為什麼物理學家相信地球上的物理規律推廣至宇宙範圍還能成立？
物理是實踐的科學，地球上做了無數的實驗得出來的結論或者說公設，一定可以在遠離地球的空間適用嗎？可不可以想像一個星球上他的物理規律和地球不同？畢竟宇宙這麼大。
到目前為止，最具說服力的證據，我個人認為是雷夫斯達爾超新星(SN Refsdal)的第六個像的準確預測和發現。這是廣義相對論和引力透鏡的又一次巨大勝利，也是天文學家多年研究的最好回報。這個發現證明了，我們可以預言發生在93.4億年之前，共動距離144億光年之外(注意對於宇宙學距離，其一般大於光速乘以時間，所以不是93.4億光年)發生的超新星星象再次出現的時間和位置。進而證明了，至少在這個距離和時間之內，人類可以通過物理定律，準確的預言未來發生的天文現象。如果宇宙在這麼大尺度下，物理定律發生了哪怕一丁點的變化，那麼我們是無法完成這個工作的。
————————————————————————————
王善欽對這個工作有過非常精要的總結，這裡簡單的科普一下。更為詳細的內容，請參見網址：昨日重現：Refsdal超新星的第6個像如期而至 - Article - JIJITANG
————————————————————————————--
超新星是這個宇宙中最猛烈的能量爆發之一。恆星在短短的幾天到一個月內，把自己積攢的質量以最猛烈的形式轉化成能量。其亮度瞬間可以和整個星系相比擬，然後迅速消失不見。如下圖，超新星1994D（下圖左下角亮星）和它所處的星系NGC4526相映成趣。我們的故事就是關於另一顆遙遠超新星爆發的多次復現。
1964~1966年，挪威天文學家雷夫斯達爾預言超新星光線經過巨大的星系團附近時，星系團的引力會偏折光線，並且由於光路的不同，會在不同時刻，不同位置產生同一個超新星的像，我們可以通過這個手段研究星系團質量分布和宇宙膨脹。但是這樣的發現極為困難。直到哈勃太空望遠鏡升空，才成為可能。
星系團MACS J1149+2223是宇宙中的一個龐然大物，離我們約50億光年。在不到五百萬光年的範圍內有著成千上萬個星系成員。星系團自身的引力形成了一個巨大的引力透鏡，折射著所有經過這個星系團的光線。如下圖。這個星系團很早就吸引了很多天文學家的注意，從哈勃望遠鏡上天后不久，人們就不時觀測這個星系團，試圖去尋找其背後隱藏的秘密。
在下圖右下角紅圈處，天文學家發現了一個被扭曲的不成樣子的旋渦星系。按道理說，在星系團中央是不應該存在一個如此不規則成員的；而且，它也不像是星系團的前景星系。後來人們認識到，這個星系像其實是被扭曲的背景星系像，其紅移顯示它離我們約144億光年，因此不屬於該星系團。 通過對比，人們認識到靠中心黃圈，左上角綠圈所示的星系也是這個旋渦星系的另兩個像。
通過多年的觀測，人們對這個星系團的結構有了更多的認識，並基於其質量分布建立了引力透鏡模型，如下圖。這個星系團的引力透鏡並不是一個均勻的圓形透鏡。而是基於星系團質量分布呈現不規則形狀。在圖中白線處，是這個星系團的特徵線，在此處放大倍率最強。越遠離星系團中心，光被引力「拖拽」的影響越小，反而傳遞到我們的時間越早（詳情可以搜索引力時延效應）。下圖中，藍圈中的序號顯示同一背景星系的不同像。其中，1.1，1.2，1.3.1，1.3.2 都是該旋渦星系的不同像。
1995~1998年間，在綠圈（藍圈1.1)中，一顆超新星閃爍起了光芒。令人遺憾的是，當時的人們並沒有關注到它，因而錯過了。
2013年，兩個小組，GLASS小組（Grism Lens-Amplified Survey from Space 太空光柵稜鏡放大調查）和 FroniterSN小組（Frontier Field Supernova 前沿領域超新星）開始嘗試追蹤星系團中超新星現象，他們注意到了這個星系團。令人興奮的是。2014年11月11日，在這個光棍節的日子，四個超新星像同時在這個旋渦星系中閃爍(紅圈和藍圈1.2)。人們相信這四個超新星其實是多年前那顆超新星的復現。由於光路的不同，我們有幸看到了這個極為罕見的同一超新星四個像幾乎同時出現的一幕（實際上差了幾天）。特別湊巧的是，這是一個二次引力透鏡放大現象。第一級放大來自於星系團。第二級放大來自於正好在視線中間的一個星系團中特定橢圓星系的放大，從而形成愛因斯坦十字。因此，這個顆超新星比平時觀察到的亮20倍左右。此時正好是廣義相對論誕生99周年，算是對相對論100周年的提前賀禮！可惜的是，愛因斯坦和雷夫斯達爾都已離世，未能親眼見到它～
基於這些已有數據，天文學家重構了此星系團的結構，如下圖。大量的文章開始仔細分析這次罕見的超新星十字現象。漸漸地，天文學家認為，這顆超新星還會再出現一次！
因為越靠近中心引力場越強，引力時延效應越顯著，所以黃圈(藍圈1.31)光線走的時間最長。於是，天文學家預言，在2015年10月到2016年前半年之間，我們肯定能再次看到這顆超新星的出現。
