我们存在,而且我们是生物。由此可见,我们所居住的宇宙必须与生命的存在相容。然而,随着科学家们研究支配我们宇宙的基本原理,他们发现像我们这样的宇宙与生命相容的几率极低。我们可以模拟如果宇宙的常数——引力强度、电子质量、宇宙常数——稍有不同,宇宙会是什么样子。现在已经清楚的是,在这些常数的巨大范围内,它们必须几乎完全具有它们现在的值,生命才有可能存在。物理学家李·斯莫林计算出,生命相容的数字偶然出现的几率是1/10229。
物理学家将这一发现称为物理学为生命的“精细调整”。我们应该如何理解它?有些人认为这仅仅是我们好运的证据。但许多著名的科学家——马丁·里斯、艾伦·古思、马克斯·泰格马克——认为这是我们生活在多元宇宙中的证据:我们的宇宙只是一个巨大的、也许是无限的世界集合中的一个。他们希望这能让我们对精细调整给出一种“打字机上的猴子”式的解释。如果你有足够多的猴子在打字机上随机乱敲,那么其中一只碰巧写出一段英文就不是那么不可能了。以此类推,如果有足够多的宇宙,其物理常数有足够的差异,那么其中一个宇宙碰巧具有适合生命的数字就变得在统计学上很可能了。
这种解释在直觉上是有道理的。然而,概率数学专家指出,从精细调整推断出多元宇宙是谬误推理的一个例子。具体来说,多元宇宙理论家犯了逆赌徒谬误,这是对常规赌徒谬误的一种轻微扭曲。在常规赌徒谬误中,赌徒在赌场待了一整晚,运气一直很差。她心想:“我的下一次掷骰子肯定会是好的,因为我不可能整晚都掷得很差!” 这是一种谬误,因为对于任何一次特定的掷骰子,例如,掷出两个六点的几率是相同的:1/36。赌徒当晚掷了多少次与下一次掷骰子是否会是两个六点无关。
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在逆赌徒谬误中,一位访客走进赌场,她看到的第一件事就是有人掷出了两个六点。她想:“哇,这个人肯定玩了很长时间了,因为他们不可能仅仅掷一次就运气这么好。” 这也是谬误,原因相同。赌场访客只观察到一次掷骰子,而这一次掷骰子结果好的几率与任何其他掷骰子相同:1/36。玩家在此刻之前掷了多久与访客观察到的那一次掷骰子是两个六点的几率无关。
哲学家伊恩·哈金是第一个将逆赌徒谬误与多元宇宙论证联系起来的人,他专注于物理学家约翰·惠勒的振荡宇宙理论,该理论认为我们的宇宙是漫长时间序列中的最新一个宇宙。正如赌场访客说“哇,这个人肯定玩了很长时间了,因为他们不可能仅仅掷一次就运气这么好”一样,多元宇宙理论家也说“哇,在这之前肯定有很多其他宇宙,因为如果只有一个宇宙,正确的数字不可能出现。”
后来的其他理论家意识到,这种指责普遍适用于每一种试图从精细调整中推导出多元宇宙的尝试。考虑以下类比。你醒来时失忆了,不知道自己是怎么到这里的。在你面前是一只猴子在打字机上乱敲,写出完美的英语。这显然需要解释。你可能会想:“也许我在做梦……也许这是一只训练有素的猴子……也许这是一个机器人。” 你不会想的是“这里肯定有很多其他猴子,大部分都在写胡言乱语。” 你不会这样想,因为需要解释的是为什么这只猴子——你实际观察到的唯一一只猴子——在写英语,而假设存在其他猴子并不能解释这只猴子正在做什么。
有些人反驳说,这种反对从精细调整推断出多元宇宙的论点忽略了精细调整案例中存在的选择效应,即我们不可能观察到一个没有经过精细调整的宇宙。如果宇宙没有经过精细调整,那么生命将是不可能的,因此没有人会在这里观察任何东西。当然,这种选择效应是存在的,但这对于是否犯了谬误没有任何影响。我们可以通过在上一段的猴子和打字机类比中添加人为的选择效应来看到这一点。考虑以下故事
你醒来发现自己在一个房间里,对面坐着小丑(来自《蝙蝠侠》)和一只名叫乔伊的猴子在打字机上。小丑告诉你,在你昏迷的时候,他决定玩个小游戏。他给乔伊一个小时在打字机上乱敲,承诺如果乔伊写出一些英文就释放你,如果乔伊没有写出英文,就在你恢复意识之前杀死你。幸运的是,乔伊打出了“我爱香蕉的黄色”,因此你将被释放。
在上面的故事中,你不可能观察到乔伊打出任何非英语的东西——小丑会在你有机会之前杀死你——正如我们永远不可能观察到一个没有经过精细调整的宇宙一样。然而,推断出有很多猴子仍然是不合理的。考虑到一只普通的猴子仅仅通过随机乱敲就写出“我爱香蕉的黄色”是多么不可能,你可能会怀疑有什么诡计。然而,你不会得出的结论是,肯定有很多其他猴子在打字垃圾。同样,你需要解释的是为什么乔伊在打英语,而假设存在其他猴子并不能解释这一点。以此类推,我们需要解释的是为什么我们观察到的唯一宇宙是经过精细调整的,而假设存在其他宇宙并不能解释这一点。
但是,难道没有科学证据表明存在多元宇宙吗?一些物理学家确实认为,存在一种暂定的经验证据支持某种多元宇宙,即永恒膨胀假说所描述的多元宇宙。根据永恒膨胀理论,存在一个巨大的、指数膨胀的超空间,其中某些区域减速形成“泡泡宇宙”,我们的宇宙就是这样一个泡泡宇宙。然而,没有经验依据认为物理常数——引力强度、电子质量等——在这些不同的泡泡宇宙中是不同的。如果没有这种变化,精细调整问题会变得更糟:我们现在有大量的猴子,所有猴子都在打英语。
在这一点上,许多人引入了弦理论。弦理论提供了一种理解可能性的方法,即不同的泡泡可能具有不同的常数。根据弦理论,所谓的物理学“固定”数字是由空间的相位决定的,在所谓的“弦景观”中,存在10500种不同的空间相位。可能是随机过程确保了来自弦景观的各种可能性在不同的泡泡宇宙中得以实现。然而,同样,没有经验理由认为这种可能性是真实的。
一些科学家认真对待多元宇宙的可能性,即不同宇宙中的常数各不相同,原因是这似乎解释了精细调整。但仔细研究后,从精细调整推断出多元宇宙被证明是错误推理的例子。那么,我们应该如何理解精细调整呢?也许还有其他解释它的方法。或者,也许我们只是幸运。