说泡利到了天堂以后，上帝和颜悦色地问他，打算要点什么好东西?他说别的事情都不想，只想知道精细结构常数为什么等于1/137。上帝听了此话，就给他几张纸片，说道：“答案就在这上面。”岂知泡利看了纸片上书写的东西之后，居然说：“Das istFalsch!”(这是错的)
精细结构常数既然是个纯数，若从纯数学的角度对它做一些分析，就会发现它的许多奇妙的数学性质。
分母137是个素数，它只能唯一地表示为两个平方数之和：137=16＋121=42＋112。
在137中，各位数字的立方和是13＋33＋73=1＋27＋ 343=371。
由此导出的371是个有名的“黑洞数”。因为按照下述的变换方法，371是不变的：33＋73＋13=371。
137这个素数，脾气有点怪，因为1/137在化成十进小数时，循环节只有8位，而1／97的循环节长达96位。
根据欧拉函数的理论，1／p的循环节的位数m应是满足下列同余式10m＝1(modp)的最小正整数，而事实上108-1=99999999确实能被137整除。
谁在动?
精细结构常数α与光速c同为科学明星，他们就像是住在同一寝室的上下铺室友，有时亲密得穿同一条裤子，有时又闹得不可开交。α的专业是量子力学，c学的则是相对论。众所周知量子力学与相对论是20世纪最著名的两个物理学分支，一个着眼于微观世界，一个关注于宏观宇宙。不同的人生观造成不同的个性，这一天他们忍不住又争论起来。
α：别动。我睡觉呢。
c：我没动。
α：你没动，床怎么会动?
c：那一定是你动了。
不要以为这样的矛盾产生在任何一所大学宿舍，再普通不过，然而真正探究起来，足以撼动两门科学的根基。从形式上看，精细结构常数是几个物理常数的组合。如果精细结构常数发生了改变，那么至少有一个物理量发生了改变，这其中就有真空中的光速c。而狭义相对论的一条基本假设就是光速不变，这一假设后来由著名的“麦克尔逊一莫雷”实验证明。现代物理的另一支柱理论量子力学也认为精细结构常数是不变的。废话，变的话它就不叫常数了。用时空的几何性质来描述引力现象的广义相对论也不允许精细结构常数随时间改变。因为广义相对论以及一切几何化的引力理论的基础是等效原理，它要求任何在引力场中做自由落体的局域参照系中所做的非引力实验都有完全相同的结果，而与实验进行的时间、地点无关。如果关于精细结构常数随时问变化的猜想属实，广义相对论就有必要进行修正。
包括精细结构常数在内的很多物理学基本常量，会不会随着时间的推移而发生变化?这是一个由来已久的猜想。早在1938年，狄拉克就在《自然》杂志上撰文指出。光穿越整个宇宙所需的时间，与光穿越一个电子所需的时间之比，约等于10的39次方。而一对质子和电子之间的静电力与万有引力之比，也约等于10的39次方。狄拉克认为。如此大的两个无量纲数在数量级上相接近，可能不是简单的巧合，它的背后可能有着深刻的原因。他进一步猜想，如果这两个数之间存在着简单的比例关系，而宇宙的尺度又与它的年龄成正比，引力常数就应该与宇宙的年龄成反比。也就是说。在早期的宇宙中。万有引力常数应该比现在更大一些。按宇宙寿命大约两百亿年来估算，现在万有引力常数当以每年两百亿分之一的速度在减小。这就是著名的狄拉克大数猜想。
从狄拉克大数猜想出发，科学家们又推算出其他物理常量也可能会随时间变化。1948年，匈牙利裔物理学家爱德华·特勒等人提出精细结构常数与万有引力常数之间可能有定的联系，再加上狄拉克大数猜想，他们推测，精细结构常数现在正以约每年三万亿分之一的速度在增大。
诡奇而幽微的变化
