专家文章：生命是时空的意外产品吗？

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参考消息网10月19日报导美国《大西洋》月刊网站近来刊登题为《生命是空间与时间的意外产品》的一篇文章，作者是麻省理工学院物理学教授艾伦·莱特曼。文章摘编如下：

和地球上的许多人相同，詹姆斯·韦布空间望远镜拍照的榜首批相片让我感到入神：花边状的星系旋臂、星云的杏色细丝、爆破恒星的残余物。韦布空间望远镜的使命之一是寻觅国际中其他当地存在生命的痕迹。这一使命带给人们的视觉冲击或许没那么大，但仍具有革命性。韦布空间望远镜经过剖析穿过悠远行星大气层的星光来履行这项严重探究使命。每一种分子都会在穿过光线时留下自己的特别印记，而一些分子——比方氧、二氧化碳和甲烷——标明下方这颗星球或许存在着生命方式。事实上，韦布空间望远镜现已在太阳系外的至少一颗行星上发现了二氧化碳存在的依据。

生命极端稀有

鉴于咱们的星系中有着数十亿行星，而人类可观测到的国际中有着数十亿星系，很少有科学家以为，地球是仅有存在生命的星球。虽然如此，找到国际中其他当地存在生命的切当依据将具有深入的情感、心思、哲学和神学含义。这样的发现将促进人类从头考虑咱们的一些根本信仰：咱们怎么界说“生命”？生命或许以哪些方式存在？生命来自何处？是否存在某种国际群落？

事实上，最近的科学研讨标明，国际中的生命十分稀有。几年前，我使用开普勒卫星的观测成果预算了或许存在宜居行星的恒星份额。核算得出的成果是，即便全部宜居行星上都存在生命，国际中以生命方式存在的物质占比也十分小：大约是10的18次方分之一。这就像戈壁滩上的几粒沙子。很显然，生命源于原子和分子的一种十分特别的摆放。

生命或许比这更稀有。20世纪70年代中期，澳大利亚物理学家布兰登·卡特指出，咱们地点的国际好像特别合适生命的呈现。举例来说，假定把原子中心连接起来的核力略微再弱一点，那么生命所需的杂乱原子就永久不会构成。假如它更强一点，那么重生国际中的全部氢都会融组成氦。没有氢，水就不会存在，而大多数生物学家以为水是生命呈现所必需的。另一个比方是：假如咱们观测到的充溢国际的“暗能量”（这是1998年发现的）更多一些，那么国际就会敏捷胀大，以致于物质永久无法集合到一同构成恒星，而全部对生命来说必不可少的杂乱原子要在恒星内部构成。但假如暗能量值稍小一些，国际就会以极快的速度胀大和再坍缩，以至于恒星来不及构成。

卡特以为，咱们的国际为生命的呈现进行了完美微调，这被称为人择原理。该原理提出的一个深入问题是：为什么？为什么国际要关怀它是否含有生命物质？这个问题的一个答案是：国际是由才智规划发生的，即咱们的国际是由一个无所不能、方针清晰的存在发明出来的，他期望国际中有生命存在。另一种更科学的解说是：咱们的国际仅仅很多国际中的一个（即多元国际论），它们各自有着不同的核力强度、暗能量值以及其他许多根本参数。在大多数国际中，这些数值没有落在答应生命呈现的狭隘范围内。而咱们生活在一个对生命友爱的国际中，不然人类就不会呈现。咱们的存在——以及咱们所在的国际本身——仅仅是个意外，是国际骰子的一次抛掷。

遵从自然法则

相似的思路能够解说地球为何具有如此有利于生命存在的条件：液态水、合适的温度（就现在而言）、足够的氧气以供较高水平的推陈出新。清楚明了的解说是，有许多行星——即便是在咱们自己的太阳系内——没有液态水、迷人的温度或富含氧气的大气，那些行星上没有生命。咱们能在这儿盖房子、写小说并问询关于咱们本身存在的问题，是由于咱们生活在一个合适生命存在的行星上，而这样的行星是很少的。总而言之，有生命的物质不仅在咱们的国际中十分稀有，在大多数或许的国际中好像都不存在。

