一个简单的科学事实是:如果你把“强核力”(将原子核捆绑在一起的力)的强度调弱仅仅2%,宇宙中将无法形成“碳”和“氧”。这意味着没有DNA、没有水、没有行星、没有你。
欢迎来到《物理学100大禁忌》系列。
今天,我们讲物理学第一禁忌。
这不是一个“悖论”,这是所有悖论的“总和”。
这是一个你甚至不被“允许”去问的问题,是物理学的“元禁忌”——存在禁忌。
它源自整个宇宙学中最令人不安的观察:宇宙微调 (The Fine-Tuning Problem)。
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这个“禁忌”不是一个思想实验,它是一份清单,一份宇宙“出厂设置”的清单。
物理学家发现,宇宙的运转依赖着大约20多个(也可能更多)无法通过理论推导、只能通过“测量”得到的“宇宙常数”。
它们就像是宇宙这台机器的“控制旋钮”。
旋钮一:引力常数 (G)。
如果它再强一点点,宇宙会在大爆炸后瞬间“塌缩”回去(Big Crunch),根本没时间形成星系。
如果它再弱一点点,物质会永远“飘散”,恒星和行星永远无法凝聚成形。
旋钮二:强核力。(我们开头提到的)
如果它再弱一点,碳无法形成。
如果它再强一点,恒星(比如太阳)会以快得离谱的速度烧光自己,生命来不及演化。
旋钮三:电磁力。
如果它再弱一点,电子将无法绕着原子核旋转...宇宙中连“化学反应”都不会有。
旋钮四:宇宙常数 (暗能量)。
这是最“诡异”的。它的数值小到10^120 (1后面有120个0) 分之一。这个数字如此“完美”地微小,如果它哪怕只大一点点,宇宙的“空间”会以光速膨胀,把所有物质撕碎,星系根本没机会诞生。
这份清单可以一直列下去。
现在,恐怖的问题来了。
问题一:这些“旋钮”的值,是彼此独立的。
它们没有任何“理由”必须是现在这个值。
问题二:但我们观测到的结果是——所有旋钮,都被“恰好”设定在了那个“唯一”的、允许“复杂物质”(恒星、行星、碳、水...)得以形成的“黄金数值”上。
问题三:为什么?
这就是“存在禁忌”被触发的瞬间。
宇宙,看起来像一个“被设定好”的局。
它“碰巧”被设定得“刚刚好”,以至于“我们”(这些碳基生命)能在一百多亿年后出现,并抬头思考“这TMD到底是怎么回事?”
这个巧合的概率,远远小于你连续100次买中彩票头奖。
这是一个“要么你闭嘴,要么你疯掉”的终极问题。
物理学不该回答“为什么”。但“宇宙微调”把“为什么”这个词,用120个0的精度,砸在了所有物理学家的脸上。
这根本不是什么哲学,这就是整个现代宇宙学的“核心危机”。
为什么说这是物理学的禁忌?
因为自哥白尼以来,物理学的第一信条就是“平庸原理”:我们不特殊。地球不是宇宙中心,太阳系不是银河中心,我们只是随机时空里的一粒微尘。
但“宇宙微调”这个观测事实,却在疯狂暗示:
你(的存在)非常特殊。
这个宇宙,就是为你“量身定做”的。
这个结论,是物理学最不愿、也不敢触碰的“神学”禁区。
所以,物理学第一禁忌“宇宙微调”的真相是:
宇宙禁止你“假设”自己是特殊的,但它用“事实”证明了你的存在是“不可思议”的。
为了“破解”这个禁忌(或者说“绕开”那个可怕的“设计师”暗示),物理学家们被迫提出了三个更诡异的“答案”。
答案一:“就是这样” (The Brute Fact)
宇宙就是这样,常数就是这个值。没有“为什么”。我们就是中了那10^120分之一的头奖。闭嘴!
(这是一个“放弃思考”的答案)。
答案二:“设计师” (The Designer)
宇宙就是被“设计”的。
(这是一个“物理学终结”的答案)。
答案三:“人择原理”与“多重宇宙” (The Multiverse)
这是目前大多数物理学家(不情愿地)倾向的答案。
他们认为:存在无限多个宇宙(多重宇宙)。
在几乎所有的宇宙里,那些“旋钮”都是错的——引力太强、核力太弱...那些宇宙都是“死”的,一片混沌,没有恒星,没有生命。
而我们?
我们只是“恰好”生活在那个“唯一”的、“旋钮调对了”的宇宙里。
这不叫“奇迹”,这叫“筛选”。
因为在那些“错”的宇宙里,根本就不会有“人”出现,去问“为什么旋钮是错的?”
你不是中了头奖。你只是站在一个由“无数张没中奖的彩票”堆成的坟场上,问自己为什么中奖了。
这个悖论没有“答案”,它本身就是答案。
它逼迫我们承认:我们的“存在”是物理学最深的谜题。
为了不承认自己是“神创”的奇迹,物理学家必须接受一个“无限个、看不见、摸不着、永远无法验证”的多重宇宙。
这就是“第一禁忌”。
它是一切悖论的根源。它把我们从第十禁忌“我还是我吗?”一路逼问到了这最后一步:
“我,为什么会在这里?”
而宇宙,只是沉默地看着我们。
《物理学100大禁忌》系列:
物理学第十禁忌:你根本“不是”七年前的你!
物理学第九禁忌:你看到的黑夜,根本就不该存在!
物理学第八禁忌:为什么你永远“追不上”一只乌龟?
物理学第七禁忌:爱因斯坦都搞错了,为何它比光速还快?
物理学第六禁忌:为什么看一眼就会杀死一只猫?
物理学第五禁忌:宇宙这么大,他们在哪里?
物理学第四禁忌:爱因斯坦又错了,宇宙禁止删除信息?
物理学第三禁忌:为什么宇宙会“拼命”阻止你杀死你爷爷?
物理学第二禁忌:一首“没人写”的交响曲,到底来自哪里?
参考文献:
Carter, B. (1974). Large number coincidences and the anthropic principle in cosmology. IAU Symposium.
Rees, M. (1999). Just Six Numbers: The Deep Forces That Shape the Universe.
Weinberg, S. (1987). Anthropic bound on the cosmological constant. Physical Review Letters.
Susskind, L. (2006). The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design
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