科學(xué)猜想：我們可能不存在，但不代表多重宇宙的存在


圖片來源：pixabay
我們存在于這個世界上，我們是活的生物。所以我們所存在的宇宙一定不排斥生命的存在。但是，隨著科學(xué)家們不斷研究宇宙的基礎(chǔ)規(guī)律，他們發(fā)現(xiàn)像我們所存在的宇宙這樣能夠與生命相容的概率在天文學(xué)上是很低的。我們可以通過調(diào)整物理常數(shù)（比如重力強度、電子質(zhì)量、宇宙常數(shù)），建立不同的宇宙模型。顯而易見的是，在很大的取值范圍內(nèi)，這些常數(shù)必須和目前所測得的值完全相同時才有可能孕育出生命。物理學(xué)家Lee Smolin的計算結(jié)果表明出現(xiàn)生命的可能性只有10229分之一。
物理學(xué)家們稱這一發(fā)現(xiàn)為生命的物理學(xué)參數(shù)“微調(diào)”。我們應(yīng)該如何理解這一發(fā)現(xiàn)呢？有些人認(rèn)為這只是我們運氣好。但是許多杰出的科學(xué)家，比如Martin Rees、Alan Guth和Max Tegmark等，他們認(rèn)為這是我們生活在多重宇宙中的證據(jù)，即我們的宇宙只是海量亦或是數(shù)量無限的世界集合中的一個。這讓我們有希望用“猴子與打字機”的假設(shè)來解釋“微調(diào)”。這一假設(shè)是說，如果有足夠多的猴子在隨機敲打字機，那么有一只猴子打出一點兒英語也不是沒有可能。類似的，如果有足夠多的宇宙，每個宇宙中的物理常數(shù)有足夠的變化，那么在統(tǒng)計學(xué)上有可能出現(xiàn)一組能夠產(chǎn)生生命的物理常數(shù)值。
這一解釋在直覺上是可行的。但是概率論專家指出，從微調(diào)到多重宇宙存在的推論是錯誤的。具體來說，多重宇宙理論家犯了逆賭徒謬誤，與經(jīng)典賭徒謬誤略有不同。在經(jīng)典賭徒謬誤中，賭徒整夜都在賭場中，并且運氣一直很差。她想：“我下一把骰子一定能贏，因為我不可能整晚都運氣不好！”這是一種謬誤，因為對于任何一次特定擲骰，得到兩個六點的概率都是一樣的，是1/36。賭徒在那晚扔了幾次骰子對下一次出現(xiàn)兩個六的概率沒有影響。


