本文发表在《大众科学》的前博客网络中，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
与生物学或地质学不同，物理学直到现在才被认为是一门历史科学。物理学家一直以能够从第一原理推导出宇宙中绝大多数现象而自豪。事实上，生物学和化学是不同的。偶然性和不确定性在化学和生物现象的演化中起着重要作用，因此在一定程度上，这些学科的科学家已经意识到，问及起源和第一原理的问题毫无意义。
生物学中最重要的“基本定律”是自然选择的进化。但是，尽管该定律在宏观尺度上是基本的，但其在微观层面的细节并不能真正用起源来解释。例如，细菌鞭毛是意外和时间的产物，这是一个参与运动、摄食和飞行的关键结构，是由基因共享、重组以及某些物种在数十亿年中的选择性生存造成的。虽然人们可以推测，但不可能确切地知道导致这种奇妙的分子马达进化的所有细节。因此，生物学家已经接受历史和意外作为其基本定律的组成部分。
直到现在，物理学还是不同的。宇宙中几乎所有事物都可以用诸如爱因斯坦的引力理论（广义相对论）或量子力学定律等基本定律来解释。如果你想解释星系的形状和结构，你可以从受引力定律支配的各种粒子的精确运动中找到解释。如果你想解释为什么水是 H20 而不是 H30，你可以从量子力学的原理中寻找解释，而量子力学又决定了化学键的定律。
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但是，在这种非常成功的解释水平之外，似乎存在着僵局。当你试图解释自然界最深刻的事实之一时，问题就出现了，那就是自然界的基本常数被微调到了极致，如果这些常数的值稍有不同，我们所知的宇宙将不复存在。例如，如果将原子核结合在一起的强力的强度甚至小或大几个百分点，就无法想象生命的存在。科学家们数十年来一直在努力解释为什么其他数字，如普朗克常数或电子质量的值是现在这样的。现在看来，他们似乎放弃了这样做的努力，或者至少放弃了像他们一直以来那样做的方式。
我最近读的两本书让我明白了这一点。一本是马克斯·泰格马克（Max Tegmark）的《我们的数学宇宙》。在这本书中，泰格马克带我们进行了一段令人眼花缭乱的现代物理学之旅，最终到达了多个宇宙的奇幻领域。这并不是第一本这样做的书。人们已经援引多个宇宙来解释物理学中的许多问题，但它们最常见的用途是尝试解释（或解释掉，正如一些人似乎正确地认为的那样）基本常数的问题。所谓的“解决方案”听起来很简单；如果我们假设存在无数个宇宙，每个宇宙的常数都有不同的值，我们就可以停止疑惑为什么基本常数具有如此精确的值。我们的宇宙恰好具有正确的组合，可以使有知觉的生命出现，并首先提出这样的问题。
暂且不谈多个宇宙仍然属于推测和科幻小说，而不是科学，真正令我震惊的是，它们最终将物理学带入了生物学的领域。物理学家本质上是在说，过去存在多个宇宙，现在可能也存在多个宇宙，而我们独特的宇宙及其基本常数的特定组合是一种偶然。多重宇宙论证与建立自然选择进化为生物学核心的论证非常相似：存在许多具有多种基因型和表型特征的物种，而我们人类自身就是偶然性和历史意外的结果。这与其说是一种解释，不如说是一种不完全知识的承认，但生物学家对此表示满意，因为它不会使任何自然法则无效，并且仍然是令人满意的总体理论的一部分。
看起来，随着多个宇宙的假设，物理学家也从基本解释定律的土地踏入了历史意外和偶然性的土地。这是迄今为止物理学运作方式的根本转变，是对物理学家自然观的相当痛苦的打击。人们也可能会说，生物学正在最后嘲笑。在十六世纪和十七世纪，当生物学仍在进行凌乱的数据编目工作并试图理解这种混乱时，物理学却在不断前进，发现了自然界中精确的规律和普遍性。此后，包括生物学和经济学在内的几个科学领域都遭受了“物理学嫉妒”。但现在具有讽刺意味的是，物理学从第一原理预测一切的成功可能已经成为其自身成功的受害者。可能的情况是，物理学家的惊人发现本身已经揭示了他们自身的局限性。在物理学家和作家艾伦·莱特曼（Alan Lightman）的最新著作《偶然的宇宙》中，他这样说道
“宇宙学发现和思想的重大发展导致世界上一流的物理学家提出，我们的宇宙只是众多宇宙中的一个，这些宇宙具有千差万别的特性，而我们特定宇宙的一些最基本特征只是偶然事件——宇宙骰子的随机掷骰。在这种情况下，就没有希望用基本原因和原理来解释这些特征。”
莱特曼还引用了物理学泰斗史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）的话，他认识到他的学科历史上的这个分水岭
“我们现在发现自己正处于理解自然定律的历史性岔路口。如果多重宇宙的想法是正确的，那么基本物理学的风格将发生根本性的改变。”
尽管温伯格没有说这一点，但多重宇宙令人沮丧的地方在于，它的存在可能永远停留在假设阶段，而永远无法得到证实。这是一个更加糟糕的局面，因为科学家最讨厌的事情莫过于一个问题没有答案，而不是一个令人不快的答案。说许多物理学家——尤其是像温伯格这样在 60 年代和 70 年代参与了物理学惊人革命的人——对此感到沮丧，这并不算不准确。物理学向历史科学的蜕变意味着，困扰该领域最杰出从业者的许多事实可能都是偶然的产物，并且根本无法用更基本的定律来解释。我必须强调，这并不是我在这里想象的某种“物理学终结”的场景（不像我的《大众科学》同事约翰·霍根）；仍然有许多非常具有挑战性的问题涉及基本定律的应用，这些问题将使物理学家们忙碌数十年。其中最重要的是涌现现象的难题，而涌现现象本身在神经科学和经济学等领域非常基本。我也不是暗示物理学家应该简单地放弃寻找基本定律。但是他们寻找这些定律的方法论可能必须改变。就宇宙中某些构建模块似乎存在于非常狭窄的约束中的深层问题而言，物理学家可能不得不简单地接受一个事实，即对于该事实没有真正的因果解释。
物理学家因为他们似乎在寻找基本定律的道路上触底而感到沮丧是合理的吗？我不这么认为。自从达尔文写出他的伟大著作以来，生物学家就一直了解偶然性和意外，但这不仅没有使他们情绪不稳定，而且也没有阻止他们在本学科中取得惊人的发现。仅仅因为一个定律系统可能具有基于意外的历史起源，并不意味着仍然没有关于该系统的重要真理等待被发现。但更重要的是，也许物理学家需要拥抱偶然性，使其像其他任何事物一样成为一项基本定律。生物学家知道这一点；事实上，他们知道，没有偶然性，就不会有进化，而且他们知道，正是由于历史的偶然，他们才能研究地球呈现给他们的无比丰富的生命结构宝库。
最好的办法是让物理学家意识到，仅仅因为他们学科的终极定律可能具有根本性的偶然起源，并不意味着这些定律的表现形式就不那么重要或有用。他们应该从生物学家的剧本中摘出的最重要的一页非常简单；当一个领域的思想发展时，该领域的从业者最好也随之发展。