人择的理由

10/14/12 ����� ι ����� 1/5songshuhui.net/archives/73184 回到首页HOME 关于ABOUT 存档ARCHIVES 作者WRITER 请输入关键字 健康 · 化学 · 医学 · 天文 · 心理 · 数学 · 物理 · 环境 · 航天 · 计算机科学 · 生物 科学漫画 · 松鼠快评 · 少儿科普 · 媒体导读 首页 >> 天文 >> 文章 人择的理由 Comments>> | Tags 标签：人择原理, 译文Shea 发表于 2012-09-29 12:44 Mario Livio & Martin J. Rees　文　Shea　编译 地外智慧生命存在吗？甚至我们问这样一个问题都倚赖一个重要的事实：我们的宇宙允许复杂性 （例如人类）出现。很显然，人类的生物学细节以及人类的出现取决于地球及其演化过程的某些 特征。但是，有一些要求对于任何生命而言可能是普适的：星系、恒星和（可能的）行星必须形 成；恒星中的核合成必须合成重元素，例如碳、氧和铁；这些原子又必须处于一个稳定的环境 中，在那里它们才能组合形成生物分子。 　　我们可以想像具有不同物理学和宇宙常数的宇宙。许多这样“无实际根据的”宇宙不会启动形 成高等生命形式的链式过程。例如，一个宇宙拥有和我们相同的物理规律以及相同的物理常数， 除了宇宙学常数Λ（物理真空的“压力”）比我们高一个量级，那么这个宇宙就会高速膨胀导致星 系无法形成。出现复杂性的其他关键因素包括：（i）重子（质子和中子）的出现；（ii）宇宙并 不是无限平滑的，可以形成结构（用宇宙微波背景辐射中涨落的振幅Q来度量）；以及（iii）比 原子和分子间作用力小1040倍的引力——如果引力不是如此微弱，那么原子和宇宙尺度上的质 量、长度和时间就不会有如此大的差异。 　　21世纪的物理学面临一个关键的挑战就是确定这些无量纲参数（例如Q和Λ）是否真的是基 本的——在一个终极、统一的理论框架下可以被解释——或者仅仅是巧合。在“永久暴 涨”（eternal inflation）模型中这些巧合成了可能，在一个指数膨胀的根基上有无穷个分立 的“大爆炸”。一些弦理论允许存在大量不同的真空态，每一个都有不同的Λ（甚至还有不同的维 度）。这些理论都要求存在大量的小型宇宙（pocket universe）——一个多重宇宙。如果一些 物理学常数并不是基本的，那么它们在不同的宇宙中就可以有不同的值。结果，一些小型宇宙就 会不允许复杂性和智慧生命在其中演化。很清楚，人类只能在“亲生物”的宇宙中找到自己。我们 宇宙中其他一些让人费解的特征仅仅是我们存在并且可以观测到的时期的产物。另一方面，这些 常数的偶然值必定落在允许智慧生命演化的范围内。描述和研究亲生物区域产物的过程被称为人 择推理。 　　人择原理正在开始被认真地研究，尤其是和暗能量的关系。在过去的7年中，宇宙正在加速 膨胀已经非常清楚了，暗能量对维持一个几何上平直的宇宙所需的临界密度的贡献达到了大约 70%。由此产生的问题是为什么我们一开始或者可能仅仅是现在碰巧处于物质密度和暗能量密 度差不多相当的宇宙中。 论坛入口 >>登录 　 Shea 把天文学带给大众 http://bolide.lamost.org 作者还写过： [Shea]宇宙飞船如何往家里打电话？ [Shea]为火星探测寻找最佳着陆地点 [Shea]未知的引力 [Shea]2012年4月16日：土星冲日，闪耀 整晚[Shea]下一代空间望远镜成形 (小红猪小分队)[小红猪]第二版论述与地下城（译 本2）(桔子帮小帮主)[小红猪]《永生的海拉》连载（3） 海伦·莱恩(桔子帮小帮主)[小红猪]《永生的海拉》连载（2） 海拉工厂(小红猪小分队)[小红猪]第二版论述与地下城（译 本1）(Shea)为火星探测寻找最佳着陆地点 Splintercel 2012-10-08 00:14:34 在 Animals that count: How numeracy