宇宙的精细调节与设计推论

数据

物理学家已经辨识出数十项基本常数与初始条件，它们必须落在极其狭窄的范围之内，一个容许生命存在的宇宙才可能出现。以下是讨论得最多的四项：

• 1
  宇宙学常数（Λ）。它驱动着宇宙加速膨胀。若它为正且大得多，膨胀就会在星系得以形成之前把物质撕裂开来；若它显著为负，宇宙就会重新塌缩。观测值大约只相当于量子场论朴素预测的那个尺度的 10¹²⁰ 分之一。
• 2
  宇宙的初始熵。这与任何常数都是两回事：它问的是宇宙的初始状态，而不是定律中的某个参数。罗杰·彭罗斯论证说，宇宙要以如此有序的状态开端，其初始条件必须被挑选到大约 10¹⁰¹²³ 分之一的精度，这个数字大到即便你在可观测宇宙的每一个粒子上写下一个数字，也依然写不完它。
• 3
  强核力。它的强度决定了最简单的原子核究竟能不能结合在一起。若强上百分之几，双质子（两个质子，不带中子）就会成为束缚态，氢会过于轻易地发生聚变，而支撑长寿恒星的那种缓慢、稳定的氢燃烧就不会出现。若弱上差不多的幅度，氘就会变得不再束缚，质子-质子链最开头的那一步随之断裂，恒星便无法聚变氢，更重的元素也永远不会被造出来。
• 4
  霍伊尔共振。碳是通过三阿尔法过程在恒星内部产生的，而这个过程依赖于碳-12 中一个特定的能级。弗雷德·霍伊尔在这个能级被测量出来之前就预言了它。霍伊尔不是有神论者，而且他始终没有成为有神论者：他倾向于一种非有神论的宇宙智慧，后来又倾向于胚种论。正因如此，他的反应才值得引述，而不该被轻易打发。他说那种精确程度看上去像是“一桩事先安排好的勾当”，仿佛“某个超级智慧摆弄过物理学”。

在往下走之前，先说明一个重要的保留，因为它关系到这些数字究竟能承载多大的分量。上面每一个数字回答的都是这样一个问题：“如果我只挪动这一个量，而让其他一切保持不动，会发生什么？”这与追问整个参数空间中有多大比例容许生命存在，并不是同一件事。若同时改变若干个常数，容许生命的区域可能会显得更大，或者形状怪异，而不是一道单薄的刀锋。卢克·巴恩斯，也就是核对过下面那段视频中各项例证的那位宇宙学家，正是就这一点写过文章。这一主张诚实的版本是：在我们目前懂得如何描述的那个空间里，容许生命的宇宙似乎只占极小的一部分，这依然令人震撼，但它比“一个表盘上的一个刻度”要弱。

形式论证

这个论证有两种提法，而它们并不是同一个论证。两种都值得了解，因为通俗的版本所主张的比谨慎的版本要多。

比较式的版本。哲学家罗宾·柯林斯运用似然原则来表述精细调节：如果证据 E 在假设 H1 之下比在假设 H2 之下更为可能，那么 E 就支持 H1 胜过 H2。柯林斯论证说，一个容许生命存在的宇宙，在设计之下远比在机遇之下更为可能，所以证据偏向设计。请留意这一步给出了什么，又没有给出什么。它主张的是证据指向哪一边，而不是证明了你最终该落在哪里：要得出一个结论，你还需要这些假设本身的先验概率。一个人若一开始就确信设计极不可能，他完全可以接受整个似然主张，而仍然不被说服。这不是论证的缺陷，这就是比较式论证本来的样子。

三难式的版本。通俗的形式是一个选言三段论：把选项列出来，再把除一个以外的全部排除掉。

• 前提一
  宇宙的精细调节，要么出于物理必然性，要么出于机遇，要么出于设计。
• 前提二
  它不是出于物理必然性（没有任何已知定律要求这些数值）。
• 前提三
  它不是出于机遇（概率看来极其不利）。
• ∴
  所以，对精细调节最好的解释是设计。

这个形式读起来更干净，却更难守住，因为选言三段论要求它的前提为真，而不只是被证据所偏向。其中有两个前提是可以争辩的，诚实的读法必须把这一点说出来。

前提二是一个从我们尚不知道的东西出发的论证。“没有任何已知定律要求这些数值”，说的是物理学目前的状况，而不是物理学本身。未来的某个理论可能会把其中一些常数推导出来，而不是把它们当作自由输入；而且有些物理学家正预期会是这样。这个前提很可能是对的。但它并没有被确立。

