多重宇宙真的存在嗎為什麼會出現?
多重宇宙
另外一些科學家,像劍橋大學的馬丁·里斯
(Martin Rees)爵士,相信所有這 些宇宙意外證明存在著多重宇宙。里斯(Rees)相信,出現這幾百項「巧合」的頻 率小到難以置信的程度,而我們正生活於其中,這是個事實,要解釋這個事實,唯 一的辦法就是假定存在著幾百萬個平行宇宙。
在這個由許多宇宙組成的多重宇 宙中,多數宇宙都是死的。質子是不穩定的。原子從不凝縮。DNA從來沒有形 成。宇宙還未發育成熟就坍塌,或幾乎直接就凍結了。但在我們這個宇宙中,一系列宇宙意外發生了,這並不是因為上帝出手干預了,而是統計學上的平均律 使然。
從某種意義上來說,在推崇平行宇宙思想的人中,馬丁·里斯爵士是最令人 意想不到的一位。他是英格蘭皇家天文學家,在代表該機構對宇宙的看法方面 負有重大責任。里斯滿頭銀髮,儀錶出眾,穿著方面無懈可擊,他不論是談論宇 宙的奇蹟還是談論一般公眾關心的話題時都同樣雄辯在行。
他相信,宇宙是經過「精心調試」的,以便生命能夠存在,這決不是偶然。宇 宙能夠存在於這樣狹窄的允許生命存在的頻帶中,所需要的意外實在太多了。 「這種我們賴以存在的看起來經過精心調試的狀態有可能是個巧合,」里斯寫 道,「我一度這樣認為過。但這種看法現在看來過於狹隘……一旦我們接受這 一點,我們宇宙中看起來很特殊的一些特性,那些一度為某些神學家引證為存在 神性或有目的的設計的特性,就不再令人驚奇了。」
為了支持這些橫掃千軍的說法,里斯量化了其中一些概念,以使自己的論點 具體化。他宣稱宇宙似乎受到6個數字的支配,其中每一個都是可測度的,經過 精心調節的。這6個數字必須滿足生命所需要的條件,否則就創造出了一個死 的宇宙。
第一個數字是艾普西隆(s。第五個希臘字母Epsilon),它等於0. 007,這是 氫的相對數量,在大爆炸時通過聚變轉化為氦。如果這個數字是0.006而不是
007,核作用力就會被減弱,質子和中子就不能結合在一起。氘(帶有一個質子 和一個中子)就不能形成,因而永遠不能在恆星中創造出更重的元素,我們身體 中的原子不會形成,而整個宇宙則溶解為氫。核作用力哪怕稍微減少一點,就會 在元素周期表中產生不穩定,能夠用於創造生命的穩定元素就會減少。
如果艾普西隆(s)的值是0. 008,則聚變的速度會快到大爆炸中剩不下一點 氫,那麼今天就不會有恆星為行星提供能量。或者兩個質子會結合在一起,這也 使得恆星中的聚變成為不可能。里斯指出,弗雷德·霍伊爾(Fred Hoyle)發現, 核作用力中哪怕小到只有4%的變動都會使恆星中不可能形成碳,使得高級元 素和以其為基礎的生命成為不可能。霍伊爾還發現,如果稍稍變動一下核作用 力,那麼鈹(beryllium)就會不穩定到根本無法成為形成碳原子的「橋樑」。
第二個數字是/V,它的值等於10."這個值代表電力的強度除以引力的強 度,引力的強度是表示引力弱到什麼程度的。如果引力再弱些,那麼恆星就無法 凝聚併產生出聚變需要的巨大溫度。這樣,恆星就不能發光,行星就陷入冰冷的 黑暗。
但如果引力稍微強一些,這就會使恆星升溫過快,它們的燃料在生命還沒來 得及出現之前就燒完了。而且,大一點的引力會使星系形成得較早,這樣它們會 相當小。恆星擠在一起的密度更大,使各種恆星和行星之間發生災難性的碰撞。
第三個數字是奧米伽值(/2),代表宇宙的相對密度。如果奧米伽的值太小, 那麼宇宙擴張和冷卻的速度就會太快。但如果奧米伽的值太大,那麼宇宙在生 命起步之前就會坍塌o里斯寫道大爆炸之後的第一秒鐘,奧米伽的值與統一 性(unity)的差別不會超過千萬億分之一(即1/1015),只有這樣,在100億年之 後的今天,宇宙才能仍在擴張,奧米伽的值偏離統一性才不太離譜。」
