本文參加百家號科學#了不起的天文航天#系列徵文
宇宙經歷了137億年的時間才形成了我們的可見宇宙，而在地球上，生命也已經有了40億年的進化歷史，我們人類才得以出現！生命乃至我們人類，貌似是宇宙演化的必然結果，因為按照我們目前所知的物理定律，宇宙中形成的一切都是必然的！所以這一切的關鍵就在這些掌控宇宙的物理定律上，你可以理解為：基本法則？遊戲規則？說明書？
物理定律可以使一切事物以人們所觀察到的方式發生。
不同的物理定理會導致不同的宇宙，因此宇宙並不一定非要是現在這個樣子，物理學定律也並不一定非要是我們所掌握的情況，例如：萬有引力常數是其他常數？粒子在能量和時間，位置和動量上具有我們所觀察到的特定值？力具有它們所具有的精確耦合常數？
這就會讓人不由得想到一些奇奇怪怪的問題，自然界中的常數擁有目前所擁有的值是否有某種特殊意義？以及宇宙是否出於某種需要而擁有這些特定值？
在我們思考宇宙的時候，有一些顯而易見、無可爭辯的科學真理就擺在我們面前。恆星和星系確實存在，它們是由萬有引力結合在一起的。在地球上，存在著各種各樣的元素，而且各種元素都有特定的豐度。最最令人費解的是，我們人類也切切實實的存在著，掌握宇宙的這些物理定律也是人類發現並且總結起來的，而且我們又反過來問，宇宙為何是現在這樣樣子？為何是這樣的物理定律而不是其他？
所有將以上的種種疑問綜合起來，就可以得出關於整個宇宙，一個非常簡單的邏輯結論：宇宙，以及宇宙中存在的一切，都必須受到已知物理定律的支配，而物理定律可以使一切事物以人們所觀察到的方式發生。
人擇原理
例如，我們不能生活在一個禁止物質存在的宇宙中；因為物質被觀察到是存在的，所以宇宙的存在必須是現在這個樣的：在宇宙過去的某個時刻，物質的產生是必然的。我們觀測到宇宙的年齡有137億年的歷史，所以任何一個宇宙模型，如果它的宇宙年齡小於137億年，都將被排除在外。我們不能生存在一個沒有重元素，或者是沒有碳、氮、氧這些元素的世界，因為這是構成我們基石，它們如論如何都必須存在！
這些例子看起來很簡單，不言而喻，甚至不值一提，但是這種推理方法是我們理解宇宙唯一可用的推理方法。因為我們人類存在，我們身處的宇宙就必須是現在這樣樣子的，物理常數也應該是它現在所擁有的值，宇宙的歷史也應該按照這樣的物理定律展開。這種推理方法有一個特殊的名字：人擇原理。
人擇原理在某些時候可以指導科學
從宇宙學的歷史上看，只有兩個實例正確地應用了這一理論，因為當時沒有其他途徑的證據來推動我們對宇宙的理解。所以我們就可以用人擇原理來大膽的推測某些事一定會發生，確實存在！某些事不可能發生，因為它發生了就不存在這個世界！就這麼簡單。
第一個實例是：當我們認識到恆星是怎麼發光發熱的，重元素是怎麼來的，一切都是來自恆星的核聚變，核聚變是通過質子-質子鏈的鏈式反應發生的。
通過恆星的核聚變可以產生大量的氦-4（由兩個質子和兩個中子結合在一起的原子核）；那麼，地球上有其他88種自然存在的元素，這些較重的元素從何而來？它們一定是以某種方式被創造出來的，但是有一個問題：我們不能在氦-4原子核上加上一個質子，因為沒有穩定的質量為5的原子核，也不能在原子核上再加上一個氦-4原子核，因為也沒有穩定的質量為8的原子核。那麼如何製造更重的元素呢？
答案來自於從未獲得過諾貝爾獎的偉大科學家——弗雷德·霍伊爾。
霍伊爾認為，地球上碳儲量豐富，這是我們觀察到的實際情況，如果不能大量的產生碳元素，那麼氮、氧以及其他重元素也不會產生，生命也不可能存在！所以必須有辦法將三個氦核同時結合在一起，從而形成碳-12。如果我們把兩個氦-4原子結合起來，就會得到鈹-8，鈹-8非常不穩定，在短短的10^-17秒後就會衰變。如果能在鈹-8還沒衰變的時候很快與第三個氦-4融合，就有可能形成碳。在理論上，這個過程被稱為3α過程，因為氦-4原子核就是α粒子。
這個推理的唯一問題是，碳-12的質量與三個氦-4原子的質量不匹配，碳-12的質量明顯變輕了很多。霍伊爾大膽預測，從三個氦-4到碳-12，中間應當有一個富含能量的碳-12激發態（這種形式的碳僅包含三個連接非常鬆散的氦核）。他當時並沒有直接的證據，但是碳-12必須從核聚變中形成，因為這一切確實存在啊！
後來的事實證明這種狀態確實存在，與霍伊爾預測的性質完全一致，現在被稱為霍伊爾狀態，這是利用人擇原理取得的最偉大的科學成就。
第二個，就是我們的宇宙空間中的內在能量，也被稱為真空能量或者宇宙常數，它不受物理定律的限制，我們還知道真空能量決定了宇宙的膨脹率！
如果我們根據已知的物理定律、基本常數（普朗克常數、引力常數和光的速度）對真空能量做一個數量級的估計，我們得到了一個非常大的數字。如果宇宙常數真的是這個值，不管是正還是負，我們宇宙都不會是現在這樣樣子，要麼膨脹到死寂，要麼在宇宙剛誕生的第一飛秒就重新塌縮在一起。如果宇宙常數（或真空能量）的值不為零，那麼這個值的大小必須小於「預期」值的10-120倍，因為宇宙萬物必須存在，人類也必須存在！
史蒂文·溫伯格(Steven Weinberg)在1987年做出的這一預測，在1998年得到了驗證，當時最終測量出的數值比該數值小10-122倍，而且最終為正，這就是我們熟知的哈勃膨脹率！
總結：人擇原理並不能替代科學
這就是人擇原理在過去的科學中發揮的作用，唯一的依據就是我們現在所處的宇宙現狀，我們觀察到的必須存在！但是人擇原理並不會告訴我們這一切是為什麼？
我們只有在沒有更好的數據或觀測為我們指明方向時，才會用人擇原理來指導科學。
但是用人擇原理來證明宇宙存在的方式是不科學的。它只能告訴我們已經發生的事情，並不能完全替代物理學，也無法解釋為什麼我們的物理常數具有它特定的數值！
就科學而言，我們在宇宙中的存在是一種無法辯駁的科學真理。我們可以通過理解宇宙必須以一種讓我們存在的方式存在，從而幫助我們更加深入地了解宇宙。