埃里克·梅塔克萨斯
第四章 精准调谐的宇宙
我们已经探讨了地球上的一些精准调谐现象，下一章将继续这个话题。而在本章中，我们将目光转向整个宇宙的精准调谐。许多人可能从未考虑过宇宙的调谐性，因为在那不可思议的广袤之中，宇宙似乎与地球上生命的存在没有直接关系。然而，随着科学的不断进步，我们对宇宙形成过程的认识愈加深入，越来越多的证据表明宇宙在许多方面显现出设计的迹象。事实上，与整个宇宙的调谐相比，地球的调谐显得微不足道。
现在已经有越来越多的证据强烈表明——甚至几乎无法否认——如果宇宙的状态稍有不同，地球上的生命将不复存在。在2007年《纽约时报》的一篇专栏文章中，著名的英国物理学家保罗·戴维斯写道：
科学家们正逐渐意识到一个不那么令人愉快的事实——宇宙看起来非常像是被“修饰”过的。问题涉及自然法则本身。在过去的40年中，物理学家和宇宙学家悄悄收集了许多令人匪夷所思的“巧合”和自然法则中的特殊特性，而这些特性似乎是生命乃至有意识生命存在所必需的。改变其中任何一个，结果都将是致命的。
保罗·戴维斯并不是一个有宗教信仰的人，但他是真正的科学家。他的特点是无惧于面对事实，无论这些事实是否符合自己的喜好。科学家们已经注意到戴维斯所提到的现象几十年了，但只有那些最自信、最诚实的人才愿意公开承认这些事实。那些倾向于反对“精准调谐”隐含意义的科学家，通常会保持沉默。然而，就像克里斯托弗·希钦斯在车中不经意的坦言一样，这种沉默偶尔会被打破，令人一窥他们对这些事实的了解，以及这些事实的强大冲击力。
例如，史蒂芬·霍金在1988年的畅销书《时间简史》中写道：
如果宇宙的总密度改变哪怕 0.0000000000001%，恒星和星系都无法形成。如果大爆炸后一秒内的膨胀速率减少哪怕百万亿分之一，宇宙就会在达到当前大小之前塌缩。
这些数字令人震撼，其概率之低简直难以置信，但这些结论正是霍金得出的，而且他并非热衷于“精准调谐”这一理念。然而，他还是坦然承认了这些不可忽视的事实。在同一本书中，他还说道：“除了认为这是某位神为了创造像我们这样的生命而采取的行动外，很难解释宇宙为何会以这样的方式开始。” 考虑到霍金的立场，这一表述极为惊人。尽管在此后的几十年里，他试图通过各种理论摆脱这一结论，但在《时间简史》中，他无疑是诚实的。
天体物理学家弗雷德·霍伊尔同样直言不讳，尽管他长期以来都是一名坚定的无神论者。事实上，霍伊尔曾经强烈反对宇宙有起点的观点，并无意中创造了“大爆炸”这个术语。然而，在1959年，他在一次关于恒星内部如何产生宇宙中自然元素的演讲中说道：
如果这只是一个单纯的科学问题，与宗教无关，那么我相信任何研究过证据的科学家都会得出结论：核物理定律显然是被有意设计成这样的。
他认为，证据是如此清晰，以至于反对这一观点的科学家不过是因为“宗教上的顾虑”而拒绝接受。而他个人更难以接受的，是认为这一切纯属“巨大偶然”的结论，因为那显得更荒谬。
二十年后，霍伊尔在加州理工学院校友杂志中更进一步写道：
难道你不会对自己说，“一定是某种超级智慧设计了碳原子的特性，否则通过自然界盲目的力量找到这样的原子几乎是不可能的。” 当然你会这样想……根据事实的常识性解读，物理学、化学和生物学中没有任何所谓的“盲目力量”。从这些事实得出的数字，强烈表明这种结论几乎无可争议。
