我們難以置信的存在並非是多元宇宙的證據

機率學專家發現了理論家推理中的邏輯缺陷

我們存在,而且我們是生物。由此可見,我們所居住的宇宙必須與生命的存在相容。然而,隨著科學家們研究支配我們宇宙的基本原理,他們發現像我們這樣的宇宙與生命相容的機率極低。我們可以模擬如果宇宙的常數——引力強度、電子質量、宇宙常數——稍有不同,宇宙會是什麼樣子。現在已經清楚的是,在這些常數的巨大範圍內,它們必須幾乎完全具有它們現在的值,生命才有可能存在。物理學家李·斯莫林計算出,生命相容的數字偶然出現的機率是1/10229

物理學家將這一發現稱為物理學為生命的“精細調整”。我們應該如何理解它?有些人認為這僅僅是我們好運的證據。但許多著名的科學家——馬丁·里斯艾倫·古思馬克斯·泰格馬克——認為這是我們生活在多元宇宙中的證據:我們的宇宙只是一個巨大的、也許是無限的世界集合中的一個。他們希望這能讓我們對精細調整給出一種“打字機上的猴子”式的解釋。如果你有足夠多的猴子在打字機上隨機亂敲,那麼其中一隻碰巧寫出一段英文就不是那麼不可能了。以此類推,如果有足夠多的宇宙,其物理常數有足夠的差異,那麼其中一個宇宙碰巧具有適合生命的數字就變得在統計學上很可能了。

這種解釋在直覺上是有道理的。然而,機率數學專家指出,從精細調整推斷出多元宇宙是謬誤推理的一個例子。具體來說,多元宇宙理論家犯了逆賭徒謬誤,這是對常規賭徒謬誤的一種輕微扭曲。在常規賭徒謬誤中,賭徒在賭場待了一整晚,運氣一直很差。她心想:“我的下一次擲骰子肯定會是好的,因為我不可能整晚都擲得很差!” 這是一種謬誤,因為對於任何一次特定的擲骰子,例如,擲出兩個六點的機率是相同的:1/36。賭徒當晚擲了多少次與下一次擲骰子是否會是兩個六點無關。


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在逆賭徒謬誤中,一位訪客走進賭場,她看到的第一件事就是有人擲出了兩個六點。她想:“哇,這個人肯定玩了很長時間了,因為他們不可能僅僅擲一次就運氣這麼好。” 這也是謬誤,原因相同。賭場訪客只觀察到一次擲骰子,而這一次擲骰子結果好的機率與任何其他擲骰子相同:1/36。玩家在此刻之前擲了多久與訪客觀察到的那一次擲骰子是兩個六點的機率無關。

哲學家伊恩·哈金是第一個將逆賭徒謬誤與多元宇宙論證聯絡起來的人,他專注於物理學家約翰·惠勒的振盪宇宙理論,該理論認為我們的宇宙是漫長時間序列中的最新一個宇宙。正如賭場訪客說“哇,這個人肯定玩了很長時間了,因為他們不可能僅僅擲一次就運氣這麼好”一樣,多元宇宙理論家也說“哇,在這之前肯定有很多其他宇宙,因為如果只有一個宇宙,正確的數字不可能出現。”

後來的其他理論家意識到,這種指責普遍適用於每一種試圖從精細調整中推匯出多元宇宙的嘗試。考慮以下類比。你醒來時失憶了,不知道自己是怎麼到這裡的。在你面前是一隻猴子在打字機上亂敲,寫出完美的英語。這顯然需要解釋。你可能會想:“也許我在做夢……也許這是一隻訓練有素的猴子……也許這是一個機器人。” 你不會想的是“這裡肯定有很多其他猴子,大部分都在寫胡言亂語。” 你不會這樣想,因為需要解釋的是為什麼只猴子——你實際觀察到的唯一一隻猴子——在寫英語,而假設存在其他猴子並不能解釋只猴子正在做什麼。

有些人反駁說,這種反對從精細調整推斷出多元宇宙的論點忽略了精細調整案例中存在的選擇效應,即我們不可能觀察到一個沒有經過精細調整的宇宙。如果宇宙沒有經過精細調整,那麼生命將是不可能的,因此沒有人會在這裡觀察任何東西。當然,這種選擇效應是存在的,但這對於是否犯了謬誤沒有任何影響。我們可以透過在上一段的猴子和打字機類比中新增人為的選擇效應來看到這一點。考慮以下故事

你醒來發現自己在一個房間裡,對面坐著小丑(來自《蝙蝠俠》)和一隻名叫喬伊的猴子在打字機上。小丑告訴你,在你昏迷的時候,他決定玩個小遊戲。他給喬伊一個小時在打字機上亂敲,承諾如果喬伊寫出一些英文就釋放你,如果喬伊沒有寫出英文,就在你恢復意識之前殺死你。幸運的是,喬伊打出了“我愛香蕉的黃色”,因此你將被釋放。

在上面的故事中,你不可能觀察到喬伊打出任何非英語的東西——小丑會在你有機會之前殺死你——正如我們永遠不可能觀察到一個沒有經過精細調整的宇宙一樣。然而,推斷出有很多猴子仍然是不合理的。考慮到一隻普通的猴子僅僅透過隨機亂敲就寫出“我愛香蕉的黃色”是多麼不可能,你可能會懷疑有什麼詭計。然而,你不會得出的結論是,肯定有很多其他猴子在打字垃圾。同樣,你需要解釋的是為什麼喬伊在打英語,而假設存在其他猴子並不能解釋這一點。以此類推,我們需要解釋的是為什麼我們觀察到的唯一宇宙是經過精細調整的,而假設存在其他宇宙並不能解釋這一點。    

但是,難道沒有科學證據表明存在多元宇宙嗎?一些物理學家確實認為,存在一種暫定的經驗證據支援某種多元宇宙,即永恆膨脹假說所描述的多元宇宙。根據永恆膨脹理論,存在一個巨大的、指數膨脹的超空間,其中某些區域減速形成“泡泡宇宙”,我們的宇宙就是這樣一個泡泡宇宙。然而,沒有經驗依據認為物理常數——引力強度、電子質量等——在這些不同的泡泡宇宙中是不同的。如果沒有這種變化,精細調整問題會變得更糟:我們現在有大量的猴子,所有猴子都在打英語。

在這一點上,許多人引入了弦理論。弦理論提供了一種理解可能性的方法,即不同的泡泡可能具有不同的常數。根據弦理論,所謂的物理學“固定”數字是由空間的相位決定的,在所謂的“弦景觀”中,存在10500種不同的空間相位。可能是隨機過程確保了來自弦景觀的各種可能性在不同的泡泡宇宙中得以實現。然而,同樣,沒有經驗理由認為這種可能性是真實的。

一些科學家認真對待多元宇宙的可能性,即不同宇宙中的常數各不相同,原因是這似乎解釋了精細調整。但仔細研究後,從精細調整推斷出多元宇宙被證明是錯誤推理的例子。那麼,我們應該如何理解精細調整呢?也許還有其他解釋它的方法。或者,也許我們只是幸運。   

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