如果没有人类存在,宇宙还是今天这样子吗?( 三 )


三维世界的一个结果是,其中引力和电磁力都遵从平方反比定律,例如,你离地心的距离加倍,你的重量将减到四分之一 。 而一个四维世界的力则遵循立方反比定律,在那样的世界里,如果你离地心距离加倍,你的重量会减到只有八分之一 。
正像牛顿认识到的那样,行星的轨道是通过引力与其运动的向心力之间的平衡来维持的 。 根据引力平方反比定律,当一颗行星发生轻微变化时,对其轨道仅有微小的扰动 。 从这个意义上来讲,我们太阳系中行星的轨道都是稳定的 。 但是,如果引力遵从的是立方(甚至更大的)反比定律,那么,这种平衡就会丧失 。 结果,行星轨道运动的速度如果变慢(哪怕变化幅度很小),行星就会以更快的速度跌入太阳,因为立方反比的力在靠近太阳的过程中增强得过于迅猛 。 相反,行星轨道运动的速度如果稍微加快,那行星就会很快向外飞旋,落入黑暗之中 。
因此,空间维数多于三确实存在问题 。 那么我们能够在一个少于三维的世界里生活吗?这里最好的论证非常简单:“扁平国度”(或者任何二维的面)都会对复杂结构存在一种内在的限制 。 在这里,不可能存在任何一个线路不互相交叉的复杂网络,也没有一个体内有管道(例如消化道)穿过而没有被一分为二的生物 。 在一个一维的“线性国度”里,条件会更加严酷 。
当然,时间是我们感受到的第四维 。 在我们的宇宙中,“时间的箭头”总是从过去指向未来 。 如果将一部关于日常时间的影片倒过来放映,那就会显得非常怪异,事件的原因和结果将被颠倒:打碎了的杯子会复原,死了的人会复活??
但人类的存在正是取决于这种不可逆转的效应 。 否则,粒子永无休止地在原始火球中循环碰撞,宇宙永远不会膨胀,也不会变冷 。 那样,就根本不会有恒星的生成,更不会有任何复杂的化学过程,生命也就不可能出现 。
为什么会有这一切?
早在上世纪50 年代,就有科学家指出:“宇宙的大小不是随意的,而是由生物因素制约的 。 ”这就是“人择原理”的最初来源 。 但这个论点似乎过于荒谬,并没有引起太多的关注 。
宇宙学家对人择原理的兴趣,一直要等到1974 年,英国学者布兰登·卡特提出需要区分“弱人择原理”和“强人择原理”之后,才真正高涨起来 。
弱人择原理认为,在某种意义上,宇宙对其如何从大爆炸中浮现出来做了“选择” 。 它在大爆炸伊始,就选择了适当的引力强度、膨胀速率、核力大小、暗物质密度,等等,等等 。 正是因为有了这样的选择,恒星才有足够长的时间产生我们身体里的重元素,原子在生命有机会孕育之前不至衰变得太快,我们今天才能作为观察者在这儿诘问“宇宙为何是这样子?”
换言之,我们存在于宇宙中并问有关宇宙的这些问题,这个事实意味着,宇宙的很多数值已经被施加了大量的严格限制条件,使宇宙只能是今天这个样子 。
强人择原理则更进一步认为,宇宙对如何从大爆炸中浮现出来根本就是无法选择的,在某种意义上是为人类“定做的” 。 这就是说,宇宙必须具备这样的性质——允许生命在其某个历史阶段中成长,除此之外,它别无选择 。 因此,当我们观察宇宙,确认众多物理事件和天文事件早已在共同发挥对我们有益的作用时,它在某种意义上几乎像是已经知道我们将要来到这个宇宙 。

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