## 一个让人寝食难安的世界观

我认为这个世界上的道理一共有两种。第一种，就好像电视剧一样有始有终，听完很舒服，它的结局是和谐的，它告诉你世界是完美的。“世上本无事，庸人自扰之”，最终一切回归到真善美，我们只需要坐在那里欣赏。这种道理，大概是我们为了坚强地活在这个世界上而故意给自己找的错觉 —— 说的浪漫一点叫做心灵鸡汤，说的严肃一点，就是精神鸦片。

第二种，则是真实的道理。真实的道理是没有结局的，你听完总觉得哪里不够完美，这种道理总有矛盾和疑惑、解决了一个危机还会迎来下一个危机，甚至可能是更大的危机。

我得承认，咱们日课讲的很多内容都有不错的结局 —— 但你也知道，那些结局不过是阶段性的，继续推演下去还不知道会怎么样。

今天我要说的，是一个有关这个世界的最基本的事实，它的道理，却可能让你寝食难安。不知道就不知道，一旦知道，你的思想就会发生一个永久性的改变，也许再也不能就这么心安理得地生活下去了。

今天要讲的是《宇宙》（Cosmos ）杂志十二月的一篇新文章，A universe made for me? Physics, fine-tuning and life （宇宙是为我定制的吗？物理学，微调和生命），作者 Geraint Lewis 是悉尼天文学院的天体物理学家，他的主要工作是用计算机模拟宇宙的演化。不过这是一篇纯粹的科普文章，内容都是物理学家早就知道的。

乍一看，我们这个宇宙挺简单的。宇宙中的主要物质是100多种原子，而原子又由质子、中子、电子组成。再深入一步，你可以说质子、中子都是夸克组成的。这样宇宙的最主要构成成分，也不过就是六种夸克、六种轻子和四种基本的力 —— 按物理学家的说法叫做四种“相互作用” —— 包括引力、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。

现在物理学家已经有一个非常厉害的理论，叫做“ 标准模型 ”，能够把前面说的这些所有东西 —— 除了引力之外 —— 都描写清楚，而且无比精确。标准模型预言应该有一个叫做“ 希格斯玻色子 ”的东西，现在也被发现了，也就是所谓“ 上帝粒子 ”。当然，还有一些事情是标准模型解释不了的，比如说暗物质和暗能量，但这些都不是我们今天要说的。

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我要说的是一个更严重的问题。标准模型有19个自由的参数。这些参数不是理论计算出来的 —— 也就是说似乎没有什么道理约束它们必须如此，它们都是被实验测定出来的。物理学家不知道为什么这些参数恰好是这样的数值。

但是物理学家知道，如果它们不是这样的数值，我们这个宇宙可就麻烦了。

比如说，“下夸克”的质量。

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质子是由两个上夸克和一个下夸克组成，中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。下夸克比上夸克稍微重一点，这导致一个单个中子的质量要比单个质子稍微大一点。质量越大就越不稳定——中子就是不稳定的，一个自由的中子只有15分钟寿命，过后就会衰变。原子核之所以稳定，是因为中子多出来的质量变成了原子核的结合能。

而对比之下，单个质子非常稳定，似乎永远都不会衰变。

这个事实非常重要。只有质子稳定，我们才能得到氢原子 —— 一个质子加一个电子。宇宙中90%的原子都是氢原子。氢元素是一个非常活泼的元素，很容易和其他元素产生化学反应，比如氢气和氧气反应后产生水。你这个宇宙想要有生命，就必须要有大量的氢原子。

但是问题来了。是谁规定的下夸克质量必须是这个数值呢？如果我们把下夸克的质量调高一点 —— 一切物理定律都还有效，但是质子可就不稳定了。那样的话，宇宙将会由氦原子主导，而氦原子非常不活泼，这个宇宙里甚至可能根本就不会有什么化学反应！当然就不会有生命存在。

再说引力。我们知道，恒星之所以能发光，是因为引力把它压缩在一起，巨大压力之下产生的核反应。如果把引力的强度调高，那么恒星的燃料会迅速燃尽，不能长久的存在。如果把引力调低，那么恒星的内部压力就不够，根本发不了光。是谁规定引力正好是这么大？

还有宇宙膨胀问题。我们知道，宇宙中的物质，因为引力的作用，有一个向一起聚集的倾向。而另一方面，暗能量则让宇宙膨胀。那么假设引力不变，如果暗能量稍微强一点，或者物质稍微少一些，那么宇宙膨胀就会非常快，从大爆炸产生的物质就没有机会聚在一起形成各个星球。如果物质多一些，暗能量弱一点，膨胀速度就会比现在的慢，那么宇宙可能就膨胀不开，或者刚一膨胀就迅速收缩了。我们这个恰到好处的宇宙，膨胀速度似乎不快也不慢，需要让物质和暗能量“相互配合” —— 是谁规定的宇宙中正好有这么多物质，又正好有这么强的暗能量？