evolved 发表 的评论 Тема для теста, просто так. JoeyMiao 2012-10-07 23:58:32 在 为什么没人喜欢学习高等数学 发表的评论 当我学CDMA卷积编码，机器学习等内容时我才真正 的意识到高数多么的重要，但是对于我一个每天被工 作压垮的人来说重拾高数却又感觉登天之难啊 沐右 2012-10-07 23:32:27 在 为什么没人喜欢学习高等数学 发表的评论 木遥关于数学课程的评价，不失为一家观点，高等数 学里面繁杂的积分和级数表达，今天对于非数学或者 理论物理专业，有没有必要讲的那么深入，可以探 讨。虽然说即使是非专业的学生，也应该了解简单的 积分、分步积分和级数的手动求解。高等数学不是培 训学生如何用计算器的。 文后那段关于民科的表 述，完全不能够认同 冠杰 2012-10-07 23:32:06 在 为什么没人喜欢学习高等数学 发表的评论 现今非数理专业的高数教育，过于强调技巧性的教 育，忽略了原理性的教育。 通过了解去学习事物。 不要一味灌输矩阵行列式的变换乘除，而让学生出现 这些理论的必然性。（即使工科（非理科）学生也有 10/14/12 ����� ι ����� 2/5songshuhui.net/archives/73184 [图片说明]：宇宙学常数Λ和微波背景涨落Q的图，其中阴影部分为允许复杂性存在的区域。版权： PRESTON HUEY/SCIENCE。 　　这些问题曾经是：为什么真空会施加一个力？为什么会存在宇宙学常数Λ？现在我们问：为 什么这个力如此的小？如果在暴涨时期存在一个较大的宇宙斥力，这个力是如何以如此高的精度 被“关掉”的？在我们目前所处的宇宙中，Λ比理论家认为合适的值小了10120倍。 　　根据温伯格的建议，建立了一些拥有随机值宇宙学常数的模型，这一随机分布（在暴涨宇宙 学框架下）服从物理学规律。如果假设我们是典型（平凡）的观测者，那么暗能量开始在宇宙能 量密度中占主导的时间和宇宙的年龄大致吻合似乎就有一个自然的解释了；如果Λ太大，那么在 星系有机会形成之前加速就会压倒引力。 　　当假设有多个常数具有随机值时，情况就会变得更加复杂了。例如，大爆炸产生的涨落振幅 Q在其他宇宙中可以取不同的值。然而，在人择允许的区域，Λ和Q是相关的，在这个意义上，如 果一个宇宙拥有较大的密度涨落振幅，即使加速很可观，结构也依然可以形成。对于Q小于 10-6的情况，只能形成小尺度暗物质结构，而且只能出现在宇宙晚期。在这些结构中的气体非常 稀薄，无法通过辐射冷却，阻碍了恒星的形成。如果Q大于10-3，大尺度结构会引力坍缩成巨大 的黑洞。对于任何给定的Q，如果Λ大于某个确定的值，那么在宇宙加速膨胀时就无法形成星系 质量的束缚系统。显然，我们的宇宙正位于人择允许的范围内。但是对于我们的位置究竟有 多“特殊”的问题的解答还需要对宇宙中Λ和Q的进一步认识。 　　我们认为多重宇宙和人择推理对于科学而言是真实的观点（虽然还是猜测）。对弦理论或者 是暴涨的进一步认识也许可以回答我们的大爆炸是否是唯一的，或者仅仅是许多个中的一个。在 后一种情况下，一些到目前都认为是基本的物理常数就会是随机的。不过，光是“人择推理”和“多 重宇宙”的提法就会使一些物理学家血压升高。这主要有两个原因。 　　首先，存在一系列无法观测到的宇宙似乎与“科学”（它要求理论是可以通过观测和实验 来证伪的）相矛盾，因此是形而上学的。但是，在定义可观测与否上存在一个“模糊”的边界。目 前望远镜的观测能力预示了一个“视界”的存在，“视界”之外的东西无法被观测到；另一个对观测 而言更基本的极限是粒子视界，在那里大爆炸发出的光子恰好抵达我们这里（有效红移无穷大 面）。 　　在教科书中最简单的宇宙模型爱因斯坦—德西特模型中，膨胀是减速的，任何一个星系的红 移都是减小的，任何位于视界外的星系最终都会进入到视界中；因此在未来它们会变得可观测。 但是我们并不处于爱因斯坦—德西特宇宙中：我们处于一个平直但却加速膨胀的宇宙中。