雪花和多重宇宙

Martin J. Rees　马丁·里斯

英国皇家天文学家，曾任皇家学会主席，剑桥大学宇宙学和天体物理学名誉教授，著有《从当前到无限》（From Here to Infinity:  A Vision for the Future of Science）。

一个令人惊叹不已的概念已进入宇宙学的主流思想：真实的宇宙可能比由空间和时间构建的传统意义上的宇宙要恢弘辽阔许多。哥白尼日心说的地位可能面临着进一步降级。我们已经知道，人类生活在数十亿浩瀚星系中的一个行星系里，而银河系也是数十亿星系里的其中一个。但我们现在知道，这并不是宇宙的全部。天文学家观测到的全景，或许只是我们宇宙大爆炸之后的一个微小部分，而这样的爆炸也许只是无限爆炸中的一朵小小的浪花。

宇宙的环境或许具有丰富的特定结构，但其幅员之辽阔，致使我们人类的视界如井底之蛙。我们无从获知宇宙的“大画幅”，就如生活在特定水域的浮游生物那般，不曾留意到世界上的地形和生物圈。宇宙学家们从探索最简单的模型入手，这显然合乎情理。但期盼在比陆地环境更为复杂和辽阔的宇宙中，探测出更为简单的特性，这是没道理的。

除此之外，由于与宇宙学并无关联，弦理论学家们猜想，可能存在一个有着巨大多样性的“真空状态”。若这个猜想是正确的，那么不同的宇宙就理应由不同的物理定律所控制。从更为广阔的视角入手，一些我们称为自然定律的法则，可能只是局部的次要法则，虽然与一些支配总体的首要理论存在一致性，但并不会被该理论所固化。更具体地说，这些猜想在某些方面或许存在武断性，但还是有些道理的。打个比方，就像雪花的形状具有六重对称性，这是水分子属性和形状直接呈现的结果。但雪花的形状具有丰富的多样性，因为每一片雪花都是在不同的历程和微环境中形成的，每一片雪花在其形成的过程中，都会对偶然的温度和湿度变化极为敏感。

如果物理学家成功得出了一个基本理论，它理应告诉大家，大自然的哪些方面是基本理论的直接体现，比如雪花形状的对称属性起因于水分子的基本结构，又有哪些宇宙数值，如每片雪花的独特图案，是环境突发事件导致的结果。

我们的世界不应该仅仅是一个随机的世界。它应该归属于一个非同寻常的子集，这其中有一组宇宙数值的“幸运大奖”，这组“幸运大奖”有助于我们对复杂性事物的理解。其特征是仿佛经过了精心设计或精细微调一般，但并不会让人感到惊讶。在21世纪末，人类应该能够自信满满地回答，我们是否生活在一个多重的宇宙当中？其中的多样性究竟有多少种？我认为，这些答案至关重要地决定了，如何诠释我们所生活的这个具有“生物友善性”的宇宙。这也决定了与外星人不期而遇时，我们要与它们所分享的内容。

如果物理学家们发现自己试图解释的一些关键数字，最终被论证为仅仅是环境的偶发事件，并不像地球围绕太阳的参数那样具备“根本性”，他们难免会大失所望。但当他们发现真实的宇宙比迄今为止设想得更为恢弘繁复、富饶丰富的时候，那些失落与失望一定会被抛到九霄云外。