了得網科普讀物_另類科學傳奇(怪誕理論卷)

宇宙是井然有序的，物質和能量都嚴格按照有序結構安排，從原子到分子，到晶體、生物，再到恆星、星繫等，都是如此。而且，物質繫統的行為也是有章法的。*令人驚嘆的還在於，精妙*倫的宇宙不能稍有增減，不然的話就沒有人類出現，這個宇宙或許就沒有觀察者了。為了使宇宙中有生命，就需將許許多多巧合事件聯繫到一起，但存在這種聯繫的可能性實際上非常小，而我們的宇宙卻令人難以置信地做到了。
為什麼宇宙是**這個樣子而不是別的？它為什麼精妙得如此令人驚嘆？這樣的問題連科學家也不知該怎麼回答。不過有一種理論很奇怪也很有趣，這就是“人擇原理”（Anthropic Principle）。人擇原理是說，宇宙之所以是這種樣子，是因為生命（特別是人類）的存在，宇宙需要人類這個觀察者，因此，宇宙不可能是別的樣子，隻能是人類看到的這種樣子。“人擇原理”可*直白地解釋為：“我們看到的宇宙之所以這個樣子，乃是因為我們的存在。” 比如說，宇宙歷史為什麼是約150億年，而不是*長或*短？是因為人類要能存在，就必須有一顆恆星（比如太陽）和一顆在適當距離圍繞它運動的行星（比如地球），而行星必須是由合適的化學元素混合物（特別要有碳、氮、氧和氫）構成，這些元素在生命過程中起著關鍵作用。但宇宙大** 隻產生了氫、氦等很少幾種輕元素，碳和其他重元素是在*早的恆星內部加工合成的。在太陽形成之前，可能已有好幾代這樣的早期恆星經歷了生命輪回，它們一遍又一遍加工著原子，將太古時的氫轉變成各種重元素，正是這些重元素成為構建生命的一磚一瓦。早期恆星在命運結束時**，將重元素擴散到空間，形成了可以產生包括太陽在內的後代恆星和行星的塵埃雲，這經歷了幾十億年的時間。
50億年前，太陽繫就在這樣的塵埃雲中形成，其中的碳、氧和鐵原子是塵埃雲的化石，正是這些原子導致復雜的化學現像，也使生命的*終產生成為可能。原子的化學反應形成了分子，分子形成細胞，進而形成細菌、昆蟲等。*後，智慧的人類誕生了！這是一段漫長的數十億年時光。也就是說，這一切並非出於偶然：當智慧生命作為宇宙觀察者出現時，宇宙必須足夠古老，使某些恆星已完成演化，以產生像氧和碳那樣的元素，然後由這些元素構成生命；宇宙也必須足夠年輕，使某些恆星仍然在提供能量以維持生命。
150億年，這就是一個恰到好處的時間長度。
在宇宙演化中，同時也提出了另一個問題：“我們的宇宙為何如此之大？”廣闊的宇宙其實正是我們存在所必需的！我們都是恆星的孩子，但如果核物理定律略有改變，“父母”（恆星）將不可能有“孩子”（我們）。因為哪怕略微改變支配核物理的常量，則在恆星中生成的原子或許會變得不穩定，甚至根本不可能生成，生命所依賴的重元素也就不能制造出來。因此，可以想像，為了使生命在我們宇宙中形成，一大批物理常量的取值必須限制在一個極窄範圍內。這種巧合事件發生的可能性極小，因此為了創造生命，宇宙或許就**地選擇了那些值，例如它的年齡、尺寸，它的化學成份。以及它的物理過程。
舉例說，引力使行星保持在自己軌道上，如果沒有引力作用，恆星內部的熱力將使星內物質分崩離析。如果引力太弱，空氣就不能環繞地球，行星也不能圍著太陽轉，宇宙就不可能像現在這樣井然有序。如果地球引力太強，即便是一隻昆蟲也要靠粗壯的腿來支撐自己，任何像人類這樣塊頭的生物都會被引力壓跨。事實上，在強引力宇宙中，星繫形成速度將快得多，恆星的壽命也很短促，分子的復雜化學反應根本不能從容展開，恆星將在復雜生命形態尚未來得及進化成功時就燃盡。很幸運，引力讓我們有機會一步步進化，也讓我們既不至於脫離地面，也不至於被壓跨。在大**後宇宙結構從無到有的過程中，引力也起著關鍵的調控作用，如果引力太強，宇宙就難以膨脹，不能形成廣闊的星繫海洋；如果引力太弱，物質將四散而去，根本不能形成星繫。
