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    這是一個充滿了奇跡的宇宙。其中，最大的奇跡就是，它孕育了生命，并且產生了能夠觀察和思考宇宙的智慧生命。要走到這一步，需要很多前提，比如大尺度的宇宙結構，星系，恒星，行星的存在，化學反應，生命起源等等。這些都是概率小得令人難以置信的巧合。

    宇宙的本質是物理（這一句存有疑問），它的運行受物理定律支配。而在眾多的物理定律中包含了大量的物理學常數，這些常數的值，決定了我們宇宙的最終形態。可以說，宇宙中的所有巧合與奇跡，都是由于這些常數的值落在一些非常小的范圍內。如果這些常數的值發生很小的變化，我們的宇宙就會面目全非，不但不會孕育生命，連星系和恒星都不會出現。

    所以，人們常常把這樣的宇宙稱為精確調節的宇宙（fine-tuned universe）或刀鋒上的宇宙（universe on the knife-edge）。

    下面我們來看看，要達到現在宇宙的狀態，對物理學常數的精確度范圍有多么令人發指的要求。

    1.萬有引力常數出現在從牛頓的萬有引力定律到廣義相對論的很多物理定律中，對宇宙宏觀結構至關重要。這個常數的值大家應該也不陌生：6.67 X 10^-11。

    如果萬有引力常數比現在的值小10^-36，恒星將無法穩定存在。它自身的引力無法與來自內核聚變的輻射壓力抗衡，將會在頃刻間土崩瓦解。

    如果萬有引力常數比現在的值大10^-40，在過于強大的引力作用下，宇宙中將布滿黑洞，不會再有恒星。

    10^-36是一個小到人類的大腦無法理解的一個數字。下面這個例子也許可以幫助你理解它。如果你把10^36顆直徑0.1毫米的沙粒連接起來，它的長度會達到可觀察宇宙直徑（930億光年）的114倍。在這樣一個難以想象的長度上，如果你取掉一粒沙，整個宇宙就崩潰了。

    此外，還有其他一些參數對現在宇宙的狀態起著重要作用。它們有的是物理學常數，有的是多個常數共同作用的結果。

    2.恒星核聚變的效率是0.007，它表示在氫元素聚變成氦元素的時候，有0.7%的質量轉化為能量。這個參數由若干其他物理學常數決定，包括強相互作用力的大小。如果這個參數的值是0.006，那么復雜的化學元素將無法存在，生命活動所依賴的復雜化學發應也無從發生。如果這個參數的值是0.008，那么所有的氫元素將會在大爆炸后迅速消耗殆盡。不過并非所有物理學家都贊同這一觀點，他們認為，只要強相互作用力的增加不超過50%，氫元素是可以長期穩定存在的。

    3.宇宙的密度參數是宇宙中的物質密度和關鍵密度（critical density）的比例，這個值約等于1。如果宇宙的物質密度太大，暗能量不足以推動宇宙膨脹，那么宇宙就會在大爆炸以前迅速收縮。相反，如果宇宙的物質密度太小，就無法提供足夠的引力形成恒星。

    4.宇宙學常數描述了暗能量密度和宇宙關鍵能量密度的比例。這個常數的數量級是10^-122。這個微乎其微的數值決定了它只能在10億光年的尺度上發揮作用。如果它不是這么小，恒星和星系都無法形成。

    5.碳12原子的第三低能態是7.656MeV。如果這個值低于7.596MeV或高于7.716MeV，恒星制造的碳元素將不足以支持碳基生命。同樣，要制造出滿足地球生命所需的氧元素，我們對強相互作用力大小范圍的要求是0.5%，而對電磁力大小范圍的要求是4%。當然，如果你相信其他元素，比如硅，也可以支持生命，就可以忽略這一點。