前提三需要一种衡量不可能性的办法，而这件事确实还没有定论。说某个数值不可能，前提是要在那些可能的取值上有一个概率分布。当可能的范围没有边界时，并不存在唯一显然的赋值方式，不同的合理选择可以给出极为不同的答案，甚至给不出答案。这被称为测度问题，它是精细调节文献中最严重的未决难题。它并不表明这个论证是错的。但它确实意味着，那些自信的数字应当附上一条脚注，而不是被当作漂亮的收尾。

正如牛津大学的数学家与哲学家约翰·蓝尼诺所论证的：宇宙的可理解性，也就是它能够被优雅的数学定律所描述这一事实，本身就需要解释。科学能够描述宇宙如何运作，却无法解释它为什么竟然是可以被理解的。蓝尼诺主张，自然界在理性上的可理解性，恰恰是我们在其背后有一位理性心智的情况下所应当预期的。

多重宇宙的质疑

对精细调节最常见的怀疑论回应是多重宇宙假说：也许存在着数量极其庞大的宇宙，各自的常数取值互不相同，而我们必然会发现自己身处一个容许生命的宇宙之中。

这个回应存在几个问题：

• 1
  没有直接的经验证据。目前没有任何观测或实验证实存在其他宇宙。有些多重宇宙模型确实是从暴胀宇宙学与弦理论中自然推出来的，而不是为了回应这个论证才被发明出来，这一点对它们有利，但它们仍然未被证实。
• 2
  它只是把问题往后推。任何能够生成多重宇宙的机制，其自身都需要特定的定律、初始条件与参数，才有可能产生出宇宙来。
• 3
  简约性。为了避开一位施行设计的智慧，却诉诸数量极其庞大的不可观测宇宙，这至少不是更简单的那个选项。
• 4
  玻尔兹曼大脑问题。在某些永恒暴胀模型中，由随机涨落拼凑而成、带着虚假记忆的观察者，数量会远远超过以寻常方式出现的观察者。这使得那些特定的模型看上去是自我拆台的：如果它们为真，你自己的经验几乎必定是一次涨落，连你对宇宙学作推理这件经验也包括在内，于是你就没有稳固的立足之地去肯定这个模型。请仔细留意这个质疑的形状。它是针对特定模型的难题，而不是对每一种多重宇宙的反驳；而人们有时听到的那种更简短的说法，也就是“我们本该预期自己是玻尔兹曼大脑，但我们并不是”，其实是在窃取论题，因为一个玻尔兹曼大脑恰恰会有“自己并不是玻尔兹曼大脑”的那种感觉。

另外三个值得知道的质疑

多重宇宙是得到最多关注的那个回应，但它并不是最有力的一个；而一个论证，如果你只在它最有利的光线下认识它，你其实并不真正认识它。

• 1
  观察者选择效应。我们根本不可能发现自己身处一个不容许观察者存在的宇宙。所以，无论是什么在解释这些数值，我们观测到容许生命的取值这件事都是必然的；有些哲学家因此主张，它不可能成为任何东西的证据。通常的回应会区分两个问题：为什么我们观测到这些数值（选择效应能回答这个），以及为什么竟有宇宙具备这些数值（选择效应回答不了这个）。但这个质疑是严肃的，而真正的争论就发生在这个区分上。
• 2
  单一样本问题。我们能够拿来看的宇宙恰好只有一个。通常情况下，说某个结果不可能，意思是把它与我们多少有些把握的一系列结果作比较。而当样本只有一个，又无从接触那个范围时，追问这个概率主张究竟是关于什么的，是合理的。
• 3
  这些常数也许并不自由。这个论证假定这些数值本来可以是别的样子。如果某个更深层的理论最终必然地把其中一些固定下来，那么对那些常数来说，就没有什么需要用机遇或设计去解释的了，它们根本不可能有别的取值。这就是前提二背后那个现实的可能性，也正是为什么前提二是最该留意的那个前提。

这些质疑没有一个能化解精细调节的数据。它们所做的，是划出那条诚实的标准线：这个论证是真实的，它经得起与批评者的交锋，而它并不给出一个证明。一门进阶的处理，应当让你能够把每一个质疑陈述得跟提出这个质疑的批评者一样到位。