在这样 一个宇宙中，任何位于视界外的星系将始终位于视界之外。一般来说，一个加速膨胀的宇宙中总 会包含我们永远无法观测到的星系。如果由大爆炸产生的“我们的”小型宇宙中存在我们永远无法 些对它们莫名奇妙的，“我知道他们这样算，知道他 们可以这样处理，但为什么要这样呢？” 如果你了解 这个概念 Ar-Bell 2012-10-07 23:24:47 在 痒（上）（《纽约客》08年6月30日）【小红猪小分队出 品】 发表的评论 看着“发痒幻灯片”那一段，我后背突然痒了…… kult 2012-10-07 23:24:35 在 为什么没人喜欢学习高等数学 发表的评论 前面说的非常好,后面稍微偏了点,科学虽然不是那么 的精确,虽然永远需要进一步完善,但是毕竟还是和社 会学有本质区别的 cheva 2012-10-07 23:07:49 在 为什么没人喜欢学习高等数学 发表的评论 如果Stewart Calculus都不好的话，国内自编的高 数教材就是垃圾。 Illusiwind 2012-10-07 22:54:57 在 如何做一个好家长——金牌的正确储存方式 发表的评论 洋娃娃？笑……相对黄金而言，要把塑料完全溶解然 后再还原回原样，可远比黄金要困难多了……以目前 人类的技术，似乎够呛吧？还是再买个新的吧…… omg 2012-10-07 22:37:24 在 吃鱼护精子？ 发表的评论 我欣赏最后一段 我以为 2012-10-07 21:31:07 在 [少儿科普]动物中也有“左撇子” 发表的评论 自由领导人民 yindushenhua 2012-10-07 21:30:18 在 黄金大米实验的安全与伦理 发表的评论 简直就是一派胡言的P文。。真不知掉爸妈上学钱花 那了？ 我以为 2012-10-07 21:30:02 在 [少儿科普]动物中也有“左撇子” 发表的评论 外国人常见用左手写字 不代表他们是左撇子 怎么还 有这么多人搞不清 包括本文作者.....他们只是左手 写字而已 其他都还是用右手...因为从学写字开始没 有被强制用哪只手 喜欢哪个就哪个...如果咱们这的 写字教育不强制用右手 那至少也会有一般的人群用 左手写字 ... 嘿嘿宋 2012-10-07 21:02:39 在 为何男女的性伴侣数量总是对不上？ 发表的评论 为什么不统计统计我的？ 行走 2012-10-07 20:43:47 在 为什么没人喜欢学习高等数学 发表的评论 这个问题很好，这就是为什么现在有越来越多的人把 星座说作为指导自己行为的“科学” 我是搓板 2012-10-07 20:33:45 在 [少儿科普]动物中也有“左撇子” 发表的评论 图5没有等轴侧视图不幸福_(:э」∠)_ 10/14/12 ����� ι ����� 3/5songshuhui.net/archives/73184 为火星探测寻找最佳 着陆地点 天体生物学和火星探 索（下） 天体生物学和火星探 索（中） 天体生物学和火星探 索（上） 未知的引力 8 Responses to “人择的理由” 回到顶部 观测到的星系，那么设想这些星系来自其他的大爆炸——多重宇宙的一部分是不是一种飞跃呢？ 　　如上文所述，有理论预言许多个大爆炸：一种可能是存在膜世界，许多宇宙嵌在高维空间 中。另一个是“永久暴涨”。我们传统意义下的“宇宙”只是巨大宇宙群岛中的一片时空区域。 　　我们还不知道这些理论是否是正确的。但是它们是具有推测性的科学，并非是形而上学。可 能存在许多大爆炸吗？如果是这样，它们可以用Q、Λ和其他量来描述吗？在多重宇宙中物理学 会相同吗？是什么使得我们对无法观测的宇宙有信心？ 　　回答是清楚的——如果它们被一个可以解释我们所观测到的事物的理论所预言，那么我们就 会相信它。我们相信夸克和相对论对黑洞内部的描述，是因为这些理论在其他地方得到了证实。 特别地，如果一个理论对可观测的宇宙有可检验和可证伪的预言，那么我们就应该严肃地考虑并 且准备接受它对无法直接观测的宇宙（或者是多重宇宙）的预言。 　　