THE UNIFORMITY AND UNIQUENESS OF THE UNIVERSE

宇宙的均匀性和唯一性

在 20 世纪的大多数时间里，宇宙的均匀性和物理法则的唯一性都被认为是天经地义的事情。事实上，有观测表明，在可能的最大尺度上，宇宙的均匀性非常好，精度高于万分之一。

物理法则的唯一性也是类似的情况。比方说，在目前可观测的宇宙之内，电子的质量都是相同的，我们很自然地就会认为这是一个放之四海而皆准的数值，也是一个大自然中的常量。在相当长的时间内，物理学的重要使命之一就是探寻一个大理论——万有理论，将所有的基本作用力整合在一起，并针对粒子物理中所有已知的参数给出毫无争议的解释。

大约在 30 年前，针对宇宙均匀性的一种可能的解释开始崭露头角。这种理论认为，我们的世界是空间以指数级的速度快速拉伸扩展的产物，也就是宇宙暴胀。由于所有的“皱纹”和空间的非均匀性都被抹平从而消失了，宇宙变得异常平滑。加上点量子波动，再拉伸一下，均匀性就不那么完美了，随即银河系诞生了。

起初，暴胀理论看起来很像是狂野想象催生的奇异产物。但是，通过数以千计的科学家激情澎湃的工作，基于这个理论所作出的各种预测都被一一证实，这些证明分别来自宇宙背景探测器（ COBE ）、微波各向异性探测器（ WMAP ）、普朗克科学卫星（ Planck ）的观察，最近则主要来自 BICEP2 望远镜（第二代宇宙泛星系偏振背景成像）。如果这个理论是对的话，我相信，我们就有了一个对宇宙均匀性的科学解释。

但别高兴得太早。暴胀理论并没有预测到，这种均匀性也同样适用于超出可观察到的宇宙的部分。咱们打个比方吧：假设宇宙是一个大足球的表面，上面布满了黑白相间的六边形格子。我们给足球充气，每个黑格子或者白格子都会迅速变大。只要充的气足够多，足球会大到住在黑格子上的人永远看不见白格子。黑格子上的人就会相信整个宇宙都是黑色的，也就会尝试从科学上去解释为什么其他颜色是不可能出现的。住在白格子上的人正好相反。而实际上，黑格子、白格子是可以在同一个膨胀的宇宙里共存的，也不会产生什么互相矛盾的观测结果。

与上述的黑白的例子有所不同的是，在物理研究中存在不同“颜色”的数量——也就是物质的不同状态会非常巨大。眼下，弦理论是万有理论的最佳代表，可以非常成功地以 10 个维度来勾画时空（一维代表时间，其他九维代表空间）。问题是我们人类居住在三维空间里，其他六维在哪里呢？答案是它们都被压缩了，被挤压得小到我们无法在其中任何一个方向上移动，于是我们感知到了一个貌似三维的世界。

在弦理论刚提出来的时候，物理学家发现有极多的方式可以压缩那冗余的六维，但是如何保持这种压缩状态，却一直百思不得其解。大约 10 年前，这一难题被攻克了，而且也与之前预计到的多种可能性相吻合。对这些可能性个数的估计是 10 500 。每一种可能性都对应着宇宙的一部分，并拥有不同的真空能和物质类型。在暴胀理论里，这相当于同一个世界包含 10 500 个拥有不同物质类型的大型宇宙。

悲观一点儿说，人们会质疑既然我们看不到宇宙的其他部分，我们也无法证实上述场景是正确的。乐观一点儿说呢，我们也可以针锋相对地加以反驳，既然原本就假设不同的宇宙相距很远，远到我们无法到达别的宇宙去证实，但也不能说明其是不正确的。还有，我们已经看到，当下最佳的理论可以支持可能存在 10 500 个不同的宇宙，那么，如果有谁想坚守宇宙都具有相同的性质这一理论，他必须证明这 10 500 个可能性中只能有一个是真的。

到目前为止，还有很多内容可以讨论。我们的世界中充满了非常多诡异的巧合。电子的质量比质子足足少了 2 000 倍，唯一的“原因”是如果稍有差池，所有的已知生命将不复存在。质子和重子的质量几乎相同，这又该作何解释呢？因为如果稍加改变，所有的已知生命也将不复存在。在我们的宇宙中，真空能是一个不为零但非常小的数值，比理论预期要低 100 多个量级。这又是何故？唯一的解释就是哪怕真空能再大一点点儿，我们就无法生存下去了。

这就是人择原理，人类的属性和宇宙的属性是相关联的。可如果宇宙只有一个，就与这种相关性矛盾。我们还得想想到底是谁为人类特制了一个宇宙，出自神谕吗？如果存在多个宇宙，每个宇宙都拥有其不同的属性，那么这种相关性就恰到好处地解释了这一切。

我们还能重新接纳单一宇宙的理念吗？或许吧。但需要满足以下三个必要条件。

◎发明一个更好的宇宙学理论。

◎发明一个更好的基本相互作用理论。

◎为上述那些奇迹般的巧合给出一个替代的解释。 SOadzwgBOWbEYoxzL5fWflgPi6pOLWJkjBWepU6P7hXBdDdWgOPpbVDdXBaWzKQF