圖片來源：pixabay
在逆賭徒謬誤中，一名游客走進一家賭場然后一下子就看見有人扔了兩個六。她想：“哇，那個人一定已經(jīng)玩了很久，因為不太可能一上來就能有扔到兩個六的好運?！币驗橄嗤脑蜻@也是一種謬誤。走進賭場的游客只見到了一次扔骰子，這一次得到兩個六的概率和其他任何一次扔骰子得到兩個六的概率相同，都是1/36。玩家在此前玩了多久與游客看見玩家扔出兩個六的概率之間沒有關(guān)系。
哲學(xué)家Ian Hacking率先將逆賭徒謬誤與多元宇宙聯(lián)系起來，主要關(guān)注物理學(xué)家John Wheeler的震蕩宇宙理論。震蕩宇宙理論認(rèn)為我們的宇宙是一長串暫時宇宙序列中最新的一個。正如賭場游客所說的“哇，那個人一定玩了很久，因為不太可能一上來就能有扔兩個六的好運”，多重宇宙理論學(xué)家會說：“哇，在我們的宇宙出現(xiàn)之前一定有許多其他宇宙，因為如果只有一個宇宙，那么正確的物理常數(shù)值就不可能出現(xiàn)”。
其他理論學(xué)家之后意識到每一次嘗試通過“微調(diào)”得出多重宇宙的努力都會被上述謬誤推翻?？紤]以下類比。你醒來后失憶了，不記得自己是怎么到這個地方的。在你前面是一只正在敲打字機的猴子，寫的是英語內(nèi)容。很明顯這需要解釋。你可能會想：“也許我是在做夢，或許這是只受過訓(xùn)練的猴子，也許這是只機器猴。”你不太可能想到的是：“這兒一定有許多只猴子，大部分都打不出英語?！澳悴粫@么想是因為需要解釋的是為什么這只猴子，那只你真真切切看到的猴子，正在用打字機寫英語，而假定有其他猴子也不能解釋這只猴子正在做的事情。
有些人反對這一觀點，認(rèn)為這一推翻從微調(diào)得出多重宇宙的觀點忽略了微調(diào)情況下的選擇效應(yīng)，即我們不可能觀察到未經(jīng)微調(diào)的宇宙。如果不對宇宙進行微調(diào)，那么其中就不可能產(chǎn)生生命，同時也沒有人能發(fā)現(xiàn)這個宇宙中的任何東西。選擇效應(yīng)當(dāng)然是存在的，但這對是否犯了謬誤沒有影響。我們可以通過在上一段的猴子和打字機類比中添加選擇效應(yīng)來證明這一點?？紤]如下故事：
你醒來時發(fā)現(xiàn)自己在一個房間里，對面坐著《蝙蝠俠》中的小丑和打字機旁一只叫Joey的猴子。小丑告訴你在你昏迷時，他決定玩?zhèn)€游戲。他給Joey一個小時時間去敲打字機，承諾如果Joey打出了些英語他就放了你，不然就在你恢復(fù)意識前殺死你。幸運的是，Joey打出了“I love how yellow bananas are（我喜歡黃色的香蕉）”，因此你被小丑放了。
在上面的故事中，你不可能觀察到Joey打出了英語以為外的任何其他內(nèi)容，因為小丑會在你有機會觀察到之前殺死你，就像我們沒法發(fā)現(xiàn)非微調(diào)宇宙一樣。就算這樣，推出有許多猴子也是沒有根據(jù)的。考慮到一只普通的猴子隨機打出“I love how yellow bananas are”的可能性太小，你可能會懷疑有某種把戲。但你不會推出，這兒一定還有許多打不出英語的猴子。同樣，你需要解釋的是為什么Joey正在打英語，而假定存在其他猴子并不能解釋這一點。以此類推，我們需要解釋的是為什么我們唯一觀察到的宇宙是微調(diào)的，而假定還有其他宇宙無法對此作出解釋。
但是多重宇宙的存在沒有科學(xué)證據(jù)嗎？一些物理學(xué)家確實認(rèn)為，有初步的經(jīng)驗證據(jù)證明一種多重宇宙的存在，即基于永恒膨脹假設(shè)的多重宇宙。根據(jù)永恒膨脹理論，有一個巨大的，呈指數(shù)擴展的巨型空間，其中某些區(qū)域的膨脹會減速從而形成“泡泡宇宙”，我們的宇宙只是眾多泡泡宇宙中的一個。但是認(rèn)為物理常數(shù)（重力強度、電子質(zhì)量等）在這些不同的泡泡宇宙中有所不同并沒有經(jīng)驗基礎(chǔ)。而且，如果不同泡泡宇宙中的物理常數(shù)值都是一樣的，微調(diào)理論甚至是錯誤的：我們現(xiàn)在有海量的猴子，它們都能打出英語。


圖片來源：pixabay
此時許多人引入了弦理論。弦理論提供了一種理解不同泡泡宇宙有不同物理常數(shù)可能性的方法。弦理論中，物理學(xué)中假設(shè)的“常數(shù)”由空間相位決定，而在所謂的“弦景觀”中宇宙有10500個不同的可能相位。隨機過程確保了不同的泡泡宇宙能夠從弦景觀中實現(xiàn)各種各樣的可能性。但還是沒有能夠認(rèn)為這一可能性是真實存在的經(jīng)驗性證據(jù)。
一些科學(xué)家重視多重宇宙中不同宇宙的物理常數(shù)有可能不同這一觀點，是因為這似乎可以解釋微調(diào)。但是仔細檢查會發(fā)現(xiàn)，從微調(diào)到多重宇宙的推論是有缺陷的。所以我們該如何理解微調(diào)？也許有其他方法來解釋它。也可能我們就是比較幸運。
撰文：Philip Goff，是英國杜倫大學(xué)的哲學(xué)家與意識研究員。他主要研究如何將意識融入到我們的科學(xué)世界觀中。
翻譯：常灝杰
審校：曾小歡
引進來源：科學(xué)美國人
引進鏈接：https://www.scientificamerican.com/article/our-improbable-existence-is-no-evidence-for-a-multiverse/
本文來自：環(huán)球科學(xué)


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
回復(fù)【最新活動】，了解近期科普活動
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動
回復(fù)【研學(xué)營】，了解最新科普研學(xué)營
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團體定制】，了解最新團體定制活動
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動詳情
?