天问:为什么宇宙刚好适合我们?

2012-12-30 07:34马库斯乔恩
飞碟探索 2012年5期
关键词:例子定律宇宙

■ 马库斯·乔恩

□ 严小平

如果把原子核粘在一起的强大的核力只比它现在强百分之几,像太阳一样的恒星就会在不到1秒的时间内耗尽它们的氢。那样的话,我们的太阳很久以前就已经爆炸了,而地球上也不会有生命。如果微弱的核力比现在弱百分之几,那么,组成我们这个世界主要部分的重元素就不会存在。两种情况下都不会产生人类。

如果重力比现在弱一点,就不可能彻底压碎太阳的核,点燃产生太阳光的核反应;如果重力比现在强一点,太阳又会在数十亿年前燃尽其全部燃料。我们同样不可能出现。

在宇宙中,这样精确的例子比比皆是,大自然的许多基本参数似乎“刚好”适合生命的出现,宇宙似乎专为我们而设。

谁为我们设计了这一切?最简单的解释就是,宇宙是由一个至高无上的生命——上帝调度的。虽然许多人喜欢这样的解释,但科学家却没有看见一个超自然的实体在精心安排这个宇宙的证据。已知的物理定律可以解释我们所看到的宇宙的存在。当天文学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯被拿破仑问及为什么他的著作《天体力学》中没有提及造物主的时候,他回答道:我们无须这样的假设。

另一种可能是:我们自身就处在一个由和生命和谐共存的规律所支配的宇宙中。既然如此,为什么不是我们呢?

这很可能意味着,我们的存在,是可能已经存在的所有宇宙的一个难以置信的幸运,我们得到一个能够支持智慧生命的宇宙。但大多数物理学家不这样看。

对“精心安排”一说最可能的解释,甚至可以更令人兴奋不已:因为我们这个宇宙只是大量宇宙中的一个,而每个宇宙都有不同的物理定律。因为我们发现我们身处一个物理定律适合生命的宇宙里,还是那句话:怎么可能是其他任何形式呢?

多元宇宙的观点并非没有理论支持。弦论就预言,至少有10 500个宇宙,每个宇宙都有不同的物理定律。

另一种可能性是:什么解释也没有。有人反驳说,所谓“精心安排”的观点是完全错误的。一个直言不讳的批评者是科罗拉多大学的维克多·斯滕格,《“精心安排”论的谬误》一书的作者。他的证据涉及“精心安排”论的著名例子之一:除氢、氮和锂,不可能存在任何东西。

我们身体里的所有重元素,包括碳、氮、氧和铁,也在遥远的恒星内部形成。1952年,宇宙学家弗雷德·霍伊尔提出,这些元素的存在取决于一次巨大的宇宙巧合。它们形成的关键步骤之一是氦过程,在这个过程中,三个氦核融在一起形成一个碳核。对这个反应的出现,霍伊尔提出,在一颗红巨星的典型温度下,这个碳核的能量一定正好等于三个氦核结合的能量。而现实也正是如此。但斯滕格指出,1989年,以色列理工学院一个研究小组的研究表明,实际上,可能碳能级已明显不同,还导致生命所需的重元素。

还有一些与精心安排论辩论有关的其他问题。一是采用单一参数所发现的精心安排的例子,比如,自然之力,或者一个亚原子粒子的质量,在保持其他所有条件不变的情况下改变它的质量。这似乎很不切实际。万有理论(唉,我们还不掌握)很可能显示物理参数间的熟知连接。在另一个亚原子中,变动参数的作用很可能得到调节参数的补偿。

接下来的事实是:我们仅有生命的一个例子,我们怎样才能确定不同的定律不可能导致某些别的有能力思考自身存在的生命系统呢?

然而,精心安排论的一个例子仍然很难否定:由暗能量引发的宇宙加速膨胀。量子论预言,这股神秘的力量应该比我们观察到的大大约10120倍。

这个差异似乎非常偶然。诺贝尔奖得主史蒂文·温伯格认为,暗物质要是不这么微弱,就不可能形成星云,也不会有我们。温伯格勉强接受的解释是,我们一定生活在一个暗物质能量“正好”的宇宙。温伯格承认,“我不明白任何其他物理常数精心安排的大量证据”。

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