以下列舉一些相關工作。
「(a). Sharon 與 Johnson (2015, ApJ, 800, L26) 使用 「Lenstool」，認為第1個像在1.3-12年前出現過，第6個像將在2015年9月出現。
(b). Oguri (MNRAS，2015，449，L86)用他自己於2010年開發公布的「glafic」代碼，宣布第1個像在17年前出現過，第6個像將在2015年11月出現。這個結果被認為是最可靠的！
(c). Diego 等人(2015，arXiv:1504.05953，發表於2016年的MNRAS,456,356)用「自由形式質量模型技巧（free-form mass modeling technique）」,認為第1個像在大約9年前出現，下一個像在2015年11月到2016年1月之間出現。
還有一些其他的文章也做出了預言，大部分都認為時間在2015年底到2016年前半年之間。」
人們也預言了超新星會出現的位置。如下圖，三個不同的模型給出了超新星再次出現的位置範圍，如兩個紅圈和一個綠圈所示。
2015年10月末開始，哈勃望遠鏡就不間斷的觀測星系團MACS J1149+2223。盼望著，盼望著。在2015年12月11日，超新星如期而至！而且，其位置，正好在上圖的紅色十字處！
對來自超新星的走了93億年的光子，人們能預言其到達我們這裡的時間，且精確在半年甚至一個月左右，這幾乎可以認為是最準確的預言之一了！如果物理定律在這之中有億分之一的誤差，那麼結果也是截然不同的！
最後引用王善欽的總結：
「這是人類首次在超新星爆發前預言超新星爆發的精確時間與地點！雖然這是以這個超新星的其他像作為依據進行的預測，也足夠激動人心。它的出現，也又一次宣示了科學理論之美。有一位非常著名的物理學大師（這裡就不點其名了）曾經說：理論物理學能夠用幾個簡單的公式描述甚至預測現實物理世界，是奇蹟中的奇蹟。現在，我們也可以感受到一些天體物理上的理論，也是奇蹟中的奇蹟。」
昨日重現：Refsdal超新星的第6個像如期而至 - Article - JIJITANG
抓現行：哈勃發現預期中的第5個超新星像 - 譯文快遞 - 中國天文科普網--中國網上天文台
Caught in the act - Hubble captures first-ever predicted exploding star
宇宙膨脹的測量和標定過程，簡直驚悚。
上百億光年之外/之前的星系裡，被作為測距標準燭光的Ia型超新星跟在銀河系裡一樣照炸不誤，炸出的配方還是熟悉的那個味。一長串的元素光譜線紅移成了面目全非的紅外線，還按照熟悉的高矮胖瘦排著整整齊齊的隊，好像穿越了……
超新星爆炸過程的核反應規律從來不曾隨著時空的膨脹改變過一點嗎？觀測結果如此，否則查出有差異足夠炸藥獎級別大新聞了。重複成這樣還有人嫌不夠，「現有超新星模型還不夠完善，誤差會影響宇宙常數測量精度」。
http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:413054/FULLTEXT01.pdf
mmp
超新星的爆炸過程很依賴核反應的細節，甚至湍流之類技術性細節。「光速改變百分之一就沒有碳或者氧」這個說法誇張了(畢竟這東西暴力出奇蹟)，但稍微改點基本物理參數就能使得炸出的各種元素丰度一變全變。
物理學家的邏輯是這樣的：
做了這麼多年的實驗還沒有發現證據暗示【地球之外的空間跟地球有著不同的物理規律】，所以我們物理學家可以自然地假設【地球之外的空間跟地球有著相同的物理規律】。。
題主的邏輯是這樣的：
做了這麼多年的實驗還沒有發現證據暗示【地球之外的空間跟地球有著不同的物理規律】，沒有證據但是我們可以假設一個呀，所以你們物理學家不可以自然地假設【地球之外的空間跟地球有著相同的物理規律】，更進一步地你們物理學家都是井底之蛙。。
所以題主是假設了一個沒有證據存在的東西，然後說大家都是井底之蛙。。但是這樣的邏輯沒有卵用，大家都是井底之蛙，我也是，題主也是。。
但是，問題是然後呢？我們基於這個假設能做什麼？
你好，我是外星人，是唯一知道【地球之外的空間跟地球有著不同的物理規律】這件事到底的真相的人，但是我被地球聯盟護衛隊通緝了，現如今我通過穿越時空來躲避抓捕，還缺5000塊人民幣才能進行下一次時空穿越。。希望題主能幫助我守護真相，我的銀行卡號是1234567891011121314，事成之後我一定推舉你成為地球先知，並告訴你【地球之外的空間跟地球有著不同的物理規律】這件事的真相。。