霍伊尔的诚实令人钦佩。他拒绝为了迎合自己的世界观而扭曲科学，也拒绝扭曲科学的结论，尽管这些结论指向某种“智能设计”。然而，他始终不愿接受《圣经》中的上帝作为设计者的身份。他认为，科学结论足以证明某种设计者的存在，而不必非要与宗教信仰相联系。
霍伊尔最终坦言：
如果你直接而坦率地处理这些问题，而不因担心违反科学主流意见而偏离，那么你会得出结论：生物材料的惊人秩序必然是智能设计的结果。在我长时间深思熟虑后，似乎没有任何其他可能性能接近这一结论的真实性。
宇宙的质量
要具体探讨哪些宇宙特性指向“设计”，不妨从最宏观的一个特性——宇宙的质量——入手。这是精准调谐最令人震惊的例子之一。就像我们知道地球必须恰好是现在的大小一样，宇宙的大小似乎也必须是某种“精确”的数值。不过，很快你会发现，用“某种程度上”来描述宇宙质量的调谐显然是远远不够的。这个精确程度几乎超出了人类的理解能力。
首先，宇宙的质量直到最近才被科学所确认，而理解“宇宙质量”这一概念本身就不容易。然而，科学最终还是达到了能够揭示这个谜题的地步，甚至带来了令人不寒而栗的精确数据。据测算，可观测宇宙的总质量约为 1.5 × 10^53千克。需要说明的是，这只是“可观测”部分的宇宙质量，尚未包括暗物质和暗能量的质量。但即使如此，这个数字本身已经足够令人难以消化。
换个方式描述宇宙的质量，可以简单地说，宇宙中大约有 10^80 个原子——一个后面跟着 80 个零的数字。仅仅是知道这个数字本身就令人惊叹。但数字之外，还有一种方式可以让我们对宇宙的规模有更直观的感受：宇宙中包含约 2 万亿个星系，每个星系大约包含 1000 亿颗恒星。这些恒星大多数类似于我们的太阳，而太阳的直径为 86.5 万英里。除了恒星，宇宙还充满了行星、卫星、小行星、彗星、星云等几乎无穷无尽的天体。这些描述或许可以帮助我们对宇宙的规模有一些感性认识。
然而，真正令人难以理解的是，科学家们已经发现，宇宙的质量是经过精确调谐的，其精确程度几乎无法形容。根据科学家的研究，整个宇宙的质量必须正好是它现在的数值，生命才可能在地球上存在。在探讨这个“正好”之前，我们可以先看一下科学家们为何相信这一点。例如，如果宇宙的质量稍小一点，生命所需的基本元素——如氮、氧和碳——就无法形成。而这个问题的第二层次——引力的作用——更加引人深思。
我们知道，质量越大的物体，其引力作用就越强。因此，如果宇宙的质量稍大一些，引力就会过于强大，无法允许宇宙从大爆炸中膨胀到现在的状态。引力会在某个阶段超过膨胀的力量，从而“刹车”膨胀过程，最终导致所有物质聚集成比太阳大得多的天体，并进一步坍缩成黑洞或中子星。由于这些天体的密度极高，连原子都会被压碎，更不用说生命的存在了。
反之，如果宇宙的质量稍小一些，膨胀速度就会过快，引力不足以形成恒星和行星。结果，宇宙将只剩下一片无尽的气体和尘埃。
令人几乎抓狂的是，宇宙质量的调谐精确度究竟到了什么程度。在《为何宇宙是现在的模样》一书中，加州理工学院的天体物理学家休·罗斯（Hugh Ross）详细解释了这一点：
在宇宙早期的某些阶段，其质量密度必须精确到 1/10^60 的水平，才能允许生命在宇宙中的任何地方或任何时间存在。这种调谐程度之高，就好比在宇宙形成之初，有人只需要增加或减少一个硬币的质量，就能摧毁整个宇宙中生命存在的可能性。