1972年5月，法国某座核燃料处理厂的一名工人注意到了一个奇怪的现象。当时他正对一块铀矿石进行常规分析，这块矿石采自一座看似普通的铀矿。与所有的天然铀矿一样，该矿石含有三种铀同位素——换句话说。其中的铀元素以三种不同的形态存在，它们的原子量各不相同：含量最丰富的是铀238，最稀少的是铀234，而人们梦寐以求能维持核链式反应的同位素则是铀235。在地球上几乎所有的地方，甚至在月球上或陨石中，铀235同位素的原子数量在铀元素总量中占据的比例始终都是0.720％。、不过，在这些采自非洲加蓬的矿石样品中，铀235的含量仅有0.717％!科学家很快意识到，这是座天然核反应堆。这块铀矿石来自西非加蓬的奥克罗地区。天然核反应堆的存在本身便已经颇令人惊奇了，更有意思的是，它还能为精细结构常数的变化提供证据。在奥克罗的铀矿中，有种叫做钐的稀有金属。钐有四种同位素，其中钐147会缓慢地衰变为钐148，其半衰期大约为一千亿年。其他三种同位素钐148、钐149和钐150都非常稳定。
当奥克罗反应堆运行时，钐149在核反应产生的中子的轰击下，可以很快地转变为钐150。所以在奥克罗铀矿中，钐149的含量远远低于其天然丰度。而另一方面，核反应堆中钐149的含量也可以从理论上通过钐149的中子散射截面计算出来。反过来，如果知道了反应堆中钐149的含量，也可以用来计算钐149的中子散射截面。
因为奥克罗铀矿中的钐同位素分布是二十亿年前的核反应留下的，钐14g又极为稳定，这样，奥克罗天然核反应堆就为我们提供了二十亿年前钐149的中子散射截面的信息。而散射截面又取决于强相互作用的精细结构常数，所以，把它与现代实验室中测得的中子散射截面相比较，就能够推算出强相互作用的精细结构常数随时间的变化情况。科学家们的精确测量发现，二十亿年来，强相互作用的精细结构常数的变化极其微小，总变化率不超过十亿分之四，年相对变化率不超过2×10-19，远远低于狄拉克大数猜想值。虽然从奥克罗天然核反应堆得到的是强相互作用的精细结构常数，但是科学家们倾向于认为，如果精细结构常数的变化是由光速的改变引起的，那么强相互作用的精细结构常数与电磁作用的精细结构常数的变化应该是致的。第三方面关于精细结构常数随时间变化的实验证据，是来自宇宙深处类星体的光谱数据。类星体是一种奇特的天体，它的亮度极大，发光强度可以超过整个银河系发光强度的总和。而直径却只与太阳系相当。类星体通常具有很大的红移值，根据哈勃定律，可推算它们与地球的距离十分遥远，一般在几十亿光年到 百多亿光年之外。类星体的光线在穿越茫茫宇宙来到地球的过程中。有一部分会被些宇宙空间的气体云吸收，从而形成吸收光谱。在地球上测到的这些吸收光谱，其实是在几十亿到一百多亿年前形成的，如果那时候的精细结构常数跟现在的不同，光谱数据也就会有所不同。
前面谈到，光谱精细结构中两条谱线之间的距离与精细结构常数的平方成正比。所以，最直接的测量方法，就是把这些来自遥远类星体的光谱的精细结构，与地面试验测得的数据进行比较。问题是，光谱的精细结构本来就很“精细”，它随精细结构常数变化而改变的量就更小了。所以直接测量某种元素的精细结构不能取得很高的精度。澳大利亚科学家韦伯等人另辟蹊径，提出可以通过比较不同元素吸收谱线的位置变化来探测精细结构常数的变化。采用这个方法之后，他们发现测量的精度提高了一个数量级。通过对四个独立样本的测量，发现在远古时代，精细结构常数比现在大约小百万分之七。
这组实验数据第一次明确认为精细结构常数变小了，而这之前的实验数据仅仅是设定了精细结构常数变化量的上限。另 方面，它也远远大于前面通过奥克罗核反应堆数据推算的变化率。正因为如此，这组实验数据才引起了较大的轰动，而它的可靠性还有待进一步的检验。
——费曼
先驱者失踪之谜
1972年先驱者10号发射升空，先驱者11号发射于一年后。现在它们都已经飞到了无人观测到的深空。然而它们的运行轨道却出现了让人无法忽视的偏离。
显然有什么东西在拉或者推它们，使它们的速度加快。尽管加速度很小，还不到1nm／s2(一个纳米每平方秒)，只相当于地球表面重力加速度的一百亿分之一。但是这足以使先驱者10号偏离轨道40万公里。NASA在1995年失去了和先驱者11号的联系，但是在那时，它已经发生了和它的姐妹探测器同样的轨道偏离。是什么原因导致的呢?
