简介
人类的存在纯属侥幸。 我们的生活之所以是现在这个样子，是由一系列不可思议的巧合造成的，这个世界只是众多可能性中的一种。在其 他世界中，可能是另一番景象：恐龙仍主宰一切，时光可以倒流，每个人都是素食主义者…… 所以，我们不禁会思考这样的问题：如果我们的世界遵循另一套物理定律会怎样？如果我们生活在平行宇宙中呢？如果机器人比人类还聪 明呢？如果人类灭绝了呢？ 科学家对这类问题进行了深入的思考和讨论，在本书中，他们给出了自己的答案。
作者介绍
《新科学家》创立于1956年，是一家影响遍及全球、在科普和科技领域具有较高声望的科学期刊。它致力于探寻和发现科技方面的zui新成果，并基于时代背景，解释它们对于未来的意义。《新科学家》的读者目前已超过400万，其中普通杂 志读者已超过100万。 译者：邱涛涛，理论物理博士，2009年毕业于中国科学院高能物理研究所，现为华中师范大学副教 授，博士生导师，研究方向为宇宙学，在相关领域发表SCI论 文40余篇，并获国家自然科学基金三项。2014年入选湖北省“楚天学者人才计划”。主要教 授电磁学、引力论与宇宙学、物理学纪事本末、广义相对论等课程。
部分摘录：
我们能否重新定义物理学法则？ 宇宙为了适合生命存活似乎经过了精细的调节。这是天地设计者或“终极真理”存在的证据吗？迈克尔·布鲁克斯 （Michael Brooks）探讨了我们应如何改变物理学法则，同时使我们的宇宙仍然适合生存。
假设你去一个乡村大别墅里参观。漫步四周，你发现有一间屋子里放着你心目中理想的阅读椅。然后，你发现椅子旁边的书架上都是你最爱看的书，桌子上放着你最爱喝的威士忌酒。这是一种巧合吗？还是有人知道你要来，然后按照你的喜好布置了房屋？
科学家（尤其是宇宙学家）所问的就是类似的问题。有人指出，宇宙中的某些自然性质特别适宜促进生命体的出现，甚至推动智慧生物的演化。这是一种巧合吗？这是否证明了宇宙的构造就是为了人类的最终出现？还是只是说人类这种生命体更可能出现在这样一种宇宙环境中？
这类问题最早是由宇宙学家布兰登·卡特（Brandon Carter）于1973年提出的。卡特提出了两种“人择原理”。弱人择原理是指我们居住的任何宇宙的性质及其所遵循的法则和包含的内容，或许都受到“有我们存在”这一事实的限制。换句话说，因为我们在这里，宇宙才不得不成为它现在这个样子的。强人择原理则更具争议性，它认为宇宙必须适应生命体发展的需要，并援引了“目的性设计”的思想。
从那以后，科学家们对人择原理产生了兴趣，部分原因是我们在物理学法则和物理学常数方面有了一些有趣的发现。以物理学常数Ω（奥米伽）为例，这是宇宙的能量密度与临界能量密度的比值。临界能量密度指的是让宇宙从诞生开始膨胀得足够慢以至于引力可以把恒星和行星拉在一起，但又足够快而不至于形成大挤压、杜绝一切生命形成的可能性的能量密度。宇宙真实的能量密度离临界能量密度有多近呢？非常近。在宇宙诞生的初始，偏差只有10的15次方分之一。
还有什么看起来像是被精细调节过的呢？比如氢燃烧成氦的效率，这与原子核中粒子之间吸引力的强度有关。这个数值大概是0.007。如果把这个数提高到0.008，在大爆炸中产生的氢就会在几乎一瞬间转变为氦；而如果降低到0.006，氦可能永远不会产生，也不会点燃恒星，给生命赋予能量。
另外，电磁力和引力相差得很远，这一点似乎也是为了生命存在而精细调节过的。它塑造了原子的特性，而一个轻微的改变都会阻止行星在恒星周围产生，或阻止超新星产生生命所需的碳原子。哪怕中子质量减少百分之一，原子便无法形成。
如此多的巧合使得天文学家弗雷德·霍伊尔（Fred Hoyle）一度提议说整个宇宙像一个“被构建的作品”。这些巧合当然可以用来证明宇宙是由一个“设计者”有意地构建出来以利于产生生命的。但有没有可能，如果没有这样的设计者，宇宙依然可以产生生命呢？