还有，这个宇宙的空间为什么恰好是三维的？物理定律并不要求宇宙空间一定是三维的，一个更高维空间的宇宙完全是可能的 —— 但是！其中行星的轨道将是不稳定的，在一定扰动的情况下，绕着太阳转的地球会突然掉向太阳，或者脱离轨道飞出去。顺便说一句，很多科幻小说爱说空间有更高的维度，什么“降维打击”之类，全都不靠谱。超弦理论说的所谓“10维空间”，那些多出来的维度都是蜷缩的，不算数。

我还可以再补充几个。比如说，如果把强相互作用的强度改变0.5%，或者把电磁相互作用的强度改变0.4%，那么宇宙中就不会有碳元素和氧元素 —— 这两个元素，对生命可是太重要了。

为什么下夸克的质量正好是这个数值？为什么引力正好不大不小？为什么宇宙中的物质和暗能量正好相配？为什么宇宙空间正好是三维的？……

我们不知道它们为什么是这样的，但是我们很庆幸它们是这样的。

……这其实比单纯不知道为什么更让物理学家抓耳挠腮。

就好像有人专门把这些参数调好了，就是为了给我们一个能孕育生命的宇宙似的。

物理学家甚至有一个专门的词来形容这件事儿，叫做“fine-tune”，也就是微调。你要是想跟理论物理学家谈论非技术性的哲学问题，只要说出“fine-tune”这个口令来，他就明白了。

是谁微调的？

难道是上帝吗？上帝创造了宇宙，并且为了能让人类出现，对参数进行了精心的微调？但这可不是答案，这只能说是一个懒惰的推理 —— 你说是上帝创造了宇宙，我马上就可以问你，那又是谁创造了上帝呢？

还有一个解释说，宇宙其实是计算机模拟的结果，就好像电影《黑客帝国》一样，我们生活在别人 —— 姑且称为外星人吧 —— 的模拟之中。但是这个答案跟上帝一样，那些外星人的宇宙又是从哪来的，是谁微调了他们的宇宙呢？

还有一种可能，是我们对物理定律的理解还不够深。如果将来物理学能进一步发展，我们也许能从一个更好的模型中计算出来这些参数，也许这些参数之所以如此，是因为理论要求它们只能如此！那样的话“微调”就没有必要，我们只需赞叹那个最终理论。

不过现在已经有一个这样的理论，叫“M-理论”。M-理论的解释是物理定律允许很多很多种 ——  大概有10^500 种，其中绝大多数都不适合生存 —— 可能的宇宙存在，人类只不过恰好生活在其中一个“适合人类生存的”宇宙里。这也是霍金在《大设计》一书中赞同的观点。不过这个说法并不能让所有人满意，在很多人看来，多宇宙解释实在是太浪费了。为什么我们这个宇宙可能？因为“一切皆有可能”？！这跟把什么都推给上帝有多大区别？

我还听说过一个解释，说我们这个宇宙其实是从别的宇宙“演化”出来的。每个宇宙都有终结之日，在上一个宇宙终结的时候，其中的智能生物制造了这个新宇宙，并且手动微调了其中的参数，使得生命更容易出现。而我们的使命，就是在这个宇宙终结之前，也制造一个新宇宙，并且把那个宇宙微调到更容易让生命出现。……对这个理论我只有一个问题：第一个出现智能生命的宇宙，是否需要微调呢？

总而言之，微调还是一个谜。

现在你知道了这个谜，从此它就会一直困扰你，也不知物理学家什么时候才能有进一步的发现。现在你多了一个思想包袱，实在抱歉。

补充一点。了解了“微调”，你可能会犯的一个错误是认为目前这些参数都恰好是允许生命存在的最佳状态。但事实是，这些参数其实还可以进一步优化，继续微调，能让生命更容易出现。所以并不是说我们这个宇宙就是独一无二的，“微调”，不应该被过分神话。

……可即便如此，微调仍然是一个让人惊心动魄的事实。

今天日课的精神跟昨天有点类似，那就是世界上没有什么东西是平凡的。只要在时间尺度或者空间尺度上稍微看远一点，你会发现眼前这一切都是奇迹。你的存在，就是一件无比宝贵的事情。

### 💡 精华要点
- 世界上没有什么东西是平凡的。只要在时间尺度或者空间尺度上稍微看远一点，你会发现眼前这一切都是奇迹。你的存在，就是一件无比宝贵的事情。

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