在卡特宣布他的论文时，我正在康奈尔大学从事天体物理学研讨。在康奈尔大学，我遇到了许多科技范畴的大师，比方埃德温·萨尔彼得、托马斯·戈尔德和汉斯·贝特。戈尔德1920年出生于维也纳，是一位理论天体物理学家和生物物理学家。他并不特别拿手数学核算，却是一位聪明和斗胆的直觉主义者。

1948年，戈尔德与其他天体物理学家协作，用一种叫作国际学“稳态”的理论来应战大爆破理论。这一理论以为，国际没有开端也没有完毕。即便在扩张过程中（由于假定新物质不断被发明），它好像也不会改动，稳态理论终究被证明是过错的。戈尔德在1968年正确地假定，新发现的来自太空的脉冲无线电波是由快速旋转的中子星发生的。物理学家——尤其是戈尔德这样的理论物理学家——乐意信任，或许只要一个契合自然法则的国际，就像填字游戏只要仅有的解。假如那样的话，咱们就能推算出为什么咱们的国际是现在这个姿态。

但一起也存在这样的或许：还有其他许多具有不同特性的国际，相同的自然法则存在许多不同的解。这种或许性深深困扰着许多科学家。这有点像你走进一家鞋店，发现3码合适你，但6和11码居然也合适你。

存在多少国际

现代物理学家以他们能够依据“榜首原理”来核算全部而感到骄傲。比方说，物理学家能够使用“能量守恒”原理，核算出球从3英尺（约合91厘米）高处落下时碰击地上的速度。能量守恒原理以为，封闭系统中的总能量是稳定的，虽然能量的方式或许发生改动。相同，能量守恒原理遵从一个更深层的原理，即“时间不变性”：自然法则不随时间而改变。

物理学家使用这些根本原理核算出天空的色彩、行星的具体轨迹、电子中的磁性强度以及其他许多现象。但假如有许多不同的国际契合相同的开始原理和规则，那么咱们所在国际的特性就变得无法预算。咱们国际的一些根本特征必定带有随机性，但物理学家怨恨随机性。假如存在太多随机性，全部将变得无法猜测。手推车或许会忽然漂浮到空中；太阳或许有时升起，有时不升起；国际将变成一个可怕的当地。

多元国际概念还有一个更令人困扰的方面。即便其他国际是实在存在的，咱们或许也无法证明或辩驳它们的存在。从界说上讲，国际是一个独立的时空区域，咱们无法向另一个独立的时空区域发送信号，即便是在无限的未来。因而，一个国际不能与另一个国际通讯。

多元国际的假定只能是一种信仰，它无法被证明。正如科学家不喜欢意外相同，他们也不喜欢被逼承受他们无法证明的工作。但此时此刻，多元国际和咱们所在的这个奇特国际的其他方面关于人类来讲或许不光是不知道的，并且很大程度上是不可知的。虽然这样的观念违反了长期以来的科学传统，但它的确让咱们看到本身的藐小，这对任何工作来说都是一剂良药。

并非全部科学家都承受多元国际假定。但有一点几乎是必定的：咱们国际中的生命是极端稀有的。我现已解说过，生命在空间范畴是稀有的——只要一小部分物质以生命的方式存在。在绵长的国际发展史中，生命在时间范畴也是稀有的。未来的某个时间，或许在几千亿年后，当全部的恒星焚烧殆尽、全部的动力被耗尽后，咱们国际中的生命将会走向完结——不仅仅是与地球上相似的生命，还包含其他方式的生命。“生命的年代”将成为过去式。

咱们该怎么看待这种观念？对我来说，它供给了一种与全部生命体的亲近感。生命是国际用以进行自我调查的仅有机制。生命就像沙漠上的几粒沙子，它是原子和分子的一种特别摆放，它企图了解并记载这种令人耀眼的存在。从有限但实在的含义上说，生命协助赋予了国际含义。没有咱们，国际将相形见绌。

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