我们正在搜集能给出肯定答案的迹象。例如，密歇根大学安阿伯分校的弗雷德·亚当斯（Fred Adams）于2016年表示，霍伊尔注意到的这些巧合性的事件，如与超新星中碳的产生相关的事件，可以以其他方式发生。对强相互作用力（将原子核中的核子束缚在一起的力）做稍许修正，就能创造出形成碳和其他重元素的条件。这种修正也可能产生其他效应，但这从原理上证明了，你可以改变物理学法则而不妨碍生命的出现。
亚当斯还表示，哪怕引力常数、核反应速率及宇宙学常数（后者决定了宇宙膨胀的速率）只有如今的1/4，仍然可以使恒星形成并燃烧。而在2006年，美国物理学家罗尼·哈尔尼克（Roni Harnik）、格雷厄姆·克里布斯（Graham Kribs）和吉拉德·佩雷斯（Gilad Perez）提出，哪怕一个宇宙完全没有四大基本作用力之一——弱相互作用力，也可以产生生命。
在没有弱相互作用力的宇宙中，恒星仍然可以燃烧几十亿年，而化学和核物理学“本质上没有变化”。有趣的是，他们也发现，改变宇宙学常数确实会影响宇宙产生诸如恒星这样的大型天体的能力。即便如此，加拿大艾伯塔大学的宇宙学家唐·佩奇（Don Page）还是认为，降低宇宙学常数值可能会为生命出现创造更好的条件。
还有另外一种修正的理论：物理学法则也可能随时间变化。根据天文观测，有人指出决定光与物质相互作用方式的精细结构常数在过去可能会有所不同。根据一些理论家的说法，引力的传播速度和光速之比自大爆炸以来也发生了变化。而这可能会为“视界问题”，即关于热量在宇宙早期如何辐射的问题，提供解释。甚至还有人提出，在宇宙的不同地方，物理学法则也会不一样。
对强人择思想最有威胁的想法是，我们的宇宙并不唯一。很多物理学家倾向于相信，促使我们这个宇宙产生的条件也可以使新的宇宙萌芽。这些宇宙中的物理学法则彼此之间都可能存在微小的差别。
这个多重宇宙的想法解决了弦论研究者们所面临的一个主要问题。弦论的方程给出了多重解：无穷多个宇宙，每个宇宙都有不同的物理量。这一开始被认为是弦论的失败，直到斯坦福大学的伦纳德·萨斯坎德（Leonard Susskind）等人开始提倡正面看待这个解的多重性。为什么不能有多重宇宙，每个宇宙都有自己的法则呢？多样化有什么问题呢？萨斯坎德这样问。
最近，大量的物理学家开始聚焦这一观点，即我们居住在众多可能宇宙中的一个，每个宇宙都可能有自己独有的物理学性质。当然，我们只能观测到自己居住的适合生存的这个宇宙。换句话说，人择的想法起源于观测者的选择效应。
这些都好说，但问题是，有没有证据证明多重宇宙确实存在呢？2007年，位于加拿大多伦多的约克大学的宇宙学家们认为，相互撞击的宇宙也许会在对方身上留下印记。这些痕迹可能会以炽热、明亮的光子环的形式存在。在2015年，欧洲空间局普朗克空间望远镜美国数据中心的兰加–拉姆·沙里（Ranga-Ram Chary）在天图上观察到了一组尚未被解释的亮斑。
这并不是结论性的证据，英国达勒姆大学的汤姆·尚克斯（Tom Shanks）也同样未找到结论性的证据。2017年4月，尚克斯和他的团队发表了一篇研究宇宙微波背景反常的文章。宇宙微波背景是一种辐射“海”，形成于大爆炸之后不久，携带着关于早期宇宙状态的大量线索。
宇宙微波背景中的一个“冷斑”引起了尚克斯的兴趣。这个冷斑的温度大概比周围的区域低0.00015摄氏度。听起来不算多，但已经足以驱使人们去寻找对它的解释。最显而易见的解释是这个区域是一个大“空洞”，包含的星系相对稀少。然而，尚克斯及其同事的研究已经排除了这种可能性。他们认为，这说不定是我们的宇宙与另一个宇宙“泡泡”撞击的产物。
所以这些研究将把我们引向何方？如果你相信强人择原理（本质含义是宇宙由神创立，以完美地适应人类的演化），那么你无须改变你的观点。我们这个宇宙的状态确实和目的性设计的假设相吻合，虽然你不得不承认设计者也可以有其他的设计方式。就像造一辆汽车的方法不止一种一样，造一个对生命友好的宇宙的方法也不止一种。如果你更倾向于弱人择原理，你也能自圆其说：宇宙当然会适合所在其中的观测者生活，而另一个宇宙也会适合另一种不同的生命体。
但如果你非要确切地知道万物为什么是它目前这个样子的话，你可能要失望了。也许答案藏在多重宇宙的其他分支中吧。