最重要的物理定律現在都建立在對稱性的基礎上，比如動量守恆對應空間平移對稱性，能量守恆對應時間平移對稱性，角動量守恆對應空間旋轉對稱性等。問題實際就是在問在遙遠的外太空，空間平移對稱性/空間旋轉對稱性是否可能是破缺的，另一個答主提出物理定律是否跟時間有關，實際上是說時間平移對稱性。
因為我們在地球上觀察到這些對稱性是絕對成立的，而且在天文觀測上也發現在很遙遠的外太空許多規律和地球附近是一致的，比如行星仍然繞著恆星轉，所以我們更傾向於相信這個對稱性可以一直延伸到整個宇宙的範圍。雖然也可以假定其實宇宙空間只有很有限的範圍，其他地方的觀測結果都是基於某些方法偽造出來，碰巧和理論一致，但在有多種解釋的時候，科學家總是相信最自然的一種，除非能發現其他證據。
承蒙各位抬愛，後頭更新了個結局，不過結局不重要，重要的是前面的故事。
筆不盡言，言不盡意，意不盡事。
一個科學家，一個宗教信徒，一個路人甲一起坐船旅行。一陣暴風雨襲擊了他們，他們流落到了一個荒島。他們在島上探索，突然發現了一隻三條腿的青蛙。
路人甲說：這個島上有一隻三條腿的青蛙。
信徒說：這個島上青蛙一定都是三條腿的。
科學家說：這個島上青蛙里有個別是三條腿的。
他們繼續前進，很快又發現一隻青蛙，還是三條腿的。
路人甲說：這個島上有兩隻三條腿的青蛙。
信徒說：這個島上青蛙果然都是三條腿的。
科學家說：這個島上青蛙里有一些是三條腿的。
他們繼續向前，遇到了一個池塘，池塘里發現了一百隻青蛙都是三條腿的。
路人甲說：這個島上有一百零二隻三條腿的青蛙。
信徒說：這個島上青蛙確實都是三條腿的。
科學家說：這個島上青蛙里有很多是三條腿的。
他們繼續前進，又發現了一個池塘，裡面發現了一千隻三條腿的青蛙。
路人甲說：這個島上有一千一百零二隻三條腿的青蛙。
信徒說：這個島上青蛙果然都是三條腿的。
科學家說：這個島上青蛙很可能都是三條腿的。
他們繼續前進，沒有發現更多的青蛙，於是生火紮營準備休息，休息之前他們評價了自己一天的發言。
路人甲說：我的發言從來沒有錯誤。
信徒說：神在我裡面使得我說出了絕對的真理。
科學家說：我的發言都是有真憑實據的。
信徒說：別看你是個科學家，你最後不還是學我說話？你信我就行了。等你得出我這個結論的時候，我都把真理重複了一千遍了。
第二天，他們繼續向島嶼內部探索，發現了一個大池塘裡面發現了一萬隻三條腿的青蛙。
路人甲說：這個島上有一萬一千一百零二隻三條腿的青蛙。
信徒說：這個島上青蛙確實都是三條腿的。
科學家說：這個島上青蛙應該都是三條腿的。
信徒說：別說應該了，還不死心嗎？
最後他們來到了島嶼中央，發現了一個大湖，湖裡青蛙彷彿有無數只，但都是兩條腿的。
路人甲說：這個島上有一萬一千一百零二隻三條腿的青蛙，還有等會，等我數完。
科學家說：這個島上青蛙里有一小部分是三條腿的，大多數的是兩條腿的。
信徒說：這不可能。
突然外星人抓住了他們，並告訴他們現在籠子里有一隻從島上隨便抓住的青蛙，誰說對了青蛙的腿數就放了誰，說錯帶回外星做奴隸。
普通人心想：我曾經見過四條腿的，後來又認識了三條腿的，以及兩條腿的。那麼這個籠子里的有幾條腿我如何能知道呢？會不會是一條腿呢？或者五條腿？然後謹慎的說道：我不知道。外星人立即把他扔出了飛船，說：我也不知道他會怎麼樣。
教徒和科學家面面相覷，教徒堅定的說：肯定是三條腿。外星人接著看向科學家，科學家緊張的說：既然是從這個島上隨便抓住的青蛙，那就是兩條腿了。外星人壞笑道：看來只有你有資格到我們的星球去。
外星人遞給教徒一個裝滿補給品的包裹然後把教徒安全的傳送到了地面並目送他離去。科學家心灰意冷的問道：我要去當奴隸嗎？
外星人說：當然.....不，只是你不值得繼續呆在這蠻荒的星球。
科學家說：那你為何放走那個教徒？
外星人說：蠻荒的星球上居住著原始的生物，這很恰當。我相信他一定可以維護這顆星球最原始的樣子。
科學家說：那又為何帶走我？
外星人說：只有文明之間可以溝通。你還有最後一個問題。
科學家怯怯地問：那個路人甲呢？
外星人笑道：別提他了，因為沒有人能保證他發生了什麼。
最後，為了防止誤解，我還是簡單說一下題主的問題。科學中的相信，不是宗教迷信中的相信，科學中的相信是隨時可以拋棄的相信，是對證據的相信，而不是對結論的相信。科學中的相信一詞，你可以理解為：目前的證據顯示如此，暫且相信，一旦新的不同的證據出現就會立即放棄的相信。所以，相信宇宙其它地方的規律相同也是這樣一個相信。
但是，宗教的相信絕不是這樣，所謂迷信就是無條件的堅信。有人或許會問：宗教的極端性究竟從哪來的？請你去問那些教徒：什麼情況下他們會放棄他們的宗教？他們會說：絕不可能。這是美國某電視辯論中發生一幕。我想說：如果這不算極端？什麼算極端？宗教，尤其是沙漠一神教就是孕育了這樣的極端思想。
應該說這是一個科學哲學問題。題主能對此有所思考非常值得鼓勵。