第四個數字是拉姆達(A ),這是宇宙常數,決定宇宙的加速度。如果它稍微 大幾倍,它所產生出來的反引力會把宇宙炸飛,並使它直接進入大凍結,使生命 成為不可能。但如果宇宙常數是個負數,宇宙就會劇烈地收縮,進人「大坍縮」, 而生命還沒來得及形成。換句話說,宇宙常數和奧米伽值一樣,也必須在某個窄 頻帶範圍內,這樣生命才成為可能。
由於對M-理論發生了興趣,物理 學家們又回到了在更高或更低維度中是否可能產生生命的問題。如果空間是一 維的,那麼,因為這樣的宇宙太小了,可能不會有生命。通常,當物理學家們試圖 把量子理論運用到一維宇宙時,我們發現粒子之間相互穿過對方而不發生相互 作用。所以只有一個維度的宇宙可能無法支持生命,因為粒子無法「粘」到一起 來形成越來越複雜的物體。
在二維空間中,我們也會有問題,因為生命形式可能會解體。想像一種生活 在桌面上的二維的扁平族類,讓我們稱他們為「平國人」。想像他們會如何吃東 西。從嘴到屁股的那條通道會把平國人一分為二,他就解體了。所以很難想像, 平國人怎能作為複雜的生命體存在,而不解體或分為一塊一塊的。
還有一項生物學上的論點,說明智慧生命不可能存在於三個維度以下。我 們的大腦是由大量互相重疊的神經元構成的,由一張寬廣的電力網路連接在一 起。如果宇宙是一維的或二維的,那就很難建立複雜的神經網路,尤其如果要把 它們一個短接在另一個之上的時候。維度太低的話,大量的複雜邏輯線路和神 經元就受到了極大的局限,無法放在很小範圍內。例如,我們自己的大腦有大約
1000億個神經元,差不多與銀河系中恆星的數量一樣多,每個神經元都與 10 000個其他的神經元相連接。這種複雜程度在更少的維度中是難以再現的。
在四個空間維度中,則又會出現另一個問題:行星圍繞太陽的軌道就不穩定 了。牛頓的平方反比定律被一種立方反比定律所取代。1917年,保羅·埃倫費 斯特(Paul Ehmnfest),他是愛因斯坦的親密同事,對在其他維度中物理學會是什 么樣子進行了猜測。他對所謂波瓦松-拉普拉斯方程(Poisson-Laplace)(支配行 星體運動以及原子中的電荷)進行了分析,發現在有四個以上的空間維度時,軌 道就不再穩定。由於原子中的電子以及行星不時會受到碰撞,這意味著原子和 太陽系可能無法在更高維度中存在。換句話說,三個維度別有意義。
對於里斯來說,人擇原理是多重宇宙最有力的論點之一。正像地球有金鳳 花區域這一事實暗示還存在太陽系以外的行星一樣,宇宙有金鳳花區域也暗示 還存在著平行宇宙。里斯評論道如果你有大量的衣服,那麼你能從中找出一 套合身的來就沒什麼可奇怪的。如果有許多宇宙,每個宇宙受到一套不同數字 的支配,那麼其中就會有一套數字特別適合於生命。而我們就在那樣一個宇宙 中。」換句話說,我們的宇宙之所以是這個樣子,是多重宇宙中許多宇宙的平均 定律使然,而不是由一個宏大設計使然。
溫伯格(Weinberg)似乎在這一點上同意他的看法。事實上,溫伯格覺得多 重宇宙這個想法從學術上來講是討人喜歡的。他從來不喜歡那種認為時間是在 大爆炸之時突然冒出來的,在那之前不存在時間的想法。根據多重宇宙說,有無 窮的宇宙不斷地被創造出來。
里斯偏愛多重宇宙說還有另外一個離奇的原因。他發現,宇宙中含有一點 點「醜陋」。例如,地球的軌道稍微有點橢圓。如果它是正圓的,那麼有人就會 像神學家所做過的那樣,證明這是神性干預的一個副產品。但它不是,說明在狹 窄的金鳳花頻帶中存在一定的隨機性。同樣,宇宙常數也並非正好為零,而是一 個很小的數,這說明我們的宇宙「絕非為我們的存在而專門設置的」。所有這一 切,都與我們這個宇宙是意外隨機產生的說法相吻合。
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