在漫漫宇宙中,我们的地球似乎只是无尽宇宙泡中的一颗微粒,而其他宇宙泡可能存在与我们不同的物理常数。想象一下,某个宇宙的光速或许并非三十万公里每小时,又或者某处的引力常数超乎电磁力常数(即静电力常数)。那么我们便会好奇,这些物理常数异于己处的宇宙中,是否会孕育生命?如果答案为“是”,请你细细品味我下面的叙述,并思考其背后的深远意义。

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两名物理学家兼宇宙学家詹金斯和佩雷斯正致力于这一课题的研究,他们在《科学美国人》上联合发表了一篇名为《到宇宙之外寻找生命》的文章。

我们都知道,在已知的宇宙中存在着四大基本力:

万有引力

电磁力

弱核力

强核力

然而,是否只有这四种力才足以构成与我们所处的宇宙类似的存在?答案是否定的。

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2006年,佩雷斯所在的研究团队揭示了一套物理学法则,它只依赖三种自然力——也就是说,不需要弱核力也能够塑造一个适宜生命生存的宇宙。

在这种缺少弱核力的宇宙中,常见的质子聚变成氦的核反应将不复存在,因为热核反应需要质子转变为中子,而弱核力正是这一转变的基础。然而,元素的生成仍有其他途径。

例如,我们的宇宙中物质数量远超反物质,但通过微调控制正反物质对称性的参数,就能确保大爆炸核合成产生大量氘核。氘是氢的同位素,也称重氢或氢2,其原子核比氢原子核多一个中子。这样一来,通过一个质子和一个氘核的聚变反应形成氦3,恒星依旧能够发光发热。

作为科学爱好者,你无需过于纠结这个过程的详细原理,我们只需信任物理学家的研究发现。

佩雷斯发现,与我们宇宙中的恒星相比,没有弱核力的恒星温度会略低,尺寸也更小。根据美国普林斯顿大学天体物理学家亚当·伯罗斯的计算机模拟,这种恒星可以持续“燃烧”大约七十亿年,其能量辐射率仅比太阳低几个百分点。

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此外,这种恒星同样能通过一系列核聚变反应合成更重的元素,一直到铁,甚至到元素序号为38的锶。有了这些重元素,一颗类地行星便能形成,但在弱核力缺失的星球上,由于缺乏放射性衰变,板块活动和火山活动等地质活动可能难以出现,但潮汐力仍有可能对行星表面产生影响。

而在这颗行星上的化学活动与地球几乎没有本质区别,除了元素周期表可能仅到38号元素,比锶更重的元素可能不存在或极为稀少。但没有物理法则禁止在这样的星球上产生我们所知的生命形式。

文章的另一位作者詹金斯也在进行类似的研究。他们通过微调标准模型中的一组参数,例如在确保有机化学过程发生的前提下,研究6种夸克中3种轻夸克的质量可以在何种范围内变化。

他们分析了一种宇宙,其中上夸克和奇异夸克的质量大致相同,而下夸克则要轻得多。如此一来,构成原子核的不再是质子和中子,而是中子和另一种重子——所谓的西格玛负超子。

至于詹金斯和他的团队的研究结论,那就是即便在这样一个完全不同的宇宙中,也能存在氢、碳、氧的稳定同位素,从而发生有机化学过程。至于这些元素能否在宇宙中大量形成,足以支持生命的诞生与进化,尽管还需要进一步研究,但至少可能性是存在的。

读到这里,你对于我之前提出的问题或许已经有了答案。

如果上述一切都是真实的,那么它就为我们找到了证实平行宇宙存在的另一种方法。如果有一天我们接收到了来自外星文明的信息,并从中解读出该宇宙的物理常数,或者通过他们的世界构造推测出他们的物理常数与我们宇宙的不同,那将是平行宇宙存在的铁证。

你可能会问:我们如何与别的宇宙泡进行通信呢?

现有理论认为引力有可能穿透宇宙泡,也就是说,可以用引力波与其他宇宙泡进行通信。

当然,这只是假说,尚未得到任何实验数据的支持。但我此前提到过,今天的主题是科幻素

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材,旨在帮助大家创作科幻作品。我们不妨将想象力拓展得更远,假设来自一个与我们宇宙物理结构不同的外星人来到地球,他们是否能够生存?

在本宇宙中直接暴露的话,他们可能会瞬间消失。但如果他们用某种类似能量场的保护罩将自己与本宇宙隔绝,或许能够维持稳定。这个问题我们就先放在这里,毕竟实在太科幻了。

我们再开启一个更大的想象空间。

你看过马特·达蒙主演的2010年科幻电影《命运规划局》吗?这部电影根据著名科幻小说家菲利普·迪克的短篇小说改编,在豆瓣的评分仅为6.9分,在科幻电影中算是较低的分数。

网友的评论典型如下:

“故事本身站不住脚,来去无踪,1984式的设计与‘自由意志’都是表面功夫,动机几乎落入唯神论,可以当作民间神话看待。”

“这哪里是科幻片,有科幻元素吗?编得没谱,还不如月光宝盒呢?”