没有人知道为什么。一些可能的解释早就被排除了，其中包括软件错误、太阳风或者燃料泄漏。如果是某种引力作用引起的，它决不会是我们非常了解的那种引力。实际上，物理学家们对此也束手无策，有些人甚至把这些和其他一些不明现象联系在一起。英国朴次茅斯大学的BruceBassett提出，发生在先驱者号上的谜可能和α——精细结构常数的变化有关。
早在1664年，牛顿就发现一束细小的太阳光在通过三棱镜后会分解成像彩虹那样的连续光弗。牛顿把这种彩色的光带叫做光谱。到19世纪初，英国物理学家威廉·渥拉斯顿发现。太阳光的连续光谱带其实并不是真正连续的，而是带有许许许多多的暗线条。1891年，麦克尔逊通过更精确的实验发现，原子光谱的每一条谱线，实际上是由两条或多条靠得很近的谱线组成的。这种细微的结构称为光谱线的精细结构。根据玻尔模型，很容易推算出基态轨道上电子的速度为它与光速之比，正是我们前面看到的精细结构常数的公式：光谱精细结构中两条谱线之间的距离与精细结构常数的平方成正比。
从表面看来，精细结构常数α只不过是另外一些物理常数的简单组合。然而，量子理论以后的发展表明，精细结构常数其实具有更为深刻的物理意义。无论是玻耳模型还是索末斐模型，它们都只是量子理论发展早期的一些半经典半量子的理论。它们虽然成功地解释了氢原子光谱及其精细结构，但是在处理稍为复杂一些的、具有两个电子的氦原子时，就遇到了严重的困难。以后薛定谔建立的量子波动力学对氢原子有了更好的描述。狄拉克又进一步把量子波动力学与相对论相结合起来，提出了电子的相对论性量子力学方程——狄拉克方程。狄拉克方程不但更好地解释了光谱的精细结构——认为它是电子的自旋磁矩与电子绕核运行形成的磁场耦合的结果，而且还成功地预言了正电子的存在。在量子电动力学中。任何电磁现象都可以用精细结构常数的幂级数来表达。这样一来，精细结构常数就具有了全新的含义：它是电磁相互作用中电荷之间耦合强度的一种度量，或者说，它就是电磁相互作用的强度。它的数值约等于1／137，更确切的数值是1／α=137.03599976。或1/α=0.007297352533(不确定量在最后两位数上)。事实上，它可以表示成其他几个更为大家熟知的常数的组合：电子的电荷、真空介电常数、普朗克常数以及真空中的光速。
民间的宠儿，学术的骄子
α之所以散发出魔幻般的魅力，是因为它是个无量纲数。即不带单位的纯数。因而它虽源于物理学对电磁相互作用强度的定义，却兼具数学王国公民的气质。对于这样一个双重国籍的异类，无论是高高在上的学术殿堂，还是闹哄哄的草莽民间，它都是广受欢迎的宠儿。许多人都宣称自己发现了α的奥妙，然后拼凑出美妙的公式来演算它的大小。
经常可以在物理学课堂上听到牛人的高谈阔论，有人根据狄拉克的理论，每个电子的自由度可以用4×4的矩阵表示，扩展一下，两个电子就是两个4×4矩阵的叠加，就是16×16的矩阵，除去对称因素，这个16×16的矩阵有136(16×17／2)个不同的矩阵元，也就是有136个自由度，然后再加上一个总的自由度，就是137啦，正好是精细结构常数!貌似有几分道理。
还有一位中国科技大学的研究生，居然能从北宋邵雍的“观物论”推导出α来。他假定了时空模型的三个前提。并用观物论之“阴”和“阳”来定义“可逆”与“不可逆”，得到“现时宇宙的测量模型”为“阴阳阳阳阴阳阳阳”，再把这一串“阴”和“阳”当做二进制数，通过他高深莫测的模量公式算出了137。令人不得不佩服他的想象力。不过你若是知道他还从古陶片的云雷纹上看出了一种典型流场，你就不会奇怪了。
不光民间科学爱好者对α痴情，堂堂科学大师也为之神魂颠倒。英国物理学家爱丁顿(就是那个去非洲观测日全食验证广义相对论的爱丁顿，也是那个“不知道第三个懂相对论”的人是谁的爱丁顿)是最早一位尝试用纯理论方法计算精细结构常数的科学家。他用纯逻辑证明：
1／α=(162-16)／2＋16=136
这与当时的实验结果相符合。后来，更精确的实验结果出来了。精细结构常数更接近于1门37，于是爱丁顿发现他原先的计算中有个小错误，改正了那个错误之后，他又断定一定等于整数137。据说，他的学生知道此事后，便开玩笑给他们的老师起了个绰号叫“爱丁旺”(Adding-One)。
