宇宙是人类吗?

                                                                       

关于“人类原则"是科学概念还是哲学概念还是主要是宗教概念存在争议.无论哪种方式,这可能都是人类特殊性最具挑战性的论据.人为原理是基于这样的建议,即如果有一系列精确的物理常数(例如引力常数,质子上的精确电荷,电子和中子的质量以及宇宙的许多其他特征)中的任何一个是任意的,不同的是,人类的生活是不可能的.

无论如何,有很多理由怀疑宇宙已经为了我们的利益而进行了微调.首先,如果发生了这样的调整,那么在我们心中“假设"发生这种调整的依据是什么? (不要管“谁的脑子?"的问题.)值得的是,这些各种物理常数并不一定证明宇宙已经过微调以产生人类.它的产生可能是为了产生澳大利亚毛茸茸的袋熊,或者可能是细菌和病毒,其数量比人类多了多个数量级.如果是这样,那么对智人的影响仅仅是意料之外的副作用.

怀疑鲑鱼中,道格拉斯·亚当斯(Douglas Adams)开发了后来被称为“水坑理论"的东西,

想象一个水坑有一天早上醒来,想着:“这是一个我发现自己的有趣世界,一个我发现自己的有趣洞,相当整洁地适应了,不是吗?实际上,它非常适合我,必须让我参与其中!这是一个非常有力的想法,随着太阳在天空中升起,空气在变热,水坑逐渐变小,它仍然疯狂地坚持着一切都会好起来的观念,因为这个世界本来是要把他放进去的,是要把他放进去的.所以当他消失的那一刻,他就措手不及了.我认为这可能是我们需要提防的事情.

天体物理学家布兰登·卡特(Brandon Carter)在波兰克拉科夫举行的一次庆祝哥白尼诞辰500周年的会议上首次提出了人类原则.从某种意义上说,这个场所具有讽刺意味,因为哥白尼帮助人们从其先前的中心地位驱逐了地球-因此也从人类出发,而人类原则则威胁(或承诺)重新确立这一中心地位.对于卡特来说,“我们在宇宙中的位置必须受到与我们作为观察者的存在相适应的程度的特权."在这里,“位置"不仅意味着我们在空间中的物理坐标,而且还意味着我们在特定时间间隔内的存在. >

在布兰登·卡特(Brandon Carter)之前,阿尔弗雷德·罗素·华莱士(Alfred Russell Wallace)(与自然选择原理的达尔文共同发现者)似乎在1904年就预言了人类的原理,当时他写道:为了创造一个应该在每个细节上都经过精确调整的世界,以人类生活的有序发展为最终目的,我们周围的环境可能是绝对必要的."

在《时间简史》中,斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking)描述了一些至少与人类原理相一致的物理常数和天体物理学现象,其中包括诸如“为什么宇宙起源于人类?如此接近临界膨胀率,将重新折叠的模型与永远膨胀的模型区分开来,以至于即使在一亿亿年后的今天,它仍以接近临界率的速度膨胀?"霍金解释说:“如果在大爆炸之后一秒钟的扩张速度减小到一亿亿分之一,那么宇宙将在它达到现在的规模之前崩溃."简而言之,我们会因为某种大危机而受害.

现在是时候简要介绍一下爱因斯坦(Albert Einstein)提出的“宇宙常数",他认为这是“最大的错误",但目前看来是有先见之明的.爱因斯坦因引力会导致宇宙坍塌而感到困扰(大爆炸),因此他引入了一个“常数",基本上是稀薄的空气,朝相反的方向拉动,从而使宇宙保持稳定.

请记住,爱因斯坦在埃德温·哈勃发现宇宙实际上正在膨胀之前就已经在工作.如今,人们普遍认为宇宙常数与所谓的暗能量密切相关,例如史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)这样的物理学家-并非宗教信仰者-指出,如果这个常数只是一个更大的中子,那么宇宙就不是大危机了会是气态微不足道的,其膨胀速度会阻止星系的形成,更不用说行星了.

人类原则的拥护者拥有更多的弹药.因此,物理学家罗伯特·迪克(Robert Dicke)在华莱士之后但在卡特之前,于1961年指出,宇宙年龄(目前估计为145亿年)反映了一种“戈尔迪洛克原理",这是一个既不太年轻也不太老的“黄金间隔". ,但恰到好处.如果宇宙更年轻-即如果大爆炸发生在最近的过去-那么它就不会有足够的时间通过核合成来积累比氢和氦重的元素.也不会有中等大小的多岩石行星,因此也就没有我们.出于同样的原因,如果宇宙比现在大得多,那么几乎所有恒星都将太老而不能成为天体物理学家所谓的“主要序列"的一部分,因为它们已经成熟为白矮星和红矮星.结果,将没有任何稳定的行星系统.因此,再次,没有我们.

关于连接质量和能量的四个基本相互作用:引力,电磁吸引和排斥以及“强"和“弱"核力,可以提出类似的论点.这些可以精确地视为产生物质所需要的方式之间的平衡,因而最终可以说是生命的出现.强相互作用是将中子和质子保持在原子核中,并使夸克结合在一起形成各种亚原子粒子.如果这种强大的力量稍微增强一点,那么核聚变就会将宇宙中的氢转化为氦,而对于我们所知道的生命必不可少的水将不存在.

还有其他观点.例如,物理学家弗雷德·亚当斯(Fred Adams)坚称,维持生命的宇宙的必要条件毕竟不是那么苛刻.他写道:“我们的宇宙参数可能会因很大的因素而发生变化,但仍允许工作中的恒星和可能存在的宜居行星."果然,2017年2月,美国国家航空航天局(NASA)的天文学家兴奋地宣布,他们发现了七个绕矮星运行的地球大小的行星,其中三个似乎处于“宜居区域",其中包括合理的液态水可能性.这个被称为Trappist-1的系统距地球约40光年,因此我们有充分的理由相信物理学的基本定律可以像在这里那样获得.

尽管如此,亚当斯还是指出

引力本来可以大1000倍,也可以弱10亿倍,而恒星仍然可以充当长寿命的核燃烧发动机.电磁力可能变强或变弱了100倍.核反应速率可能变化了多个数量级.替代性的恒星物理学可能产生了重的元素,这些元素构成了行星和人类的基本原材料.显然,确定恒星结构和进化的参数并没有过分精细.

该相信什么?我的下一篇文章中还有更多内容.

David P. Barash是华盛顿大学名誉哲学教授.他与该主题相关的最新著作是《通透玻璃杯:用科学来看待我们的物种》(牛津大学出版社,2018年).

                                               
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