老实说,我为它感到不值,觉得惋惜,如果导演让我做顾问,对剧本进行一些科学元素的增加,或许能提高这部电影的评分。

为了节省时间,电影情节我就不赘述了,大体上是一群超人能调整他人命运的故事。如果编剧将平行宇宙的概念作为科学元素植入进去,原本看似荒谬的神话,瞬间就能转变成一部硬科幻电影。

电影中,每个超人手里都有一本笔记本,内页像是城市下水管道图,男主、女主的命运是笔记本上的两道前进线,交点是两人相遇的时空坐标。

硬科幻与软科幻的区别在于是否有合理的科学解释。哪怕剧情设定再疯狂,只要有合理的解释,观众也会称赞。

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根据埃弗里特的多世界诠释,我们的每一次选择都代表一次宇宙的分裂。而人的命运由无数的选择构成,你之所以是你,无非是无数记忆片段的组合,人的命运本质上就是一条记忆片段串成的线。

当你做出选择时,在你看来是自由意志让你做出决定,从上帝视角来看,其实没有选择,所有可能的选择都已经发生。从上帝视角来看,作为记忆的主体,你就是在无数个平行宇宙中穿梭,每一个平行宇宙中的记忆片段串在一起,构成你的命运。

打个比方,我们每个人都像在玩一场跳棋游戏,从一个平行宇宙跳到另一个,每一步都有无数种选择,将你走过的路径串在一起,形成记忆,放进你的脑海,就构成了独一无二的你。这就从科学角度解释了电影中超人或上帝手里那本命运之书的原理。

讲到这个地步,那些钟爱哲学的朋友或许会提出,纵使这样的上帝视角真实存在,终归还是显得空洞乏味。假若上帝手中握有无数的命运剧本,在祂看来,即便这些剧本千变万化,他们仍然如同过期的报纸一般,因为一切都已成定局,对于无所不知的上帝来说,并无任何惊奇与值得插手之处,所有干预的结果也不过是另一本早已写好的故事集罢了。

能深思至此,你的洞察力实属非凡。然而,我必须提醒你,事实比你想象的还要错综复杂。早在百年前,有一位数学巨匠就已经论证出一个听上去颇为离奇的事实:即便上帝拥有无尽的故事集,他依然无法囊括一个人所有的命运剧本,总有他未曾记载的命运剧本存在,而且数量无穷无尽。

或许有些人已经猜到我所提及的那位数学大师是谁了。没错,他就是康托——集合论的创始者,尽管后来他的理论让他饱受精神折磨。他的这项数学论证,通常被称为“康托的对角线论证”。

下面,我将为你揭示为何上帝也无法记载下你所有可能的命运剧本。

首先,我们假定你的一种命运剧本就如同一串无尽的数字。为何说是无尽的呢?你可能会说人生有限,因此数字串的长度也应有限。然而,请注意,数字串的长度并不代表寿命的长短,因为人的每一步行为都有无尽的可能性,因此,人的命运剧本也是无尽的组合,我们仅仅是为每一种命运剧本分配一个数字串作为其编号。

接着,我们假设上帝手中握有无数的故事集,他企图用这些故事集来对应每一种你可能的命运。他能做到吗?若我们未曾学过集合论,从直觉上判断,或许会认为这应该轻而易举。毕竟,既然故事集是无尽的,还有什么做不到的呢?

然而,奇妙之处恰恰在于此。接下来,我要用反证法进行说明。

假设上帝已将每一种命运剧本与故事集一一对应,那么我们将每个数字串纵向排列,想象每个数字串如同一条珍珠项链,每颗数字如同一颗珍珠,然后将这些项链排成梯子状。

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此刻,如果我们能构想出一个数字串,这个数字串不属于梯子中的任何一条项链,那么这就意味着,即使上帝有无尽的故事集也无法完整记载你的命运剧本。

那么,如何构想出这个数字串呢?

我们将第一个数字取自第一条项链的第一颗珠子,第二个数字取自第二条项链的第二颗珠子,以此类推。如果将这些珠子用线连接起来,你会发现这条线正是梯子的对角线。

到此并未结束,因为取出的数字串有可能与梯子中的某条项链完全相同。为了确保不同,我们可以将新数字串的每个数字都加1或加上其他任何数字。

经过这一步骤,新数字串的第一个数字必定与第一条项链的第一个数字不同,第二个数字与第二条项链的第二个数字不同,以此类推,新数字串便肯定不会是梯子中的任何一条项链了。

论证完毕。

更重要的是,这样的新数字串有无穷多个。

我明白,要求你立刻理解这样一个高度抽象的论证或许过于严苛。

如果你还没完全明白这个论证,不要担心。你可以通过网络搜索“集合论对角线论证”或“康托对角线论证”找到相关视频讲解。如果在黑板上或通过动画演示,这个论证实际上连小学生也能理解,并不复杂。

现在,我该给出最终的启示了:即使是上帝,也无法预知你所有的可能命运,更别提那些算命先生了。在我们余下的生命中,命运剧本的可能性远超无穷,只要我们真诚地活着,就有无穷无尽的可能性等待我们去探索和创造。