『為什麼物理學家相信地球上的物理規律推廣至宇宙範圍還能成立？』類似地我們還可以提出這麼一個問題『為什麼物理學家相信2018年以前的物理規律推廣至2018年之後還能成立？』事實上，迄今為止的的科學實驗對2018年之後的物理規律都毫無發言權。——以牛頓第二定律為例。地球上的驗證了牛頓第二定律的實驗對判斷『半人馬座α星上牛頓第二定律是否成立』毫無幫助，至今對牛頓第二定律的驗證也完全同等地支持『牛頓第二定律永遠成立』和『2018年前牛頓第二定律成立，2018年開始牛頓第二定律不再成立』。
大衛·休謨早就提出過同樣的詰問。『即使你觀測到的每一天太陽都從東方升起，也不能斷言明天太陽從東方升起。畢竟「太陽過去從東方升起」與「太陽未來從西方升起」並不矛盾』。類似地，美國科學哲學家也曾提出過所謂的『綠藍悖論』
先考慮「所有翡翠都是綠色的」這個命題。因為到當前為止，人們見過的每一塊翡翠都是綠色的，因此，「所有翡翠都是綠色的」這個命題還未得到證偽，它是一個真命題。
現在定義術語「綠藍」（或者據英文原文grue音譯為「格路」）：在未來某個時刻T（比如說是2100年）之前指綠色，在這個時刻T之後指藍色。那麼，「所有翡翠都是綠藍的」是否是真命題？按「綠藍」的定義，就目前來說，人們見過的每一塊翡翠都是綠藍的，也就是說，「所有翡翠都是綠藍的」與「所有翡翠都是綠色的」一樣，目前並未被證偽，而是得到了同樣多的證據支持，那麼僅從邏輯上看，它理應是和「所有翡翠都是綠色的」一樣為真的命題。但是我們顯然能看出來，它是一個假命題！
曾經有人批評「綠藍」是一個生造的術語，是利用「綠」和「藍」拼湊的定義。對此，古德曼的反駁是：如果再定義術語「藍綠」（或者據英文原文bleen音譯為「伯令」）：在未來同一個時刻T之前指藍色，在T之後指綠色，那麼可以用「綠藍」和「藍綠」重新定義「綠」和「藍」：綠就是在T時刻之前的綠藍，T時刻之後的藍綠；藍就是在T時刻之前的藍綠，T時刻之後的綠藍。這樣一來，僅在形式上看，「綠」和「藍」也成了拼湊的定義！
現代科學最基本的方法論是歸納法。準確的說，除了邏輯學、數學、統計學等形式科學以外，物理科學、生命科學和社會科學都強烈地依賴於不完全歸納法。顧名思義，不完全歸納法意味著科學理論是不能被證實的。——在一次實驗中觀察到符合牛頓第二定律的結果不能使我們以此斷言牛頓第二定律是正確的，十次實驗也不行，那一千萬次呢？照樣不行。再多次支持牛頓第二定律的實驗也不能證實定律本身。——這就是為什麼現代科學強調的是可證偽性，而不是可證實性。對某一科學理論的任何有限次驗證都無法證實該理論，但一個反例就足以證偽一個理論。
為了討論現代科學的基礎，托馬斯·庫恩曾引入『範式』（paradigm）這一概念，也有人試圖將科學建立在公理假設（如自然的均勻性）的基礎上。歡迎題主多了解相關話題。我的建議是，相比那些致力於探求『何為真理』的科學實在論者，認為『科學理論只是人類認識世界的一種方式』並採取工具主義的觀點也許可以讓自己不再糾結，讓生活更輕鬆一點。馮友蘭在《三松堂自序》中說：
實用主義的特點在於它的真理論。它的真理論實際是一種不可知論。認識來源於經驗，人們所能認識的，只限於經驗，至於經驗的背後還有什麼東西，那是不可知的，也不必問這個問題。這個問題是沒有意義的，因為無論怎麼說，人們總是不能走出經驗範圍之外而有什麼認識。要解決這個問題，還得靠經驗。所謂真理，無非就是對於經驗的一種解釋，對於複雜的經驗解釋得通。如果解釋得通，它就是真理，對於我們有用，即有用就是真理，忽略所謂客觀的真理。
==========================
- 關於古德曼『綠藍悖論』的描述摘自——能簡明介紹藍綠綠藍悖論嗎？ | 問答 | 問答 | 果殼網 科技有意思
- 許多知識來自本科時選修的陳波老師的《悖論研究》課程，現在Coursera上也能看到啦——悖論：思維的魔方 | Coursera——可參考『語義悖論、歸納悖論和認知悖論』這一章。
相信的原因是目前沒有觀測到能夠讓人質疑的證據，基本就是這樣，其他答案珠玉在前。不過我看到題目的第一反應就是《深淵上的火》（A Fire Upon The Deep），看了一遍答案沒有人提到，所以借題推廣一下。
這本弗諾·文奇所著的科幻小說的基本腦洞就是提問者那句「可不可以想像一個星球上他的物理規律和地球不同」。在這部太空歌劇里，銀河系分為四個層級，從核心的所謂 Unthinking Depths，到地球所在的 Slow Zone，到可以超越光速的 Beyond，再到最外層住著超人的 Transcend，每一層級中的物理規律都不一樣。九二年星雲獎提名，九三年雨果獎最佳長篇。翻譯版質量尚可，你值得閱讀。
其實這個問題是忽視了物理學的內容和發展進程所導致的誤解。