物理学家反对多重宇宙的第二个原因是人择原理似乎指向了物理学的极限——甚至是“物理 学的终点”。但是，我们认为这一反对仅仅是心理学上。最重要的是，物理学家想发现一组唯一 确定的自洽方程组来确定所有的微观常数和大爆炸。但是没有理由物理现实一定要按照这些偏好 建立。许多物理学家致力于寻找一个能推导出所有基本数值和常数的理论，但是失败也许是他们 的最终结果。 　　对第一性解释的寻求也许就像开普勒寻求一个能描述太阳系的优美公式一样是徒劳的。如果 未来证实了多重宇宙的可能性，那么人择的论据将成为我们的宇宙之所以拥有这些特征的唯一解 释。在那个时候，我们没有理由摈弃任何的可能性。从现在我们忽视什么是基本的而什么不是基 本的来看，我们应该对一切可能性保持开放的思维。我们传统意义上所说的基本常数和规律也许 只是我们这片宇宙所特有的。它们也许可以从支配整个宇宙的某个理论中推出，但是也许也无法 被那个理论唯一确定。 　　最后，有人可能会问，人择原理是否有预言的能力。原则上讲它有。例如，推测宇宙学常数 是唯一的随机变量。正如一些论据所预言的，如果宇宙学常数源自一个平直分布，那么在某个随 机的多重宇宙成员中它可能会具有较高的值。但是，在人择允许的范围内，宇宙学常数存在结构 和复杂性无法出现的上限。如果我们的宇宙仅仅是整个宇宙中的普通一员（就像哥白尼谦逊地要 求的那样），那么预计我们宇宙的宇宙学常数不会比这个上限小很多。如果观测显示宇宙学常数 比人择阈值小105倍，那么人择的任何论据都会遭到严重的质疑。但是正如对高红移超新星和宇 宙微波背景涨落谱的观测发现宇宙学常数仅比人择阈值小5-10倍，并不与人择预言相矛盾。 　　未来十年预期会对暗能量的特性有更好的限制，会进行超对称和对称破缺的实验，也可能会 探测到来自暴涨的引力波。这些以及其他无法预料的发现无疑将会给多重宇宙和物理规律的唯一 性与否带来希望。我们的宇宙并不是最简洁最简单的。它看似十分随意的混和了允许我们存在的 参数。直到确认了我们位于哪种宇宙或者多重宇宙之后，人择推理才会真正成为物理学家手中的 武器。 36 相关文章 上一篇：小红猪抢稿20120928 下一篇：成人科普的阅读报告 10/14/12 ����� ι ����� 4/5songshuhui.net/archives/73184 火鸡 说道： 2012-10-05 15:54 杨泽 说道： 2012-10-03 19:15 baisky 说道： 2012-09-30 10:07 黑色南极洲 说道： 2012-09-30 00:15 Ray 说道： 2012-09-29 22:48 alu 说道： 2012-09-30 00:56 明明 说道： 2012-09-30 10:58 敬一 说道： 2012-09-29 15:45 姓名： 邮件： 评论： 从图片上看感觉英语很重要！ 回复 讲的有些不懂啊。不过看了新的生活大爆炸就有些理解了 回复 多重宇宙还没有牢固证实呢，就讲人择理论，个人觉得只是一种想象力探讨。我们的宇宙之所以是这样，因为它必须 是这样，我觉得还是蛮有道理的。 回复 是在看不小去，一头雾水，费解。 回复 很喜欢人择原理。是反对神创论的一大武器。谢谢介绍。 回复 这是神创论的论据好伐。 回复 不是的 回复 人择原理始终令人费解。 回复 Leave a Reply 必填 必填，不会公开 京公网安备110105006102 京ICP备09043258号-1 关于我们 加入我们 作者地图 媒体报道 版权声明 本网站作品采用知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 2.5 中国大陆许可进行许可。 10/14/12 ����� ι ����� 5/5songshuhui.net/archives/73184 © 2008-2012 科学松鼠会 Designed By 西乔 科学松鼠会 网站 基于 WordPress 构建