爱丁顿的尝试当然是失败的，因为后来的实验数据表明，1／α并不是一个整数。以后的科学家们不断进行尝试，所得的计算公式也是五花八门，无奇不有。这里不妨列举几个例子看看：
α=(9/8π4)(π5／245!)／4=0.00729734813
α=(1-1／(30×127))／137=0.00729735426
α=COS(π／137)／137=0.00729735101
这些计算结果虽然很接近真实的数值，但是它们的命运与爱丁顿一样，都被日渐提高的实验精度所否定。
量子力学上著名的“不相容原理”的提出者泡利是一个虔诚的基督徒，按照基督教的教义，虔信上帝的好人死后，灵魂可以进入天堂，那时上帝就会满足他的一切愿望。据说泡利到了天堂以后，上帝和颜悦色地问他，打算要点什么好东西?他说别的事情都不想，只想知道精细结构常数为什么等于1/137。上帝听了此话，就给他几张纸片，说道：“答案就在这上面。”岂知泡利看了纸片上书写的东西之后，居然说：“Das istFalsch!”(这是错的)
精细结构常数既然是个纯数，若从纯数学的角度对它做一些分析，就会发现它的许多奇妙的数学性质。
分母137是个素数，它只能唯一地表示为两个平方数之和：137=16＋121=42＋112。
在137中，各位数字的立方和是13＋33＋73=1＋27＋ 343=371。
由此导出的371是个有名的“黑洞数”。因为按照下述的变换方法，371是不变的：33＋73＋13=371。
137这个素数，脾气有点怪，因为1/137在化成十进小数时，循环节只有8位，而1／97的循环节长达96位。
根据欧拉函数的理论，1／p的循环节的位数m应是满足下列同余式10m＝1(modp)的最小正整数，而事实上108-1=99999999确实能被137整除。
谁在动?
精细结构常数α与光速c同为科学明星，他们就像是住在同一寝室的上下铺室友，有时亲密得穿同一条裤子，有时又闹得不可开交。α的专业是量子力学，c学的则是相对论。众所周知量子力学与相对论是20世纪最著名的两个物理学分支，一个着眼于微观世界，一个关注于宏观宇宙。不同的人生观造成不同的个性，这一天他们忍不住又争论起来。
α：别动。我睡觉呢。
c：我没动。
α：你没动，床怎么会动?
c：那一定是你动了。
不要以为这样的矛盾产生在任何一所大学宿舍，再普通不过，然而真正探究起来，足以撼动两门科学的根基。从形式上看，精细结构常数是几个物理常数的组合。如果精细结构常数发生了改变，那么至少有一个物理量发生了改变，这其中就有真空中的光速c。而狭义相对论的一条基本假设就是光速不变，这一假设后来由著名的“麦克尔逊一莫雷”实验证明。现代物理的另一支柱理论量子力学也认为精细结构常数是不变的。废话，变的话它就不叫常数了。用时空的几何性质来描述引力现象的广义相对论也不允许精细结构常数随时间改变。因为广义相对论以及一切几何化的引力理论的基础是等效原理，它要求任何在引力场中做自由落体的局域参照系中所做的非引力实验都有完全相同的结果，而与实验进行的时间、地点无关。如果关于精细结构常数随时问变化的猜想属实，广义相对论就有必要进行修正。
包括精细结构常数在内的很多物理学基本常量，会不会随着时间的推移而发生变化?这是一个由来已久的猜想。早在1938年，狄拉克就在《自然》杂志上撰文指出。光穿越整个宇宙所需的时间，与光穿越一个电子所需的时间之比，约等于10的39次方。而一对质子和电子之间的静电力与万有引力之比，也约等于10的39次方。狄拉克认为。如此大的两个无量纲数在数量级上相接近，可能不是简单的巧合，它的背后可能有着深刻的原因。他进一步猜想，如果这两个数之间存在着简单的比例关系，而宇宙的尺度又与它的年龄成正比，引力常数就应该与宇宙的年龄成反比。也就是说。在早期的宇宙中。万有引力常数应该比现在更大一些。按宇宙寿命大约两百亿年来估算，现在万有引力常数当以每年两百亿分之一的速度在减小。这就是著名的狄拉克大数猜想。
