為什么會有宇宙?

宇宙:現(xiàn)代科學(xué)家確信，宇宙是由大約150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的。(大爆炸理論)

在爆炸發(fā)生之前，宇宙內(nèi)的所存物質(zhì)和能量都聚集到了一起，并濃縮成很小的體積，溫度極高，密度極大，之后發(fā)生了大爆炸。 大爆炸使物質(zhì)四散出擊，宇宙空間不斷膨脹，溫度也相應(yīng)下降，后來相繼出現(xiàn)在宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命，都是在這種不斷膨脹冷卻的過程中逐漸形成的。

然而，大爆炸而產(chǎn)生宇宙的理論尚不能確切地解釋，“在所存物質(zhì)和能量聚集在一點上”之前到底存在著什么東西？

“大爆炸理論”是伽莫夫于1946年創(chuàng)建的。它是現(xiàn)代宇宙系中最有影響的一種學(xué)說，又稱大爆炸宇宙學(xué)。與其他宇宙模型相比，它能說明較多的觀測事實。它的主要觀點是認(rèn)為我們的宇宙曾有一段從熱到冷的演化史。在這個時期里，宇宙體系并不是靜止的，而是在不斷地膨脹，使物質(zhì)密度從密到稀地演化。這一從熱到冷、從密到稀的過程如同一次規(guī)模巨大的爆發(fā)。

根據(jù)大爆炸宇宙學(xué)的觀點，大爆炸的整個過程是：在宇宙的早期，溫度極高，在100億度以上。物質(zhì)密度也相當(dāng)大，整個宇宙體系達到平衡。宇宙間只有中子、質(zhì)子、電子、光子和中微子等一些基本粒子形態(tài)的物質(zhì)。但是因為整個體系在不斷膨脹，結(jié)果溫度很快下降。當(dāng)溫度降到10億度左右時，中子開始失去自由存在的條件，它要么發(fā)生衰變，要么與質(zhì)子結(jié)合成重氫、氦等元素；化學(xué)元素就是從這一時期開始形成的。溫度進一步下降到100萬度后，早期形成化學(xué)元素的過程結(jié)束。

宇宙間的物質(zhì)主要是質(zhì)子、電子、光子和一些比較輕的原子核。當(dāng)溫度降到幾千度時，輻射減退，宇宙間主要是氣態(tài)物質(zhì)，氣體逐漸凝聚成氣云，再進一步形成各種各樣的恒星體系，成為我們今天看到的宇宙。

為什么有宇宙

擇宇宙學(xué)原理（簡稱人擇原理）由鮑羅和泰伯拉提出。這條原理很復(fù)雜，但簡而言之，即謂正是人類的存在，才能解釋我們這個宇宙的種種特性，包括各個基本自然常數(shù)。因為宇宙若不是這個樣子，就不會有我們這樣的智慧生命來談?wù)撍?

而人擇原理其中又分為弱的人擇原理和強的人擇原理。弱人擇原理認(rèn)為我們生存在眾多個宇宙演化模型中一個，假如我們不是身處現(xiàn)在這模型，即宇宙會以不同方式演化，我們也不會在這里。而強人擇原理就更肯定宇宙一定會生出有智慧生物，不允許宇宙以其他不能夠令我們生存之選擇出現(xiàn)。當(dāng)我們出現(xiàn)后，文化將會以一種有智慧的形式存在下去并傳遍宇宙，并終會達到極點和其他宇宙進行交流。多數(shù)物理學(xué)家都不大喜歡強人擇原理。人們通常把人擇原理分為三種，弱人擇原理、強人擇原理和終極人擇原理。這次我們主要來談?wù)勄皟煞N。人們通常使用英國天文學(xué)家John Barrow等人提出的敘述：

弱人擇原理：物理學(xué)和宇宙學(xué)的所有量的觀測值，不是同等可能的；它們偏愛那些應(yīng)該存在使碳基生命得以進化的地域以及宇宙應(yīng)該足夠年老以便做到這點等等條件所限定的數(shù)值。

強人擇原理：宇宙必須具備允許生命在其某個歷史階段得以在其中發(fā)展的那些性質(zhì)。

這個原理采取的觀點同完美宇宙學(xué)原理正好相反，宣稱人類是在一個特定時期觀察著宇宙的，盡管目前的宇宙從空間任何點看去顯得一樣。假設(shè)這個特定時期是因為需要產(chǎn)生那些有利于生命演化的特殊條件，比方說，假如宇宙比現(xiàn)在熾熱得多或稠密得多，星系就不能形成；假如引力的強度和我們的觀測值大不相同，行星系統(tǒng)就不能形成，或不適合于我們所知的生命形式存在?，F(xiàn)已查明，地球的年齡和天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最老恒星或星系的年齡相仿（頂多差4倍），這畢竟是一個驚人的符合。人擇宇宙學(xué)原理用“許可”來解釋這種相似性。宇宙本來可以比它實際的情形不規(guī)則和無序得多。人擇宇宙學(xué)原理斷言，若是那樣的話，各種條件就不能容許生命存在了。因此，作為觀察者，我們是生活在一個非常特殊的宇宙中，并且這個宇宙必須是均勻各向同性的。“人擇”是一個非?；镜恼摀?jù)，因為它試圖對哥白尼宇宙學(xué)原理作出解釋，而后者幾乎是所有有生命力的宇宙論的核心。

