為何宇宙會存在4種基本力, 誰設定了物理定律和數值常數?
一個宇宙還是多個宇宙,這似乎是個毫無意義的問題,根據定義,宇宙是所有存在的集合,因此我們很難接受可能存在其他宇宙的想法,然而像平行宇宙和多元宇宙這樣的奇異概念,曾經只在科幻小說中適用,而現在已經在宇宙學一些分支的科學術語手冊中使用了好幾年了。
在四十多年前,當時我們同時意識到一些奇怪而瑣碎的事情,我們生活在一個受物理定律支配的宇宙中,但不知道為什麼會有這些定律而沒有其他定律,也不知道為什麼有某些常量,比如光速,有特定的值而沒有其他的值,是誰決定了光在真空中必須以每秒30萬公里的速度傳播?是誰決定一個質子應該以我們測量到的力吸引一個電子,而不是以兩倍的力,又是誰決定了重力,要理解這一點,有必要退後幾步。
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根據標準的大爆炸理論,宇宙的誕生和演化是可以用物理方程概括描述的現象,而物理方程又是基於幾個基數的數值常數,就我們目前所知,在自然界中物質成分之間可能存在四種相互作用:萬有引力、電磁力、弱力和強力。
萬有引力是指控制
恆星
和行星運動的引力,即使它是四種力中最弱的,也是唯一在很遠的地方也能感覺到的引力;弱級,負責放射性衰變;電磁是指將電子束縛在原子核上;而強原子則把質子和中子聚集在原子核中。
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奇怪的是,觀察到描述這四種力的引數值,似乎在它們之間非常平衡,就好像有人在桌子上學習並程式設計一樣,例如如果“強”核力再大一點兒,宇宙中所有的氫就會轉化為氦,現在就不會有水,也不會有像太陽一樣以氫聚變為基礎的、安靜而長壽的主序恆星,而生命也會因此沒有正確的方式和時間來形成。同樣,如果引力過大,恆星就會過快地燃燒氫,在生命形成之前完成它,而如果引力更弱一點,恆星就不會發光。
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實際上在它們的內部不會有足夠的壓力來推動質子,克服將他們分開的電磁力,也不會觸發核反應,畢竟如果將電子束縛在原子核上的電力稍微小一點兒,電子就會逃離它們的軌道,如果原子再大一點兒,電子就不會與其他原子結合,無論哪種情況,複雜的化合物都不可能被創造出來。1974年澳大利亞物理學家布蘭登卡特第一個提出,在這一系列荒謬的、有力的生命巧合背後,一定有某種物理機制,他第一次談到了“人擇原理”。
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根據這一原理,基本的物理定律和宇宙本身將被特別地構建起來,使無生命的物質產生生命。換句話說,我們的宇宙在這方面就是這樣的,因為如果它不同,我們就不會在這裡觀察它了。
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