互动科普

在这里，我们暂时忘掉宇宙本身（物理法则和物理常数）的话题，回到地球。在太阳系以外的行星（系外行星）尚未被发现的时代，地球的奇迹被认为是不可思议的。但是现在，仅在距太阳系较近的范围内就已经发现了数千个系外行星。

我们天上的银河中有数千亿的恒星，而与银河系同样的星系在可观测的范围内就存在着数千亿个。如果这些无数的恒星中每个都有自己的行星，那么像我们的地球一样神奇、偶然拥有了适合智慧生命诞生条件的行星，或许也会在宇宙中的什么地方存在，这没有什么不可思议的吧。

暴胀理论与多重宇宙

那么，对于宇宙本身，也可以采用同样的思路。宇宙也并不是仅有一个，而是存在着众多的宇宙（multiverse，多重宇宙）。

我们来简单概括一下多重宇宙。虽统称为多重宇宙，但也分为几种不同的类型。首先，最简单的一种就是在我们能够观测范围的外侧延伸的宇宙。我们所能够观测到的最远的光，是约138亿年前宇宙诞生时发出，经过138亿年到达地球的。比这还远的宇宙，从理论上来说目前无法观测到。但并不是因为无法观测，宇宙的存在就被否定。应当认为，那里的宇宙空间一定还在延续，和我们所能观测的宇宙同等的空间也在无边无际地延伸着。在那里，也会有与地球一模一样的行星，诞生了和人类一般的智慧生命吧。只不过在这种条件下，其物理法则和物理常数很可能与我们的宇宙相同。

另外还有暴胀理论所预测的多重宇宙。暴胀理论认为宇宙诞生之后紧接着发生了猛烈的空间膨胀。根据暴胀理论中的一个模型，宇宙整体的暴胀会永远持续，其中，暴胀已经平息的一部分空间就是我们的宇宙（也被称为口袋宇宙）。口袋宇宙也可以在我们的宇宙之外存在。需要注意的是，我们的口袋宇宙和别的口袋宇宙中，物理法则和物理常数可能并不相同。

按照暴胀理论中其他的模型，也可能从原本的宇宙（母宇宙）中产生子宇宙以及更进一步的孙宇宙，形成多重宇宙。在这种情况下，子宇宙以及孙宇宙的物理法则和物理常数，可能都和原本的宇宙不同。

图1. 口袋宇宙所表现的多重宇宙

人们认为宇宙诞生后，紧接着便发生了“暴胀”这一猛烈的空间膨胀。我们所居住的区域在约138亿年前便停止了暴胀。但另一方面，在远超我们所能观测区域的远方，可能现在也在持续着暴胀。这就是“永恒暴胀模型”。依照这个模型，在无休止地持续暴胀的广袤宇宙中，有些地方存在着停止了暴胀的“口袋宇宙”。每一个口袋宇宙中，其物理法则和物理常数都有可能不同。从一个口袋宇宙无法观测到其他的口袋宇宙。而我们可观测的范围，则是某一个口袋宇宙中的更加有限的区域。

人择原理与多重宇宙能很好兼容

如果承认多重宇宙的可能性，那么物理法则和物理常数各异的宇宙就有无数个。可以说人择原理与多重宇宙这两者的观点非常相符。虽然我们的宇宙具备了非常适合人类生存的条件，但这只是在众多的宇宙中所存在的偶然，并非不可思议。

如果觉得这种说法很难理解，须藤博士打了如下的比方。一个从出生就一直关在密室里的人，某天送给他一张中奖率1亿分之1的彩票，而且确实是中奖的，这个人一定会很困惑：“为什么我会中奖？”

但是实际上，包括这个人在内的1亿人都在密室中关着（互相并不知道彼此的存在），而1亿张彩票是发给每人1张，这会怎样呢？中奖了的那个人可能会困惑“为什么是我”，但从外面看来，这1亿人中有人中奖根本就是必然，没有任何不可思议。中奖了的人如果知道了自已以外的那约1亿个人的存在（也就是认识到多重宇宙的存在），便自然会认识到自己有抽中大奖的机会。

对我们的宇宙如果采用同样的想法，便也无需烦恼“为什么我们的宇宙被精细地调节到如此适合人类生存”了。用一句“不过偶然如此”就能大概解释。也可以说，使人择原理具有说服力，是要以多重宇宙的存在为前提的。

问题是，多重宇宙的存在是无法通过观测来证明的。因此，很多学者并不将人择原理称为“科学”，而认为它更类似于“学说”或“哲学”。这一点，也是人择原理受到批评的原因之一。

图2. 母宇宙和子宇宙所表现的多重宇宙

按照另外的模型，某个宇宙的暴胀结束时，子宇宙就“飞出”母宇宙，而这个子宇宙中也会诞生孙宇宙，这样的话，就可能产生多层宇宙。母宇宙与子宇宙的连接部分最终会中断，而成为相互独立的宇宙。在各自的宇宙中，物理法则和物理常数可能都会不同。

“终极理论”的讽刺性预言

另外，如本文开头所介绍的，从物理学正统的立场来说，科学家们有着“完成终极理论，从而说明一切”的信念。可以说，如果我们将所在宇宙中的物理法则和物理常数的存在理由仅仅用“偶然”而一笔带过，对物理学的探究就会戛然而止。因此，当然就有学者不接受人择原理。

虽说如此，人们在被认为是“终极理论”的有力候补的“超弦理论”的研究中有了出乎意料的发现。超弦理论将这个世界最小的构成单位“基本粒子”不是视为“点”，而是视为有长度（大小）的“弦”。根据这种观点，关于引力的理论“广义相对论”以及微观世界的理论“量子理论”就能够被融合起来，从而可以期待将自然界的四种基本力由统一的一种理论来表达。

人们期待超弦理论能够作为终极理论，解释清楚物理法则和物理常数为什么是现在这样的。但事实上正相反，正是根据超弦理论的预言，近年来人们才认为可能存在着无数形式的宇宙（即物理法则和物理常数各异的宇宙）。根据理论估计，宇宙的形式有多达10的500次方个，而某个宇宙会成为怎样的形式，并不是超弦理论所能预测的。

通过被视为终极理论候补者的超弦理论，推导出了从人择原理出发预言的结果，接受人择原理观点的物理学家也增加了。英国物理学家史蒂芬·霍金博士就以超弦理论所引出的预言为根据，强烈地支持人择原理。

另外，虽然有越来越强的观点认为超弦理论几乎无法解释决定物理法则和物理常数的理由，但其作为四种基本力的统一理论仍然被认为是最有希望的。

“宇宙太过绝妙的微调”这个话题，在现阶段还不可能有确切的答案。也仍然会有“还是希望通过终极理论来解开这一谜题”的人。或者，还会有人感觉“接受人择原理，使宇宙的神秘感变弱了吧”。你是怎样想的呢？

（本文发表于《科学世界》2016年第11期）