新生物学的挑战钱锟 「现代物理学遭遇前所未有的挑战」是真实的吗?

在这次演讲中,克里夫谈到了“宇宙中存在最危险的两个量”。这两者决定了我们在宇宙间所看到的一切物质、结构和生命。他表示,倘若这两个量出现任何“异常”,整个世界或许都将成为一个空虚无生命的地方。 克里夫说:“实际上,希格斯场这盏灯只是微弱地点亮着。

它的强度值不是0,但比完全值要小1亿亿倍,这有点像灯的开关被卡在接近关闭的位置上。这个值非常关键,如果它有任何细微的差异,那么,整个宇宙的物质世界都将不复存在。

” 希格斯场的强度为何有着如此精妙而微弱的量值令人觉得匪夷所思。 …… “我们并不知道暗能量究竟是何方神圣。”克里夫表示,“最好的解释是,它是虚空自身的能量,即真空的能量。” 如果这是真的,那么,科学家们应该可以计算出虚空的总能量,从而得到一个代表暗能量强度的值。

尽管理论物理学家们也这样做了,但结果却令他们抓狂。克里夫说:“暗能量的值应该为我们根据天文学方法观察到的数值的10^120倍,它比宇宙中任何数据都要大,为宇宙间原子总数的千万亿亿倍。

” 不过我们很幸运,暗能量比理论预测要小很多。如果按照理论模型,那么暗能量的排斥力将把整个宇宙撕裂,将原子紧紧绑在一起的基本力在其面前溃不成军,星球、星系、恒星、行星都无法形成,我们所知道的任何生命都无法存在。

克里夫说的其实很明确:有两个基本物理常数的取值很微妙,如果和它们当前的实际值稍有差别,宇宙就会不适合智慧生命生存。而它们为什么取当前的值,理论上还无法解释。这就是所谓“前所未有的挑战”。

这是不是挑战呢?当然是。是不是前所未有的挑战呢?不是。有许多基本物理常数都是如此,只要稍有变化就会让宇宙变得不适合智慧生命生存。实际上,简直不是“许多”基本物理常数,而是几乎所有的基本物理常数,诸如电子质量、质子质量、光速、万有引力常数……全都如此。

如果弱力更弱,那么在早期宇宙H都会变成He,因而不存在正常恒星。如果弱力更强,爆发的超新星就不会喷出外壳,不能在星际空间撒下生命所需的重元素。如果质子比现在重0.

2%,就会衰变成中子。在这个意义上,我们所处的宇宙是经过“精细调节”的,各种物理常数似乎都被精心选择在一个很小的适合人类生存的区间里。就连空间维度的数目都可能是被生命的存在固定的。只有在三维才可能有稳定的椭圆轨道。

在其它维度中,可以有圆周轨道,但不稳定。一个小小的干扰,如其它行星的引力,就会使行星要么落入太阳,要么脱离太阳。此外,在多于三维时,引力随距离下降太快,所以太阳要么分裂,要么坍塌变成黑洞。这些在几十年前宇宙学刚开始发展时就已经注意到了,远不需要等到现在。所以希格斯场和暗能量仅仅是在一串很长的名单上再加上两个而已,压根谈不上什么“前所未有”的挑战。

霍金在《大设计》中花了很多篇幅讲这个“精细调节”,然后还引了中国哲人列御寇的话:“天之于民厚矣!殖五谷,生鱼鸟以为之用。”这个姿势我给100分!

如何解释这种现象?宗教信徒会认为是上帝的眷顾,但对科学家来说,顺理成章的解释是人择原理,其基本思想如下。这些基本物理常数确实可以取另外的值,产生很多不同的宇宙。但大多数宇宙中无法产生智慧生命,也就不会有人来研究它们。我们既然在研究我们的宇宙,就决定了我们的宇宙必然是允许智慧生命产生的。这就好比我们在一栋大楼里观察周围的材料,发现都是钢筋混凝土,这丝毫不令人感到奇怪,如果不是这样怎么会有大楼呢?

有人可能会觉得人择原理只是同义反复,是哲学家的空谈。非也,人择原理是个很强的科学论断,是可以做预测的!

宇宙学早期的一个难题是,宇宙中为什么有这么多的碳元素?这是因为按照通常的考虑,C原子核来自三个He原子核的聚变,而三个原子核碰撞到一起是非常少见的,比两个原子核碰撞到一起少见得多。对三个He核合成C核的电脑模拟表明,如果强核力的强度改变0.

5%,或电磁力改变4%,恒星中就无法生成C或O,毁灭我们所知的生命的可能性。为了解决这个困难,1952年福雷德·霍伊尔(Fred Hoyle‎,1915 - 2001)预言,Be核(两个He核的聚变产物)与He核的能量之和必然与C核的某个态的能量极其接近,产生偶然的共振,这样就会大大提高生成C的几率。

在这个意义上,核物理定律是顾及它们在恒星内部产生的后果而被设计的。基于霍伊尔的建议,威廉·福勒(William Alfred Fowler,1911 - 1995,1983年诺贝尔物理学奖得主)真的找到了这个共振态!

《大设计》的最终结论是推销M理论,即超弦理论的升级版。M理论的特点,就是许多基本常数有多种选择,总的组合高达10的500次方之多。爱因斯坦有一次问助手:“上帝在创生宇宙时有选择吗?”按照M理论,不但有选择,而且选择太多了,高达10的500次方的数量级!这么多可能的宇宙中,只有极少数的一些可以产生智慧生命。理论不唯一原本是超弦理论和M理论的缺点,现在却成了优点,以一种类似进化论的方式解释了宇宙。

了解了这些之后,再来看报道的原文,会发现完全在《大设计》的轨道上。

这不就是M理论的多宇宙进化论思想?

最终结论是向公众要钱,建更大的加速器。完全可以理解……