人擇原理可以釋義作：“我們看到的宇宙之所以這個樣子，乃是因為我們的存在。”

人擇原理有弱的和強的意義下的兩種版本。弱人擇原理是講，在一個大的或具有無限空間和／或時間的宇宙里，只有在空間一時間有限的一定區(qū)域里，才存在智慧生命發(fā)展的必要條件。在這些區(qū)域中，如果智慧生物觀察到他們在宇宙的位置滿足那些為他們生存所需的條件，他們不應(yīng)感到驚訝。這有點像生活在富裕街坊的富人看不到任何貧窮。

應(yīng)用弱人則原理的一個例子是“解釋”為何大爆炸發(fā)生于大約100億年之前——智慧生物需要那么長時間演化。一個早期的恒星必須首先形成，這些恒星將一些原先的氫和氦轉(zhuǎn)化成像碳和氧這樣的元素，由這些元素構(gòu)成我們。然后恒星作為超新星而爆發(fā)，其裂片形成其他恒星和行星，其中包括太陽系，太陽系的年齡大約是50億年，地球存在的頭10到20億年，對于任何復(fù)雜東西的發(fā)展都太熱了。余下的30億年才用于生物進化的漫長過程，這個過程導(dǎo)致從最簡單的機體到能夠測量回溯到大爆炸那一瞬間的生物的形成。

很少人會對弱人擇原理的有效性提出異議。然而，有的人走得更遠并提出強人擇原理。按照這個理論，存在許多不同的宇宙或者一個單獨宇宙的許多不同的區(qū)域，每一個都有自己初始的結(jié)構(gòu)，或許還有自己的一套科學(xué)定律。在這些大部分宇宙中，不具備復(fù)雜組織發(fā)展的條件；只有很少像我們的宇宙，在那里智慧生命得以發(fā)展并質(zhì)疑：“為何宇宙是我們看到的這種樣子？”這回答很簡單：如果它不是這個樣子，我們就不會在這兒！

對于強人擇原理就略有不同，人們可以提出一系列理由，來反對用強人擇原理解釋所觀察到的宇宙狀態(tài)。首先，在何種意義上可以說，所有這些不同的宇宙存在？如果它們確實互相隔開，在其他宇宙發(fā)生的事件怎么可能在我們自己的宇宙中沒有可觀測的后果？所以，我們應(yīng)該用經(jīng)濟學(xué)原理，將他們從理論中割除出去。另一方面，如果它們只是一個單獨宇宙的不同區(qū)域，則在每個區(qū)域里的科學(xué)定律必須一致，否則人們不能從一個區(qū)域連續(xù)地運動到另一區(qū)域。在這種情況下，不同區(qū)域之間僅有的不同只是他們的初始結(jié)構(gòu)，這樣，強人擇原理及歸結(jié)為弱人擇原理。

對強人擇原理的第二個異議是，它和整個科學(xué)史的潮流背道而馳。我們現(xiàn)代的圖像是從托勒密和他的支持者的地心宇宙論出發(fā)，通過哥白尼和伽利略日心說發(fā)展而來的。在此圖像中，地球是一個中等大小的行星，它繞著一個尋常的螺旋星系外圈的普通恒星做公轉(zhuǎn)，而這星系本身只是在可觀察到的宇宙中萬億個星系中的一個。然而強人擇原理卻宣布，這整個龐大的構(gòu)造僅僅是為我們的緣故而存在，這是令人非常難以置信的。我們太陽系肯定是我們存在的前提，人們可以將之推廣于我們的星系，使之允許早期的恒星產(chǎn)生重元素。但是，絲毫看不出存在任何其他星系的必要，在大尺度上也不需要宇宙在每一方向上必須如此的一致。

人擇原理:“人擇原理”最早的表達是：自然定律驚人地適合生命的存在。

一般的說法是：自然律應(yīng)該允許向自然律發(fā)問的智慧生命存在。

這種一般的說法有些難以理解，通俗地說就是：

自然定律應(yīng)該符合人類的基本邏輯思維方法。

至于強和弱應(yīng)該是沒有定義的，只是對“符合人類的基本邏輯思維方法”理解的程度問題。

所謂的人擇原理試圖解釋宇宙存在的根本性問題，那就是為什么宇宙是適合智慧生命比如我們?nèi)祟惿娴模繉τ谶@個問題，人擇原理給出的答案是：如果宇宙不是現(xiàn)在這個適合智慧生命存在的話，也就不會有我們這些智慧生命來提出這個問題了。宇宙是這個樣子，是因為我們看到它是這個樣子。