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我们可能不存在,但不代表多重宇宙的存在


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我们存在于这个世界上,我们是活的生物。所以我们所存在的宇宙一定不排斥生命的存在。但是,随着科学家们不断研究宇宙的基础规律,他们发现像我们所存在的宇宙这样能够与生命相容的概率在天文学上是很低的。我们可以通过调整物理常数(比如重力强度、电子质量、宇宙常数),建立不同的宇宙模型。显而易见的是,在很大的取值范围内,这些常数必须和目前所测得的值完全相同时才有可能孕育出生命。物理学家Lee Smolin的计算结果表明出现生命的可能性只有10229分之一。
物理学家们称这一发现为生命的物理学参数“微调”。我们应该如何理解这一发现呢?有些人认为这只是我们运气好。但是许多杰出的科学家,比如Martin Rees、Alan Guth和Max Tegmark等,他们认为这是我们生活在多重宇宙中的证据,即我们的宇宙只是海量抑或是数量无限的世界集合中的一个。这让我们有希望用“猴子与打字机”的假设来解释“微调”。这一假设是说,如果有足够多的猴子在随机敲打字机,那么有一只猴子打出一点儿英语也不是没有可能。类似地,如果有足够多的宇宙,每个宇宙中的物理常数有足够的变化,那么在统计学上就有可能出现一组能够产生生命的物理常数值。
这一解释在直觉上是可行的。但是概率论专家指出,从微调到多重宇宙存在的推论是错误的。具体来说,多重宇宙理论家犯了逆赌徒谬误,与经典赌徒谬误略有不同。在经典赌徒谬误中,赌徒整夜都在赌场中,并且运气一直很差。她想:“我下一把骰子一定能赢,因为我不可能整晚都运气不好!”这是一种谬误,因为对于任何一次特定掷骰,得到两个六点的概率都是一样的,是1/36。赌徒在那晚扔了几次骰子对下一次出现两个六的概率没有影响。

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在逆赌徒谬误中,一名游客走进一家赌场然后一下子就看见有人扔了两个六。她想:“哇,那个人一定已经玩了很久,因为不太可能一上来就能有扔到两个六的好运。”因为相同的原因这也是一种谬误。走进赌场的游客只见到了一次扔骰子,这一次得到两个六的概率和其他任何一次扔骰子得到两个六的概率相同,都是1/36。玩家在此前玩了多久与游客看见玩家扔出两个六的概率之间没有关系。
哲学家Ian Hacking率先将逆赌徒谬误与多元宇宙联系起来,主要关注物理学家John Wheeler的震荡宇宙理论。震荡宇宙理论认为我们的宇宙是一长串暂时宇宙序列中最新的一个。正如赌场游客所说的“哇,那个人一定玩了很久,因为不太可能一上来就能有扔两个六的好运”,多重宇宙理论学家会说:“哇,在我们的宇宙出现之前一定有许多其他宇宙,因为如果只有一个宇宙,那么正确的物理常数值就不可能出现。
其他理论学家之后意识到每一次尝试通过“微调”得出多重宇宙的努力都会被上述谬误推翻。考虑以下类比。你醒来后失忆了,不记得自己是怎么到这个地方的。在你前面是一只正在敲打字机的猴子,写的是英语内容。很明显这需要解释。你可能会想:“也许我是在做梦,或许这是只受过训练的猴子,也许这是只机器猴。”你不太可能想到的是:“这里一定有许多只猴子,大部分都打不出英语。“你不会这么想是因为需要解释的是为什么这只猴子,那只你真真切切看到的猴子,正在用打字机写英语,而假定有其他猴子也不能解释这只猴子正在做的事情。
有些人反对这一观点,认为这一推翻从微调得出多重宇宙的观点忽略了微调情况下的选择效应,即我们不可能观察到未经微调的宇宙。如果不对宇宙进行微调,那么其中就不可能产生生命,同时也没有人能发现这个宇宙中的任何东西。选择效应当然是存在的,但这对是否犯了谬误没有影响。我们可以通过在上一段的猴子和打字机类比中添加选择效应来证明这一点。考虑如下故事:
你醒来时发现自己在一个房间里,对面坐着《蝙蝠侠》中的小丑和打字机旁一只叫Joey的猴子。小丑告诉你在你昏迷时,他决定玩个游戏。他给Joey一个小时时间去敲打字机,承诺如果Joey打出了些英语他就放了你,不然就在你恢复意识前杀死你。幸运的是,Joey打出了“I love how yellow bananas are(我喜欢黄色的香蕉)”,因此你被小丑放了。
在上面的故事中,你不可能观察到Joey打出了英语以外的任何其他内容,因为小丑会在你有机会观察到之前杀死你,就像我们没法发现非微调宇宙一样。就算这样,推出有许多猴子也是没有根据的。考虑到一只普通的猴子随机打出“I love how yellow bananas are”的可能性太小,你可能会怀疑有某种把戏。但你不会推出,这儿一定还有许多打不出英语的猴子。同样,你需要解释的是为什么Joey正在打英语,而假定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唯一观察到的宇宙是微调的,而假定还有其他宇宙无法对此做出解释。
但是多重宇宙的存在没有科学证据吗?一些物理学家确实认为,有初步的经验证据证明一种多重宇宙的存在,即基于永恒膨胀假设的多重宇宙。根据永恒膨胀理论,有一个巨大的、呈指数扩展的巨型空间,其中某些区域的膨胀会减速从而形成“泡泡宇宙”,我们的宇宙只是众多泡泡宇宙中的一个。但是认为物理常数(重力强度、电子质量等)在这些不同的泡泡宇宙中有所不同并没有经验基础。而且,如果不同泡泡宇宙中的物理常数值都是一样的,微调理论甚至是错误的:我们现在有海量的猴子,它们都能打出英语。

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此时许多人引入了弦理论。弦理论提供了一种理解不同泡泡宇宙有不同物理常数可能性的方法。弦理论中,物理学中假设的“常数”由空间相位决定,而在所谓的“弦景观”中宇宙有10500个不同的可能相位。随机过程确保了不同的泡泡宇宙能够从弦景观中实现各种各样的可能性。但还是没有能够认为这一可能性是真实存在的经验性证据。
一些科学家重视多重宇宙中不同宇宙的物理常数有可能不同这一观点,是因为这似乎可以解释微调。但是仔细检查会发现,从微调到多重宇宙的推论是有缺陷的。所以我们该如何理解微调?也许有其他方法来解释它。也可能我们就是比较幸运。
撰文:Philip Goff,是英国杜伦大学的哲学家与意识研究员。他主要研究如何将意识融入到我们的科学世界观中。
翻译:常灏杰
审校:曾小欢
引进来源:科学美国人
 
本文来自:中国数字科技馆
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