宇宙中如此精密的巧合事件遠遠不止這些，所有這些巧合無不暗示著宇宙是有目的的，而且這個目的就是為了人類的出現。早在20世紀50年代，就有科學家指出：“宇宙的大小不是隨意的，而是由生物因素制約的。”這是 “人擇原理”的*初來源，當時這個論點沒有引起太多關注。“人擇原理” 是美國宇宙物理學家迪克在70年代初正式提出來的。1973年，在**天文學聯合會紀念哥白尼誕辰500周年的專題討論會上，法國默東天文臺卡特** 引用了“人擇原理”術語。
對人擇原理的興趣，人們一直等到1974年，在英國學者布蘭登·卡特提出“弱人擇原理”和“強人擇原理”之後，纔真正高漲起來。弱人擇原理認為，在某種意義上，宇宙對其如何從大**中浮現出來做了“選擇”。它在大**伊始，就選擇了適當的引力強度、膨脹速率、核力大小、暗物質密度等等。正因有了這樣選擇，恆星纔有足夠長時間產生重元素，原子在生命有機會孕育前不至衰變得太快，纔有我們這樣的觀察者。這個事實意味著，宇宙的很多數值已被施加了大量嚴格限制條件，使宇宙隻能是**這個樣子。
強人擇原理則*進一步認為，宇宙對如何從大**中浮現出來根本就是無法選擇的，在某種意義上是為人類“定做的”。
人擇原理似乎是一個倒因為果的理論，它把人類產生的原因說成了結果，或者干脆就是“蠻不講理”的理論，好像是說：“我們之所以在這裡，就是因為我們在這裡。”這話說了就像沒說一樣，而且這樣的理論既不能檢測，也不能否定。因此，當科學家**次聽到人擇原理的表述時。他們立即被弄糊塗了，這是對還是錯？許多科學家不喜歡人擇原理，因為它似乎有些強詞奪理，而且也沒有什麼預見性。從某種意義上講，這個理論使復雜的宇宙很簡單就得到了“解釋 ”，實際上就可以不要科學了，隻要說明某某事物對人的存在是必需的，就算得到解釋了。有的科學家還諷刺道，一塊岩石的形成，基本上也需要同樣的定律和常數，為什麼不說宇宙是為了有**出現岩石而設計的呢？為什麼不說“石擇原理”呢？但是，人擇原理卻有*深的含義，它與量子理論是相一致的。量子理論認為，粒子永遠處於各種各樣不同狀態中，在對一個粒子進行觀測之前，你永遠不會確切知道它的狀態，它是所有可能狀態的總和。那麼，對於宇宙來說，情況也是如此。大**之前的宇宙可能處於無窮多的狀態之中，隻有當膨脹開始，一切沿著既定的方向發展，直至產生生命對它進行觀測時，宇宙纔是**這個樣子。
也許存在一個由很多宇宙構成的集合，在這集合中，每一種被安排的宇宙各有不同，而我們所感知的宇宙隻是這龐大集合中的一員。這無窮多的宇宙集合，他們要麼是空虛的，要麼太短命，要麼太過彎曲，或在其他某方面出了差錯，所以*大部分宇宙不適合生命存在。然而，在數目極少的宇宙中偶然出現了合適條件，於是生命發展了起來。這就是說，其他宇宙都是貧瘠的，而我們的宇宙則是多重宇宙中的一片“綠洲”。顯然，生命將要感知到的隻能是這些偶然的宇宙，而且，這些生命中的“**生命”還要建立一些理論，其中有一個“人擇原理”，來大談他們所居住的宇宙是多麼不可思議。P1-4

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