人择原理究竟是什么,有科学易懂的解释吗?

发布网友 发布时间：2022-05-01 13:11

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热心网友 时间：2022-06-22 23:18

人择原理认为，如果我们将人类生命视为浩瀚宇宙中的特定条件，科学研究者们可能会把这个原理当作是追寻宇宙未知属性与人类生命诞生的起点。人择原理在宇宙学中，尤其是明显的“微调宇宙”中具有举足轻重的地位。

图解:宇宙历史的时刻（2009年6月）。美国航天局/美国航天局科学小组

人择原理最早由澳大利亚物理学家布兰登·卡特在1973年发表。在尼古拉哥白尼诞辰500周年纪念会上，卡特提出人择原理，这一原理与从各方面否认人类在宇宙中的特殊地位的哥白尼原理是完全对立的。

图解: 肖像，于1580年的托伦旧市区

如今，卡特并不认为人类在宇宙中处在中心地位。但哥白尼原则仍然是完整的。（根据哥白尼原理“人择”意味着“与人类相关或者人类的生存时期”，正如下面的引述所指出的，这种解释有些不合适）。与之相反，卡特的想法仅仅是人类的生命是证据的一部分，它本身不能够完全大打折扣。正如卡特所说，“虽然我们所处的位置不一定是中心，但不可避免的，在某种程度上处于特殊的地位。”由此，卡特始终质疑缺乏理论支撑的哥白尼原理。

在哥白尼之前，人们的观点是，地球是一个特别的地方，遵守着与宇宙中的天空，恒星及其它行星所不同的物理定律等等。当我们认为地球在本质上并没有什么不同，很自然能得出它的对立假设:宇宙中所有区域都是一样的。

图解: 《哥白尼与上帝对话》，扬·马泰伊科绘

我们可以想象一下，大部分的宇宙物理环境都不适合人类的生存。例如，是不是宇宙的形成导致电磁斥力比强核相互作用的引力更强？在这种情况下，质子与其他质子相斥而不是相互吸引结合至原子核上。这样就不会形成原子，而根据当前的研究，没有原子就没有生命！

那么，如何从科学的角度解释我们的宇宙并非如此？根据卡特的理论，我们之所以提出这个问题意味着我们显然无法存在于这个宇宙中，或者任何其他不适合我们生存的宇宙。那些其他的宇宙可能已经形成，但是我们无法在那里询问这个问题。

卡特提出人择原理的两种版本，随着时间推移，它们被不断提炼和改进。下面是我自己提取主要关键词后所做出的总结:

·弱人择原理 (WAP)：观察得到的科学数据证明，宇宙中必然有至少一个区域的物理特性适合人类的生存，并且我们确实生存在此区域。

·强人择原理：(SAP)：宇宙中一定存在某些特性，在一定程度上允许生命存在。

强人择原理饱受争议。在某种程度上，自我们存在以来，这已成为不容置疑的真理。然而，1986年出版的《宇宙人择理论》一书中，物理学家约翰·D·巴罗和法兰克·迪普勒提出具有争议性的观点，“必然”并不是一种局域宇宙观察所得到的事实，而是任何宇宙存在的基础条件。他们的观点主要基于量子物理以及物理学家约翰·阿奇博尔德·惠勒提出的参与性人择原理。

你可能会认为没有比上述更具有争议性的理论了，而巴罗和蒂普勒在卡特（或者说惠勒）的理论基础上又做了更深入的研究，他们得出了新观点，但这些观点在科学界的宇宙基础条件下可信赖度不高：

最终人择原理（FAP）：包含智慧的资讯处理过程一定会在宇宙中出现，而且，一旦它出现了就不会灭亡。

现在没有任何物理理论认为最终人择原理具有任何科学重要度。大多数人认为这只是穿着模糊科学外衣的神学理论。但是，作为“智能信息处理”生物，我假设至少直到我们发明了智能机器为止，我们的手指可以不受任何伤害的交叉在上面，我认为即使是最终人择原理都无法阻止机器人灾难的产生。

如上所述，无论是弱人择原理还是强人择原理，在某种意义上来讲都是关于我们在宇宙中所处地位的老生常谈。既然我们知道我们存在，我们可以基于上述知识得出一些关于宇宙的特定观点（或者至少关于我们所在宇宙区域）。我认为以下引用可以总结这一观点的依据：

“显然，当支撑星球上生命的生物体考查他们周边的世界，他们一定会寻找使他们最为舒适的环境以生存。”

可以将此理论转化为科学原则：我们的存在为我们施加了规则，它决定我们在何时何地有能力去观察宇宙。也就是说，我们的存在*了我们发现自身的特定环境。这个原理被称为弱人择原理。一个比“人择原理”更为恰当的术语是“选择原理”， “因为这一原则是指我们对自身存在的认识如何施加规则，使我们在所有可能的环境中，只选择那些允许生命特征产生的环境。”

人择原理在宇宙学中最重要的角色就是解释了我们宇宙的特性。过去，宇宙学家相信他们会发现某种基本属性，使我们观察到的宇宙具有特殊值。然而，事实证明宇宙中存在多种值，这些值具有特定的极小范围，从而使得我们的宇宙能够以它的方式运行。这就是微调问题，这个问题解释了这些值如何微调以使得人类生存。

卡特的人择原理适用于广泛理论上可能的宇宙，每一个宇宙都包含不同的物理属性，并且能够让人类存在的宇宙集合是（相对）小的。这就是为什么物理学家认为可能存在多个宇宙的根本原因。

这个原理极受宇宙学家及研究弦理论的物理学家欢迎。物理学家发现弦理论可能有多种变体（可能多达10^500种，这甚至让弦理论学家也难以置信！），特别是伦纳德·萨斯坎德已经接纳这样的观点：弦理论的范围巨大，这也许可以引领我们认识多种宇宙，并且人择原理应当应用于证明与我们所在空间相关的科学理论。

关于人择原理的应用，最好的例子就是史蒂文·温伯格用其预测宇宙常数的值，并且得到一个可预测极小正数的值，然而这与当时的期望值并不相符。在近十年之后，当物理学家发现宇宙正在加速膨胀，温伯格意识到早期他关于人择原理的推理已被发现：

在发现宇宙加速膨胀后不久，物理学家史蒂文·温伯格基于他十多年前得到的论点提出：在发现暗物质之前，我们所测得的宇宙常数的值可能是由“人择”所选择的。也就是说，如果存在多个宇宙，并且在每个宇宙中空白空间的能量是基于某些概率分布而随机选择的值，那么只有在那些宇宙常数值与我们的测量值相同的宇宙中，才可能存在着生命进化。换句话说，我们存在于一个允许我们存在的宇宙中，这种说法也不足为奇！

实际上对于人择原理的批评者不在少数。在弦理论两个比较流行的批评中，李· 斯莫林的“物理学的困惑”以及彼得·沃伊特的“连错都算不上”把人择原理看作是争论的主要观点之一。

批评家们提出了确凿的观点认为人择原理是一种逃避，因为它重构了科学界通常研究的问题。与寻找特定值以及解释为何这些值以此值存在不同，只要能够与已知结果相一致，它允许一个关于这些值的集合。关于这个原理还有着许多不确定问题。

热心网友 时间：2022-06-23 00:36

热心网友 时间：2022-06-23 02:11

热心网友 时间：2022-06-23 04:02