首先，在物理理論提出前，並不是在地球上做實驗總結一下規律，再拿到天上看成不成立。而是一開始就考慮了地上天上大的小的全部已知的現象來總結規律的。人們在過去雖然沒有航天技術，但拿望遠鏡看看然後記錄一下總是可以的。牛頓的力學牛就牛在他能用幾個非常簡短的公設(或者說定律)一下概括天上地下上到恆星下到木塊的一切物體的動力學規律。以至於一度給後來的科學家一種物理學已經走到頭了的錯覺。但當人們發現了新的現象，才發覺牛頓力學不靈光了，才搞出了相對論、量子力學等等。
其實從剛才的描述就能看到，物理學發展的特點向來都是新的實驗才能確立新的理論。如果沒有觀測上的證據證明現有的物理規律無效，物理學家就根本不會care任何新的理論。這其實就是科學一種的「遊戲規則」，我們都叫它「剃刀原理」什麼的。也許你希望知道在遙遠的行星上做實驗，結果萬一與地球這裡不一樣怎麼辦。但是在真的發現不一樣之前，我們還是會繼續使用現有的規律來辦事。
所以，物理總結出的規律什麼的，能湊合用就行了，千萬別當真，認真你就輸了。
你不知道有科學家嘗試觀測宇宙其他地方的物理常數是否和地球一樣么
只不過目前沒觀測到比較可靠的實驗證據證明地球以外物理規律有什麼和地球不一樣的所以就姑且繼續用著
你當天文觀測是白乾的？你以為地球外人類就一點測量辦法都沒有？naive
可以，但是即便想像了又對我們的科技進展有什麼幫助？
物理學是建立在實踐上的學科，當你處在熱帶時，你研究並總結了一套太陽上升下落的規律。這時有村裡有人提出，會不會有別的地方不適用於這個規律呢？（很顯然南北極就明顯不適用）但是即便你提出來了，你沒有到南北極去過去驗證，你就不知道規律也無法總結，可以說這種假設是無意義的。
並不是「物理學家相信地球上的物理規律推廣到宇宙範圍還能成立」，而是「沒有任何證據可以證明地球是特殊的」。
我們來看一下這兩個說法：
1、我是這個世界上最特殊的個體。我嫌熱怕冷感覺敏銳，其他人都是為服務我而存在。
我鋪了40層褥子，還被一粒豌豆硌的輾轉反側無法入睡；而大街上那個乞丐，赤腳踏在雪地上，踩到碎玻璃碴子流一地血，他也沒哭沒喊。所以他們是神創造出來的、沒有辦法感覺到痛苦的生物，天生就是為了服侍我這樣有細膩感受的人上人而存在的。顯然，砍他們的手腳腦袋供我取樂，也是神安排給他們的任務。
2、我是世界上普通的一員，我的見識淺薄，懂不了他人的痛苦。但我知道冷天靴筒里進水特別受罪；但是天哪，看那個乞丐，出生時一樣惹人憐愛，可現在大冷天他衣不遮體，赤腳上到處都是凍瘡……我想他一定很痛苦，但卻毫無辦法，只能絕望的忍受，然後絕望的死去。他一定恨透了這個世界。
這太可怕了，和我相比，他很可能只是運氣欠佳而已。我不敢想像，如果有一天自己像他那樣窮困潦倒，該如何熬下去——這種變化，很可能只需一場不大不小的天災人禍而已。不行，我得幫幫他，我們都有責任去照顧那個「運氣欠佳的自己」，否則……會有報應的。如果每個人都如此冷漠，這世界就太過可怕了……
哪個人更幼稚呢？
類似的，我們同樣曾經以為自己居住的大地，就是宇宙的中心。日月星辰，都是上帝為我們創造的——所以它們理所當然的要圍著我們轉。
然而，牛頓等先賢利用精密的天文觀測數據、以及無懈可擊的推理，雄辯的證明了……地球很平凡。
地球只是一顆渺小的固體行星。它還有若干個各具特色的兄弟姐妹；在更大號的木星、土星等氣態巨行星面前，它只是顆小小的土塊而已。
這些平凡的物質聚合體，圍繞著一個明亮、龐大的核熔爐旋轉，我們叫它太陽。
和太陽相比，地球簡直是……繞著大象旋轉的一隻小小昆蟲。
僅僅是太陽輻射出的能量洪流的22億分之一，便驅動了地球的四季變化、颱風雷霆。
真小。
而太陽，只不過是銀河系1000~4000億顆恆星中，偏僻角落默默無聞的普通一員。
比它更為龐大、明亮、多姿多彩的恆星，不可勝數。
根據哈勃望遠鏡的觀測結果，宇宙中大概還有1000億個星系。
銀河系也只是這1000億中，極為普通的一員。
除了離我們更近，相比於其他千億星系，它毫無特色，找不到任何值得更多關注的理由。
所以，我們，究竟有什麼特殊的？為什麼我們地球上的規律，就一定要與眾不同？
——————————————————————
事實上，科學家是非常謙遜的。他們甚至曾經以為，人類永遠不可能懂得太陽上的規律。因為找不到任何途徑，可以讓我們觸摸到它。
很幸運的，我們發現了不同物質有屬於各自的特定光譜線。
太陽光也有。而且，也符合地球上的規律。
同樣的，星光也有自己的譜線，這使得我們可以分析遙遠恆星的元素構成、以及星雲中可能存在的各種分子。
地球果然是平凡的。平凡到，凡我們有能力窺得的、關於遙遠的、了不得的天文實體的一鱗半爪，都無法證明地球上的規律是特殊的。
——平凡無需證明，與眾不同才必須拿出過硬的證據。
——我們登上過月球，我們的探測器在金星上活動過。基本規律全都一樣。
——通過高精度的天文望遠鏡觀察，其它恆星系遵守的基本規律，和我們沒有差異。