是的，只要增加或减少一个硬币的质量——这个事实让人瞠目结舌。硬币的质量几乎可以忽略不计，但休·罗斯的研究表明，就是这微不足道的质量差异，可能决定了我们的存在与否。这样的结论看似荒谬到难以接受，但科学已经发展到足以证实它的地步。尽管如此，这种说法实在令人难以理性处理，因为它几乎颠覆了常识。然而，这并不是某位异想天开的疯子的胡言乱语，而是冷静无情的科学共识。
这种难以解释的精确调谐使许多科学家感到不安，但事实就摆在那里，让任何理性的人都陷入沉思。对此，我们还能说些什么呢？
不过，在深入探讨宇宙质量这一惊人现象之前，值得一提的是，这只是精准调谐的一个方面。是的，它的确让人感到震撼甚至畏惧，但宇宙中还有数十甚至上百种类似的调谐变量。虽然这些变量的调谐精确度可能没有宇宙质量那般极端，但它们同样耐人寻味。例如，接下来让我们简要讨论一下宇宙中的四种基本力。
宇宙的四大基本力
大多数人（包括许多非物理学家）对宇宙的四大基本力知之甚少。然而，这四种基本力的重要性无可比拟，因为它们支撑着整个宇宙的结构，甚至连每个原子的存在都依赖于它们。这四种力分别是：1）引力，2）电磁力，3）弱核力，4）强核力。
保罗·戴维斯曾提到这些力的精准调谐现象：
很难不产生这样的印象：宇宙的当前结构似乎对数值的微小变化极为敏感，仿佛是经过精心设计的。自然界赋予这些基本常数的数值看似奇迹般的巧合，或许是证明宇宙存在设计元素的最有力证据。
当然，“自然界”并不会自主赋予事物特定的数值，更别提是在自然界本身从虚无中“爆炸”而成不到百万分之一秒的时间内。然而，这正是问题所在：自然界既没有智力来计算这些，也没有意志去创造任何东西。然而，这四大基本力的每一种，都被以令人难以置信的精确度校准，以至于人们很难不去假设，这背后可能存在某种无限智慧，以及某种早已存在的创造愿望。几乎可以肯定的一点是：这种现象不可能是“随机”发生的。没有了解这些细节的人会相信它“恰好发生了”，就像没有人会相信莎士比亚的戏剧、“帕台农神庙”、“斗兽场”、长城或金字塔是“恰好”完成的一样。有些事情就是不可能“恰好发生”，宇宙便是其中之一。
关于这四大基本力，最广为人知且可直观感受的是引力。我们天生对它的强度有所认知，因为如果它的作用力是现在的两倍，我们就会感到比现在重两倍。引力的具体数值是可以强一些或弱一些的，这一点不难理解，因为我们每天都在经历它的影响。至于另外三种力，虽然难以直接感知，但它们都有一个共同点：它们的数值在宇宙大爆炸后不到百万分之一秒的时间内就已确定，并在接近 140 亿年的时间里始终保持不变。而它们的调谐程度之高，则是宇宙能够孕育生命的关键所在。
强核力的精准调谐
我们先从强核力开始。它是使质子和中子结合在一起的力量。质子和中子共同构成原子的核，而电子则围绕核运行。如果这种力量稍微弱 2%，它将不足以将质子和中子结合在一起，它们会分离开来，导致整个宇宙中只有氢元素——其原子核只有一个质子而没有中子。一个仅由氢组成的宇宙显然无法支持生命的存在。
然而，如果这种强核力强 0.3%，情况同样会变得糟糕。质子和中子会由于过强的吸引力而过度堆积，形成质量过大的原子核，这些核只能构成类似重元素的物质。结果是，宇宙中不会有氢元素。而一个没有氢元素的宇宙，与一个仅有氢元素的宇宙一样，无法孕育生命。
科学告诉我们，这种精确调谐发生在近 140 亿年前的大爆炸后的第一个百万分之一秒内，并从未改变过。如果强核力的数值不是现在的样子，生命将无从谈起。这一点本身令人震撼——为什么它会如此精确地“刚好正确”，从而使宇宙按现在的样子形成，并最终在我们的星球上支持生命？
