人擇原理:宇宙的規律是為生命而調整的嗎

2020-12-04 科學好奇者

人類經常仰望夜空,想知道是否還有其他人。但是凝視著黑暗足夠長的時間,許多人反而想知道:我們是怎麼來到這裡的?在一個如此巨大而混亂的宇宙中,人類存在的可能性有多大?難道生命,更別說智慧生命,是如此不可思議的事情,以至於我們是唯一存在於此的人嗎?或者我們是物理定律不可避免的結果嗎?

地球上存在生命。因此,宇宙必須以我們可能的方式存在,這就是人擇原理的本質。一方面,它聽起來是重言式的。我的意思是,我只是說了兩次同樣的話。但是換一種說法,它可以引導我們找到關於宇宙的重要真理。這意味著我們所能理解的宇宙的任何一個版本都必須允許生命至少存在一次。當我們對宇宙還不了解的時候,暗能量是如何工作的,宇宙是如何形成的,我們所有的理論都必須包含我們存在的事實。宇宙必須允許我們這麼做。

有些人把人擇原理理論發揮到了極致。它可以暗示宇宙一定喜歡生命,甚至像我們這樣的生命,這是完全不同的事情。

而且,考慮到宇宙本可以走的道路之廣,似乎很難相信人類的存在。我並不是說滅絕恐龍的小行星可能在幾百萬年後撞擊地球,改變了地球的進化進程。更基本的觀點是,如果沒有月球及其潮汐,地球上的生物可能永遠不會冒險離開海洋,但我們可以潛得更深。物理定律本身似乎是為我們而完善的。

這個人擇原理論點的一個舊版本涉及霍伊爾態,一種特定碳的特定狀態。如果霍伊爾態不存在,恆星就無法產生大量的碳。碳是構成生命的基本元素。如果它在宇宙中更少,生命就不存在,甚至連最簡單的微生物都不存在。很長一段時間以來,我們都不清楚霍伊爾態是如何運作的,只是它必須這樣。畢竟,我們在這裡。

最近,科學家們指出,如果我們微調許多無量綱的物理常數,比如π這樣的數字,它們與單位無關,只是作為基本概念存在,那麼我們所看到的宇宙將不復存在。其中一個數字是密度參數,它使重力的拉力和暗能量膨脹的推力相互抵消。如果引力更強,宇宙早就停止膨脹,並在一次反向大爆炸(通常被稱為「大緊縮」)中坍縮。如果暗能量更強,那麼宇宙就會遠離自己,這樣無論什麼物質都會聚集在一起,恆星、行星和人類就永遠無法形成。

如果宇宙真的是粒子的隨機而無意義的排列,那麼這兩種力量如此微妙地平衡,對許多人來說似乎有些怪異或可疑。但我們可以記住重言法:如果宇宙不是這樣,我們就不會在這裡擔心它。當然,在我們看來,宇宙似乎是微調過的,這是我們唯一知道的。

這個論點本身就引發了關於多元宇宙的問題。那麼,在其他宇宙中,物理定律不允許物質粘在一起形成恆星和行星、狗和貓嗎?人擇原理沒有回答這個問題,留給我們去思考。

事實是,現在,我們嚴重缺乏數據。我們在整個宇宙中只踏過兩個人的腳。我們只向少數幾個發射了探測器。在那之後,一切都只是遠距離攝影技巧和大量半應用數學。

我們可以問,宇宙提供我們認為生命所必需的東西的頻率有多高,德雷克方程就是一個很好的嘗試,可以量化這一點。但即使這樣,我們也假定生命一定是我們所知道的那樣。

那麼無機生命形式呢?科學家們已經提出了支持和反對生命形式與我們在地球上所知相差甚遠的化學原因。也許霍伊爾態是無關緊要的,如果其他形式的生命不需要碳的話,在這個兔子洞的提問中,你可能會被弄得暈頭轉向。我們怎麼能認識到生活與我們如此不同呢?就此而言,我們怎麼知道巖石不是有知覺的,我們只是從來沒有注意到,所以陷入了我們的碳沙文主義?

宇宙似乎對我們的存在進行了微調。當然,另一方面,我們也對我們所處的宇宙進行了微調。

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