——沒有在可觀測宇宙發現任何空間屏障/邊界存在的跡象（哪怕黑洞周圍，仍然遵從相對論約束）；這說明，我們所能見的宇宙，空間性質是均一的（否則就會出現類似「引力透鏡」的折射現象）。
——你我皆凡人；內部物理規律全部失效的黑洞，才是天皇巨星。
——科學界在觀測宇宙方面投入海量的資金/精力，恰正是想要找到那些與眾不同的、特殊的天體呢。
請問，為什麼你相信地球是特殊的？如何證明？
題主的這一困惑，其實無意間引出了哲學史上非常重要的論戰——人類如何才能把握知識？ 如果我們審視這個問題的描述，至少可以從中提煉出兩個非常有價值的詰問。
- 物理是實踐的科學，地球上做了無數的實驗得出來的結論或者說公設，一定可以在遠離地球的空間適用嗎？
- ——這對應第一個重要問題：如何才能確認知識是可靠的？
- 可不可以想像一個星球，它的物理規律和地球不同？
- ——這對應第二個重要問題：人類認識到的知識具有普遍性嗎？
對於這兩個問題，早期的哲學家們分別給出了許多不同的答案，我們可以粗略地將這些回答分為兩大支——理性主義與經驗主義。
前者認為人類的知識具有普遍性，人們通過理性就可以對其進行把握；後者認為人類知識的普遍性是值得懷疑的，只有經驗才能構成知識。
但是，對於核心問題：我們如何才能把握知識？兩派學者卻不約而同地選擇了同一條路徑——用人類的理論去符合研究對象，或者可以稱之為知識符合對象。
一、理性主義的嘗試
理性主義自柏拉圖的理念論濫觴。柏拉圖相信一個理念世界的存在，而我們所處的世俗世界就是這個理念世界的投影。理念世界即象徵著絕對真理，因此知識是絕對普遍的，且放之四海而皆準。任何知識的普遍性如果出現了問題，就好比影子和實在事物之間出現了偏差一樣，現實世界對理念世界的模仿也會存在誤差，但這只是因為我們對絕對真理的掌握出現了問題，並非是知識本身不具有普遍性。
柏拉圖進一步認為，學習只是一種回憶，每個人生來都被注入了先天存在的知識，或者可以稱之為天賦觀念。我們要通過教育來超越不斷流變的世俗世界，把握背後的理念世界。
如果對應到這個問題，柏拉圖的回答將是：物理學家通過特殊的辦法來回憶，就能確認地球上的物理規律推廣至宇宙範圍還能成立。因為無論地球還是宇宙都是一個理念世界的投影，它們都必然遵守同樣的物理法則。
笛卡爾針對柏拉圖的天賦觀念提出了疑問。他認為，如果我們要搭建起可靠的知識大廈，就必須要對所有似是而非的觀念進行考察，剔除一切不必要的概念，這個過程我們可以稱之為「奧卡姆剃刀」——如無必要，勿增實體。
不接受任何我自己不清楚的真理，就是說要盡量避免魯莽和偏見，只能是根據自己的判斷非常清楚和確定，沒有任何值得懷疑的地方的真理。就是說只要沒有經過自己切身體會的問題，不管有什麼權威的結論，都可以懷疑。
笛卡爾在經過一系列懷疑之後，他宣稱自己找到了一個確定知識的根基——我在懷疑，即我思故我在。繼而他又推導出心靈的存在、個人、同一、實體等一系列天賦概念的存在。
完成了知識大廈的奠基後，他又繼續深入思考到上帝是否存在的問題。他如此推導：因為我在懷疑，所以我並不完美，但是我能想像一個更完美的存在，因此我對完美的理解必然不是來自自身的，這個完美概念的來源便是上帝。正是上帝的存在保證了一切知識的真實性與可靠性。
如果對應到這個問題，笛卡爾的回答將是：物理學家相信地球上的物理規律推廣至宇宙範圍還能成立，是因為一切知識都存在一個確定的根基，同時上帝的存在保證了我們知識的真實性。
從上文的解讀來看，似乎知識的普遍性與可靠性問題在理性主義之中已經得到了很好的解答。但是，隨後經驗主義的攻擊便精準地揭開了理性主義的問題所在，使其走向徹底破產。
二、經驗主義的攻擊
笛卡爾的知識大廈看似牢固，但是他所使用的工具——奧卡姆剃刀，卻悄然為理性主義理論敲響了警鐘。洛克根據奧卡姆剃刀得到這樣一個結論：如果不必藉助任何天賦觀念就能獲得全部知識，那麼天賦觀念就是無價值的假設，應該被剔除。繼而他提出了白板說（blank slate）——人類心靈是一塊白板，心靈感知世界只是部分地反映了世界的某些特點，所以我們的很多知識並不可靠。
貝克萊沿著洛克的思路繼續前進：如果人類心靈只能感知屬於意識層面的觀念，如顏色、氣味、觸覺、聲音等，並不能處理其他非意識的對象，那麼任何存在就僅僅只是一堆觀念的集合，是一種被感知，物質實體這個概念也是多餘的。
而理性主義最致命的打擊無疑來自休謨的詰問：如果沒有一個不變的實體來支持我們現有的知識，那麼任何我們以為真實的知識，只不過是一堆主觀性的聯想而已。
休謨首先區分了分析命題與綜合命題。
分析命題是通過定義為真的命題，它們必然為真，因為分析命題中主詞包含了謂詞。比如「這隻貓會死」，這句話必然為真，因為所有的貓都是會死的，貓是一種動物，動物的定義當中就包括了動物會死。所有分析命題都是先於經驗的，我們也可以稱之為「先天分析命題」。