电磁力的精准调谐
接下来我们讨论电磁力。众所周知，生命的存在依赖于各种化学元素，不仅仅是氢、氧、铁、氦、氮和碳。最低限度而言，人类需要至少 22 种不同的化学元素。而这些元素的形成依赖于原子之间的相互作用——具体来说，是电子从一个原子的轨道跃迁到另一个原子的轨道。
电磁力的作用是使电子保持在原子核周围的轨道上。如果这种力稍弱一些，电子就会轻易离开它们的轨道；如果稍强一些，电子就永远无法脱离原子核的束缚。在这两种情况下，元素的多样性都无法形成。因此，为了让足够多的化学元素存在，电磁力必须被精确地校准。
而现实是，它的确被完美地校准了——于是我们存在了。
力之间的完美比例
比四种基本力各自的调谐更令人叹为观止的，是它们之间的比例被完美校准。例如，保罗·戴维斯计算得出，如果强核力与电磁力的比例偏差哪怕仅仅 10^-16 的一个单位，生命就无法存在。这一调谐的精确程度令人难以想象，而这一结论出自一位世界顶尖物理学家——一个对宗教持怀疑态度的人。戴维斯指出，如果这个比例稍有不同，宇宙就不会以我们所知的方式存在。那么，为什么这些惊人的发现似乎不为人所知呢？
让我们再看看另一个力之间的比例——引力与电磁力的比例。我们知道，宇宙必须同时拥有足够多的大恒星和小恒星，才能支持生命的存在。大恒星的作用在于，它们的内部能够生成生命必需的元素，例如铁。没有铁，生命无法存在，因为铁是构成所有动植物 DNA 的必要成分，同时它也是血红蛋白的核心元素。血红蛋白将氧气从肺输送到身体其他部位，同时将二氧化碳从身体组织带回肺部。此外，铁还在无数其他生物过程中不可或缺。而铁的来源只有一种：那些质量是太阳的 10 到 70 倍的超级恒星。这些恒星经过数十亿年的燃烧，最终以超新星爆发的形式释放出铁和其他元素——这是我们身体中铁元素的真正来源。
然而，我们不仅需要大恒星，也需要像太阳这样的小恒星。太阳能够稳定燃烧数十亿年，为地球提供持续的光和热。同样，我们还需要比太阳更小的恒星来构成星系的多样性。而要让这种多样性存在，引力与电磁力之间的比例必须被精确校准。据科学家所说，这个比例的误差范围不能超过 10^-40。这是一个几乎无法想象的精度。一个 10 后面跟着 40 个零的数字，超出了普通人的理解范围。
如果我们说这个比例的误差范围是百万分之一（10^-6），任何人都会理解这种调谐的精确性是惊人的；如果是十亿分之一（10^-9），我们依然能够努力理解它的巨大意义。然而，10^-40 是一种完全不同的尺度。这种精确性是科学家们坚称的宇宙形成和生命存在所必须的条件。
惊人的硬币比喻
为了帮助我们理解 10^-40 的意义，休·罗斯提出了一个形象的比喻。他让我们想象用硬币覆盖美国大陆和阿拉斯加的土地。当覆盖完成后，再用硬币覆盖加拿大、墨西哥，以及中美洲的一半区域。别急，这还不够——继续堆叠这些硬币，直到它们的高度超过麦金利山（约 20,000 英尺）。然后继续堆叠，直到硬币的高度是麦金利山的 12 倍，即 240,000 英尺。
这还没完，再继续堆叠硬币，直到它们的高度达到麦金利山的 5000 倍，即 240,000 英里。到这个高度时，硬币已经抵达月球。然而，你不需要担心这些硬币，因为月球上没有人。
