无厘头研究
多元宇宙的数学基础可能是错的
近几十年来,科学界最令人震惊的发现之一是,物理学似乎是为生命而精心设计的。这意味着,为了让生命成为可能,物理学中的某些数字必须落在一个非常狭窄的范围内。
物理学中最令人困惑的一个例子是暗能量的强度,这是推动宇宙加速膨胀的力量。
如果这种力量稍微强一点,物质就无法凝聚在一起。任何两个粒子都不会结合,这意味着没有恒星、行星或任何一种结构复杂性,因此也没有生命。
如果这种力量明显弱一点,它就无法抵消引力。这意味着宇宙会在第一秒内崩溃在一起,同样意味着没有恒星、行星或生命。为了让生命有可能存在,暗能量的强度必须像金发姑娘的粥一样,“刚刚好”。
这只是一个例子,还有很多其他的例子。
物理学的精细调节最流行的解释是,我们生活在一个多元宇宙中的一个宇宙。
如果有足够多的人买彩票,那么就有可能有人会中奖。同样,如果有足够多的宇宙,物理学中的数字不同,那么就有可能有一些宇宙具备生命的条件。
很长一段时间,这对我来说似乎是最合理的解释。然而,概率数学的专家们发现,从精细调节推断出多元宇宙的存在是一种谬误的推理,这是我在我的新书《为什么?宇宙的目的》中探讨的一个问题。
具体来说,指控是多元宇宙理论家犯了所谓的逆向赌徒谬误。
假设Betty是某个晚上在她当地的宾果厅唯一一个玩的人,而且在一分钟内,她所有的号码都出现了。
Betty心想:“哇,今晚一定有很多人在其他的宾果厅玩呢!”
她的推理是:如果全国有很多人在玩,那么有人在第一分钟内就把所有的号码都叫出来就不是那么不可能了。
但这是一个逆向赌徒谬误的例子。无论其他的宾果厅有没有人在玩,概率论都说,Betty自己有这样的运气的可能性并没有增加。
这就像掷骰子。如果我们连续掷出几个六,我们错误地认为我们在接下来的几次掷骰子中得到六的可能性就小了。而如果我们很久没有掷出六,我们错误地认为过去一定有很多六。
但实际上,每次掷骰子得到一个特定的数字的概率都是一定的,而且相等的,是六分之一。
多元宇宙理论家犯了同样的错误。他们想:“哇,我们的宇宙有适合生命的数字有多不可能啊,一定还有很多其他的宇宙有不适合生命的数字!”
但这就像Betty认为她可以用其他人玩宾果来解释她的运气一样。当这个特定的宇宙被创造出来时,就像掷骰子一样,它仍然有一个很低的概率得到适合生命的数字。
在这一点上,多元宇宙理论家引入了“人类原理”——因为我们存在,我们不可能观察到一个与生命不相容的宇宙。但这并不意味着这样的其他宇宙不存在。
假设有一个疯狂的狙击手藏在宾果厅的后面,等着在Betty的宾果卡上没有的数字一出现就开枪打她。现在这种情况就类似于现实世界的精细调节:Betty不可能观察到除了赢得胜利的正确数字之外的任何东西,就像我们不可能观察到一个有错误的数字导致不能生存的宇宙一样。
即便如此,Betty推断出有很多人在玩宾果也是错误的。同样,多元宇宙理论家从精细调节推断出有很多宇宙也是错误的。 多元宇宙又如何呢?
难道没有科学证据支持多元宇宙吗?有也没有。在我的书中,我探讨了逆向赌徒谬误和多元宇宙的科学论证之间的联系,这是一件令人惊讶的事情,因为以前从未有人做过这样的探讨。
膨胀的科学理论——即早期宇宙大幅度增大的想法——支持多元宇宙。如果膨胀可以发生一次,那么它很可能在空间的不同区域发生——创造出属于自己的宇宙。虽然这可能给我们提供了某种多元宇宙的初步证据,但是没有证据表明不同的宇宙在它们的局部物理学中有不同的数字。
多元宇宙解释失败的更深层的原因是,概率推理受到一个被称为完全证据要求的原则的约束,这个原则要求我们使用我们能够获得的最具体的证据。
在精细调节方面,相信多元宇宙的人所拥有的最具体的证据不仅仅是一个宇宙是精细调节的,而是这个宇宙是精细调节的。如果我们认为我们的宇宙的常数是由概率过程塑造的——就像多元宇宙的解释所暗示的那样——那么这个特定的宇宙,而不是其他数百万个宇宙中的某一个,是精细调节的,这是极不可能的。一旦我们正确地表述了证据,这个理论就无法解释它。
传统的科学智慧是,这些数字从大爆炸开始就保持不变。如果这是正确的,那么我们面临一个选择。
要么是我们的宇宙碰巧有正确的数字,这是一个不可思议的巧合。要么是这些数字是它们本来的样子,因为自然界以某种方式被一些看不见的、内在的原则驱动或引导着发展复杂性和生命。
在我看来,第一个选项太不可能了,不值得认真考虑。我的书提出了第二个选项的理论——宇宙的目的——并讨论了它对人类意义和目的的影响。
这不是我们期望科学会变成的样子。这有点像在16世纪,当我们第一次开始得到我们不在宇宙中心的证据时。许多人很难接受他们习惯了的现实的画面不再能解释数据。
我相信我们现在对精细调节的情况也是一样。我们可能有一天会惊讶地发现,我们忽视了这么久的东西,其实就摆在我们眼前——宇宙偏爱生命的存在。
本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。