从狄拉克大数猜想出发，科学家们又推算出其他物理常量也可能会随时间变化。1948年，匈牙利裔物理学家爱德华·特勒等人提出精细结构常数与万有引力常数之间可能有定的联系，再加上狄拉克大数猜想，他们推测，精细结构常数现在正以约每年三万亿分之一的速度在增大。
诡奇而幽微的变化
1972年5月，法国某座核燃料处理厂的一名工人注意到了一个奇怪的现象。当时他正对一块铀矿石进行常规分析，这块矿石采自一座看似普通的铀矿。与所有的天然铀矿一样，该矿石含有三种铀同位素——换句话说。其中的铀元素以三种不同的形态存在，它们的原子量各不相同：含量最丰富的是铀238，最稀少的是铀234，而人们梦寐以求能维持核链式反应的同位素则是铀235。在地球上几乎所有的地方，甚至在月球上或陨石中，铀235同位素的原子数量在铀元素总量中占据的比例始终都是0.720％。、不过，在这些采自非洲加蓬的矿石样品中，铀235的含量仅有0.717％!科学家很快意识到，这是座天然核反应堆。这块铀矿石来自西非加蓬的奥克罗地区。天然核反应堆的存在本身便已经颇令人惊奇了，更有意思的是，它还能为精细结构常数的变化提供证据。在奥克罗的铀矿中，有种叫做钐的稀有金属。钐有四种同位素，其中钐147会缓慢地衰变为钐148，其半衰期大约为一千亿年。其他三种同位素钐148、钐149和钐150都非常稳定。
当奥克罗反应堆运行时，钐149在核反应产生的中子的轰击下，可以很快地转变为钐150。所以在奥克罗铀矿中，钐149的含量远远低于其天然丰度。而另一方面，核反应堆中钐149的含量也可以从理论上通过钐149的中子散射截面计算出来。反过来，如果知道了反应堆中钐149的含量，也可以用来计算钐149的中子散射截面。
因为奥克罗铀矿中的钐同位素分布是二十亿年前的核反应留下的，钐14g又极为稳定，这样，奥克罗天然核反应堆就为我们提供了二十亿年前钐149的中子散射截面的信息。而散射截面又取决于强相互作用的精细结构常数，所以，把它与现代实验室中测得的中子散射截面相比较，就能够推算出强相互作用的精细结构常数随时间的变化情况。科学家们的精确测量发现，二十亿年来，强相互作用的精细结构常数的变化极其微小，总变化率不超过十亿分之四，年相对变化率不超过2×10-19，远远低于狄拉克大数猜想值。虽然从奥克罗天然核反应堆得到的是强相互作用的精细结构常数，但是科学家们倾向于认为，如果精细结构常数的变化是由光速的改变引起的，那么强相互作用的精细结构常数与电磁作用的精细结构常数的变化应该是致的。第三方面关于精细结构常数随时间变化的实验证据，是来自宇宙深处类星体的光谱数据。类星体是一种奇特的天体，它的亮度极大，发光强度可以超过整个银河系发光强度的总和。而直径却只与太阳系相当。类星体通常具有很大的红移值，根据哈勃定律，可推算它们与地球的距离十分遥远，一般在几十亿光年到 百多亿光年之外。类星体的光线在穿越茫茫宇宙来到地球的过程中。有一部分会被些宇宙空间的气体云吸收，从而形成吸收光谱。在地球上测到的这些吸收光谱，其实是在几十亿到一百多亿年前形成的，如果那时候的精细结构常数跟现在的不同，光谱数据也就会有所不同。
前面谈到，光谱精细结构中两条谱线之间的距离与精细结构常数的平方成正比。所以，最直接的测量方法，就是把这些来自遥远类星体的光谱的精细结构，与地面试验测得的数据进行比较。问题是，光谱的精细结构本来就很“精细”，它随精细结构常数变化而改变的量就更小了。所以直接测量某种元素的精细结构不能取得很高的精度。澳大利亚科学家韦伯等人另辟蹊径，提出可以通过比较不同元素吸收谱线的位置变化来探测精细结构常数的变化。采用这个方法之后，他们发现测量的精度提高了一个数量级。通过对四个独立样本的测量，发现在远古时代，精细结构常数比现在大约小百万分之七。
这组实验数据第一次明确认为精细结构常数变小了，而这之前的实验数据仅仅是设定了精细结构常数变化量的上限。另 方面，它也远远大于前面通过奥克罗核反应堆数据推算的变化率。正因为如此，这组实验数据才引起了较大的轰动，而它的可靠性还有待进一步的检验。