一旦你完成了在北美洲大小的大陆上堆放硬币的任务，请再在 10 亿个相当于北美洲大小的大陆上重复同样的操作，将硬币堆至 240,000 英里的高度。如果找不到确切数量的大陆，不用担心，你并不孤单。现在，你应该已经覆盖了 10 亿块大陆，每块大陆上的硬币堆叠高度直达月球。如果你漏掉了任何一块大陆，现在是回头补救的最佳时机。确认无误后，告诉你的朋友，在这些堆满硬币的 10 亿块大陆中某处——在任意一块大陆和任意一个高度——藏着一枚红色硬币。但无论如何，不要告诉他们这枚红色硬币的确切位置。
如果你能想象在这些高达月球的硬币堆中寻找那枚红色硬币，你便对引力和电磁力比例的最大允许误差有了直观认识。科学家指出，只有当这个比例的偏差小于 10^-40，生命才有可能存在。
精准调谐的必然性
这还只是宇宙中众多精准调谐变量之一，类似的变量几乎同样复杂，甚至更为惊人。我们必须不断提醒自己：如果任何一个变量出现偏差，整个宇宙和生命都会随之消失。这是科学的结论。每一个变量都必须被精确地校准，尽管听上去有些荒诞，但这些正是生命存在的必要条件。
例如，若引力的数值有 10^-34 的微小变化，宇宙中就不会有能够支持生命的行星。而所有这些变量的调谐程度，无论多么不可思议，都是科学认为地球上生命存在的绝对必要条件。但更令人震撼的例子还在后面。
史蒂文·温伯格和宇宙学常数
美国诺贝尔奖得主、物理学家史蒂文·温伯格（Steven Weinberg）是一个无神论者，对宗教持明显的厌恶态度。在接受“大爆炸理论”之前，他曾坦言，“稳态宇宙理论在哲学上是最具吸引力的，因为它最不像《创世纪》中的描述。”尽管如此，他也承认：“如果某些物理量的数值稍有不同，生命将无法以我们所知的方式存在。”这是科学的共识。然而，这些已经提到的调谐现象，与温伯格研究出的最精妙的常数相比，仍显逊色。
温伯格谈到了宇宙的能量密度，也就是通常所说的“宇宙学常数”。他指出，这是目前已知最为精妙的调谐现象。如果这个常数的数值有哪怕 10^-120 的微小变化，生命将无法存在。
一个几乎无法理解的数字
那么，什么是 10^-120？一个后面跟着 120 个零的数字是什么概念？即使是百万（10^6）的误差范围，我们已经可以感受到其精确性了；而一百万不过是 1 后跟 6 个零。十亿（10^9）或一兆（10^12）虽然庞大，但尚可理解。然而，10^120 的量级几乎超越了人类想象的极限。
换句话说，这个数字是这样的：
1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000。
与之相比，整个宇宙中的原子总数是 10^80，而宇宙的直径是 930 亿光年。一个光年大约是 6 万亿英里。我们的大脑根本无法完全理解这些规模，但这些数字是现代科学的结论，我们只能接受它。
随机发生的可能性？
既然如此，我们的存在在逻辑上是否还可能被认为是“随机”的结果？更值得注意的是，每一个这些巨大的数字还需要与其他变量的数字相乘才能得到完整的全貌。结果是一个如此庞大的数字，以至于不可能想象宇宙、地球和我们的存在仅仅是“偶然”形成的。科学的明确结论是，任何参数的微小偏差都会毁灭生命存在的可能性。
因此，仅仅将这一切视为“偶然”的结果，不仅显得荒唐，甚至让人联想到电影《阿呆与阿瓜》中金·凯瑞的角色听到女孩说她和他在一起的可能性是“一百万分之一”时的反应：“所以你是说还有可能咯？”答案显然是：
不，真的没有可能。