    這樣的例子還有很多，比如精細結構常數，宇宙的維度等等，這里就不一一贅述了。不過，不能忽視的一點是，今天宇宙的最終狀態是所有這些因素作用的結果。它們必須同時落在指定的范圍內。所以，我們得到今天宇宙的概率是所有小概率的乘積。你也許可以想象得到，我們中了一個什么樣的大獎。

    無論從科學還是哲學的角度來看，精確調節的宇宙都是一個無法回避的問題。那么，為什么我們會得到這樣一個好像專門為我們設計的宇宙呢？

    首先我們必須考慮到的是，物理學并沒有發展到回答宇宙中所有問題的程度。目前看起來彼此獨立的物理學常數可能在更深的層次上相互關聯。以后我們也許會發現，現在宇宙狀態的概率比上面的計算要大得多。

    下面來看看人們為了解釋精確調節的宇宙做出的各種嘗試。

    1.智能設計

    一個很容易想到的答案是：宇宙是由更高級的智能生物設計的，無論是神還是我們無法理解的外星人。設計這樣一個宇宙的目的就是為了在其中孕育生命，或者是一個實驗，看看生命的萌芽需要多長時間才能散布到整個宇宙。如果把這個觀點再推廣一下，我們甚至可以假設我們的宇宙只是一個計算機系統的虛擬世界。

    反對這個觀點的人提出，制造一個如此巨大而且歷史無比悠久的宇宙，只是為了在一個不起眼的小藍星上喂養幾只生物，效率未免太低了（我們畢竟還沒有發現地外生命的可靠證據）。其實這并不能有效的推翻智能設計觀點，因為，培養皿中的第一個細菌可能也會提出相同的問題。

    不過，這個答案在多大程度上解決你的問題，取決于你對信仰的虔誠程度。如果你認為一個自有全能的神就是一切問題的終極答案，而這個神本身的存在和由來是不容質疑的，那么你就不用再往下思考了。相反，如果你還想把科學研究的方法繼續用來思考智能設計者本身存在的原理，你就會發現自己掉進了一個無限循環的怪圈：能設計出宇宙的智能生物肯定是比宇宙本身更難以理解的。

    2.人擇原理

    人擇原理的支持者認為：“如果宇宙沒有被精確調節到現在的狀態，人類就不會存在，也不會觀察和思考宇宙”。

    人擇原理有很多版本，其中，弱人擇原理認為，物理學和宇宙學中參數的可能取值并不是完全等同的，宇宙偏愛那些使得碳基生命得以進化的取值。

    強人擇原理更進一步，認為，宇宙必須具備允許生命炸某些階段得以發展的性質。而最終人擇原理認為：包含智慧的信息處理過程一定會在宇宙中出現，而且，一旦出現就不會滅亡。人擇原理的反對者提出，這個觀點既無法試驗也無法證偽，而且它顛倒了因果關系。人類進化是為了適應宇宙，而不是宇宙適應人類�；艚鹨舱J為，我們的宇宙并不像人擇原理描述的那樣特別。

    3.多宇宙理論在眾多解釋中，多宇宙理論大概是和物理學聯系最為緊密的一個觀點了。這個觀點認為，物理學常數的所有取值都是可能存在，并且必定存在的。只是它們存在于不同的宇宙中。我們生活的宇宙恰好得到了現有的常數值，所以最終得到了現在的宇宙狀態，出現了可以觀察和思考宇宙的智慧生命。而其他宇宙得到了不同的常數值，所以它們可能在大爆炸后迅速坍塌，回到奇點，不會形成星系和恒星；有的宇宙中，恒星可能在點燃的一瞬間就灰飛煙滅，無法演化出生命。

    目前的物理學中有很多不同版本的多宇宙假說。能用于解釋精確調節的宇宙的假說大概只有基于弦論或M理論的版本。詳情可以參考弦論和平行宇宙到底什么關系？不過，無論弦論還是多宇宙理論，目前都是無法證實的。同樣，精確調節的宇宙也是一個沒有答案的問題。

    （作者：知乎Mandelbrot）

    （本章是免費的，侵刪。）

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