綜合命題是通過經驗為真的命題，因為綜合命題中主詞並不包含謂詞。比如「這隻貓是黑的」，貓的定義當中並不包括它一定是黑的，所以人們必須要看到這隻貓是黑色的，才能確定這個命題為真。換言之，確認綜合命題為真必須源自於感覺材料的補充，因此我們也可以稱之為「後天綜合命題」。
休謨敏銳地發現所有的分析命題都是重言式的（tautologies）。這意味著它們都是多餘的，重複性的，只是一種同義反覆，換言之，只不過是重複了「那隻一定會死的貓一定會死」這個事實而已，我們並沒有從分析命題中得到任何新的知識。
先天知識除了自己以外什麼都不是，先天真理也不能告訴我們任何關於實在的知識，因此理性主義所謂通過公設、定理演繹得到的一個由先天真理構成的知識體系只是一個幻覺。僅僅依靠理性並不能通往真理，甚至理性本身也可能是不可靠的。
這裡我們總結經驗主義的三條路徑：
- 洛克：天賦觀念是多餘的假設，但是物質實體仍然存在。
- 貝克萊：物質實體也是多餘的假設。
- 休謨：人類已知的所有知識，要麼是一堆可靠的廢話，要麼是一堆不可靠的幻象。
人類的認識論至經驗主義此徹底走向停滯，陷入了致命的泥潭。如果對應到我們今天這個話題，經驗主義者們也許會這樣回應：不僅地球上的規律不能普及到宇宙中，而且地球上所謂的「規律」也只是人們的一種主觀性臆想而已。
三、康德的「哥白尼革命」
哲學在休謨的詰問下被困入了樊籠，因為先天分析判斷雖然可靠，但是並不能帶來新的知識。而後天綜合判斷雖然能帶來新的知識，但因為人類的經驗總是有限的，我們便不能證明這些知識具有普遍性。
似乎唯一可行的路徑就是能否證明存在一種先天綜合判斷，這種判斷既是先天的，能保證知識的可靠性和普遍性，又是綜合的，能帶來新的知識。
十八世紀，科學革命彷彿一輪有待噴薄而出的紅日，而在這靜悄悄的黎明前夜，一場認識論上的哲學革命勢在必行。在這場哲學革命中擔任旗手的便是我們今天的主人公——康德。
康德首先確定了這一事實：先天綜合判斷是完全可能的。他舉例，「兩點之間直線最短」就是一個先天綜合判斷，首先兩點這個概念當中並沒有包括直線最短這一定義；其次這個結論是普世的，也就是說並不依賴我們所有的經驗就能確定這一結論為真。
然而真正難以解決的問題是——先天綜合判斷是如何可能的？這裡他提出了一個大膽的想法——傳統認識論的路徑不通，因為並不是知識符合對象，而是對象符合知識。這一想法之重要在於其徹底扭轉了人類對於知識的看法，被譽為哲學上的「哥白尼革命」。
康德的具體思路如下：雖然人類沒有天賦觀念來保證一切命題的普遍性，但是我們生來就具有一個先天的認識結構，換言之我們只能認識我們能認識的對象——現象界，至少在這些能認識的對象中，我們的先天認識結構能保證一切知識的可靠性。對於我們無法認識的對象——物自體，我們既不能經驗更不能認識。
因此，不是我們的知識符合對象（物自體不可知），而是對象符合我們的知識（現象界通過認識結構被我們把握），此處只需要證明先天認識結構的存在，就能保證先天綜合判斷是可行的。
康德歷經數十年時間，磨練出一本《純粹理性批判》周密地論證了人類先天認識結構的存在與先天綜合判斷的可能。其內容晦澀且深奧，筆者妄圖在這篇短文中徹底講解清楚無疑是不切實際的。不過我們可以通過一些簡化的論證來理解康德的想法。
首先，我們的所有經驗必須服從一些必要條件——如時間、空間、範疇等，離開了這些條件，我們無法想像任何觀念。對於每個人來說，我們都不能想像沒有時間、或者沒有空間的事物存在。
其次，我們能認識的世界的結構並不是取決於世界本身的結構，而是取決於我們認識的結構，這就是對象符合觀念。
康德主張：
- 經驗的實在性：由於經驗必須要依靠認識結構才能存在，因此經驗具有實在性。
- 先驗的觀念性：有一些認識結構是先於經驗的，比如時間和空間，這是我們認識活動不得不遵守的結構。但是這種先於經驗的存在只是一種空的結構網路，而非具體的實在觀念。
康德反對：
- 經驗主義的經驗的觀念性：經驗只是一種不可靠的觀念。
- 理性主義的先驗的實在性：人們有先於經驗且實在的天賦觀念。
在經歷這場「哥白尼轉向」之後，人類的哲學革命落下了帷幕，隨後登場的是宏偉的科技爆發。人類在這一認識論的支持下，科學飛速進步，隨之歐洲經歷啟蒙運動、工業革命、政治革命，人類歷史如大河分流，大跨步走向了近代。
再回到這個問題，我們已經完全有信心回答題主：物理學家相信地球上的物理規律推廣至宇宙範圍還能成立，是因為先天綜合判斷是可能的，物理學的根基是牢固的，所以，請諸位放心吧。
哲學與科學的發展一直緊密相連，請大家不要輕視每一顆好奇心的力量，因為每一場哲學上的辯論都在為人類知識提供寶貴的財富。對於哲學與科學二者的聯繫，歡迎大家移步我的這篇回答：黃磊：哲學和科學有什麼關聯？
首先說一下，不是很清楚什麼叫「地球上的物理規律」。
題主可能的意思是，在地球上發現的物理規律。
不同慣性系中的物理定律必須在洛倫茲變換下保持形式不變. 這就是物理規律的時空變換不變性。也就是在時空坐標平移下，物理規律依然能夠使用。所以事件的發生往前推1萬年和往後推一萬年，演化是一樣的，往某個方向平移一萬光年，還是一樣。這就是物理規律普適性的體現。
當然，你的坐標變換超出洛倫茲變換那就是另一回事了。所以在時空奇點，我們這個世界的物理不再適用。
針對描述中的兩個問題。
第一個問題，不一定。每個物理規律都有其生效的範圍，只不過部分物理規律的生效範圍還沒有完全弄清楚而已。例如牛頓力學其生效範圍就是低速慣性系。對於沒有弄清楚生效範圍的情況下，默認全宇宙適合，這是最合理的選擇。
第二個問題，可以。比方說黑洞就是你所說的星球，目前認為黑洞內大多數物理規律都會失效。
廣義相對性原理的表述就是：真實的物理定律在任意坐標變換下形式不變，即廣義協變。
一個定律在時空的平移、旋轉過程中能否實現物理量的守恆，是檢驗這個定律是否適用的標準。「任意坐標變換」，就包括了宇宙也是適用範圍。
例如，牛頓力學通過伽利略變換解決了宏觀低速運動的協變性，狹義相對論通過洛侖茲變換解決了高速運動的協變性，廣義相對論通過張量分析解決了彎曲時空的協變性，這些都是守恆-時空平移、旋轉不變性的表達。但是奇點的曲率無窮大，無法通過坐標變換消除，因此物理定律在奇點失效，即失去協變性。
————————
就知友AI提出的問題，略作補充。
物理規律的普適性（對稱性、協變性），是相對已知的電磁力、強力、弱力、引力這四種作用，而不是某個範圍而言。
狹義相對論是關於電動力學的理論，它通過洛侖茲變換，實現電磁作用在慣性系的協變性。理論假定的不是某個局域的適用性，而是所有電磁作用的適用性，進而推出所有慣性系的適用性。需要指出的是，狹義相對論是一個關於真空的理論。廣義相對論則把理論的適用性推廣到非慣性系。
相對論提出時，強力和弱力還沒有發現。在這之後發展起來的場論、規範場論等，以及電弱統一、大統一等理論，試圖將電磁力、強力、弱力納入到同一個理論，並且取得了相當的成果，但是引力依然是一個困難。
總之，理論並不是從地球推廣到宇宙，而是實現已知相互作用的協變性。它從一出生，就是面向整個宇宙的。
最後，知友提出的問題為什麼物理學家「相信」規律在地球之外的宇宙也適用，其實答案很簡單：因為地球之外的宇宙，也只發現了這四種力；它們和地球上這四種力，並未發現差別。而我前面的回答，「物理量」的守恆，莫不出自這四種力。
說什麼呢，現在搞物理的都在如狼似虎地尋找和現有理論不一致的地方，好揚名立萬，拿個炸藥獎什麼的，可特么就是找不到突破口啊！
我覺得是因為：上帝造一個處處相同的世界比造一個到處不同的世界簡單，也方便管理。畢竟為每個地方設置不同的參數太麻煩太費腦子了。
因為到目前為止，還沒發現大規模違反你所說的「地球物理定律」的事情發生。
認知前提：科學家是地球上的生物，地球是宇宙的一部分。
以目前的科技，科學家只能在地球上研究物理規律，這是現狀。地球是一個出發點，通過適用於地球的物理規律，人類造了火箭，跳出了地球來到了太空，再進一步研究宇宙的物理規律，這個過程是一步步摸索出來的。實踐科學家通過有限的手段來研究太空，比如射電望遠鏡、光譜研究、不斷的發射太空探測器等。物理科學家通過對已知掌握的科技和觀測到的宇宙現象，建立新的理論來解釋這一切。通過建立新理論，推翻舊理論，人類在逐步認識宇宙，逐步破解宇宙之謎。
所以，物理學家並不是相信地球上的物理規律可以推廣到宇宙範圍，而是在不斷的嘗試，因為地球也在宇宙中，地球上的規律也是宇宙通用規律的一種具體的體現。
科學家做的是，通過地球的特殊規律，逐步發現宇宙的普遍規律。
其實物理學家並不相信這一點吧。或者說，物理規律推廣至宇宙範圍內是否成立，這一點，對我們來說，不重要，或者說沒有意義。
這只是個假設。我們假設物理規律是普適的。我們提出一個理論，並用這個理論來解釋和預言一些現象，然後我們去觀測並證實預言。如果預言被證實，那麼證明在我們的觀測範圍內，我們的理論是正確的，而如果預言被證偽，那麼證明我們的理論有問題，需要修正。因此理論的適用範圍是隨著科學進步不斷擴大的，而現有理論在現有已被證實的觀測範圍內是有效、成立、正確的，這是被過去的所有科學實驗所證實了的。
如果你說在地球外的某一點，現有的物理規律並不成立，那你必須給出可供證偽的方法，否則，這樣的說法沒有任何意義。
而實際上，目前的物理理論並不是普適的，比如我們目前都還沒找到適用於黑洞內部的物理理論。
推薦閱讀：
※射手理論和農場主理論在物理界真的存在嗎?
※如果光速變快一千倍，許多現有的黑洞是不是就能發出極耀眼的光芒？
※引力波的發現對反重力的研究是否有推動作用？
※為什麼量子通信不能超光速傳遞信息？
※大型強子對撞機為何能揭示高維空間？