在我們的宇宙之外，存在著無(wú)窮無(wú)盡的宇宙，每一個(gè)宇宙或許都有著截然不同的物理法則。我們所熟知的宇宙是這些宇宙中的一員，是否在其他的宇宙中也孕育著生命之花？倘若答案是肯定的，那么，這究竟意味著什么？
正如兩位宇宙學(xué)家詹金斯和佩雷斯所研究的課題，他們分別來(lái)自美國(guó)和以色列。兩人在《科學(xué)美國(guó)人》上聯(lián)合署名發(fā)表了一篇文章，題為《到宇宙之外尋找生命》。
關(guān)于我們所在的宇宙，你應(yīng)當(dāng)知曉，它由四種基本力量組成：
萬(wàn)有引力
電磁力
弱核力
強(qiáng)核力
難道必須要這四種力量共同作用，宇宙才能形成？答案并非如此。
2006年，佩雷斯的研究團(tuán)隊(duì)揭示了一套物理規(guī)律，該規(guī)律僅依賴于自然界中的三種力量，而不包含弱核力。在這樣的宇宙中，氫原子聚變成氦的常見反應(yīng)將不復(fù)存在，因?yàn)闊岷朔磻?yīng)需要質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?，而這一過(guò)程需要弱核力作為先決條件。即便如此，元素的形成依然可以通過(guò)其他路徑完成。
例如，我們的宇宙中物質(zhì)的數(shù)量遠(yuǎn)超過(guò)反物質(zhì)，但只需微調(diào)控制正反物質(zhì)對(duì)稱性的參數(shù)，便足以保證大爆炸核合成生成大量氘核。氘是氫的同位素，也是重氫或氫2，氘核比氫核多一個(gè)中子。通過(guò)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)氘核聚變成一個(gè)氦3核反應(yīng)，恒星照樣能夠發(fā)光發(fā)熱。
對(duì)于科學(xué)愛好者來(lái)說(shuō)，沒(méi)有必要深究這個(gè)過(guò)程的具體細(xì)節(jié)。我們只需信賴物理學(xué)家們的研究成果即可。
佩雷斯發(fā)現(xiàn)，與我們宇宙中的恒星相比，弱核力缺失的恒星溫度較低，體積也更小。根據(jù)美國(guó)普林斯頓大學(xué)天體物理學(xué)家亞當(dāng)·伯羅斯的計(jì)算機(jī)模擬，這樣的恒星可以持續(xù)“燃燒”約70億年，其能量輻射率僅比太陽(yáng)低幾個(gè)百分點(diǎn)。
此外，這類恒星也能通過(guò)逐步的核聚變反應(yīng)合成越來(lái)越重的元素，直到鐵，甚至能合成序號(hào)為38的鍶。有了這些重元素，一顆類地行星便能形成。而在弱核力缺失的星球上，由于放射性衰變的缺失，行星內(nèi)部缺乏熱源，板塊活動(dòng)和火山活動(dòng)幾乎不可能發(fā)生，但潮汐力仍有可能對(duì)行星表面產(chǎn)生影響。
在該類行星上，化學(xué)活動(dòng)與地球上并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。除了元素周期表可能只能到38號(hào)，比鍶更重的元素可能不存在或極其稀少。然而，沒(méi)有任何物理法則禁止在這樣的星球上產(chǎn)生我們所知的生命形式。
文章的另一位作者詹金斯也在從事類似的研究。他們對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型中的參數(shù)進(jìn)行微調(diào)，例如在確保有機(jī)化學(xué)過(guò)程發(fā)生的同時(shí)，研究6種夸克中的3種輕夸克的質(zhì)量可以在怎樣的范圍內(nèi)變動(dòng)。
他們深入分析了這樣一個(gè)宇宙：上夸克和奇異夸克的質(zhì)量大致相同，而下夸克則輕得多。因此，構(gòu)成原子核的不再是質(zhì)子和中子，而是中子和另一種重子，即所謂的西格瑪負(fù)超子。
無(wú)需深究理論細(xì)節(jié)，假裝聽懂就好。聚會(huì)聊天時(shí)只需面不改色地談?wù)撨@些高深詞匯，聽者就會(huì)敬畏得大氣都不敢出一聲。
詹金斯和他的團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論：即便是這樣一個(gè)完全不同的宇宙，也能夠存在氫、碳、氧的穩(wěn)定同位素，因此可以發(fā)生有機(jī)化學(xué)過(guò)程。至于這些元素能否在這些宇宙中大量形成，足以讓生命在某處誕生并進(jìn)化，這還需要進(jìn)一步研究，但至少存在可能性。
至此，我之前提出的問(wèn)題，你是否已有答案？
如果上述一切都成立，這將為我們提供另一種證實(shí)平行宇宙存在的方法。如果有一天我們收到來(lái)自外星文明的信息，并通過(guò)信息推測(cè)出他們的物理常數(shù)，那么這便是一個(gè)確鑿的平行宇宙存在的證據(jù)。
我們?nèi)绾闻c另一個(gè)宇宙泡泡進(jìn)行通訊呢？有理論認(rèn)為，引力或許可以穿越宇宙泡泡，換言之，我們可以用引力波與另一個(gè)宇宙進(jìn)行通信。盡管這只是假說(shuō)，尚未得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。
就像我之前所說(shuō)，今天的主題是科幻素材，旨在幫助大家創(chuàng)作科幻作品。讓我們放飛想象的翅膀，如果來(lái)自一個(gè)與我們宇宙物理結(jié)構(gòu)不同的宇宙的外星人來(lái)到地球，他們能否生存？
我認(rèn)為，如果他們直接暴露于我們的宇宙，將會(huì)瞬間消亡。但如果他們用某種能量場(chǎng)保護(hù)罩與我們的宇宙隔絕，或許能夠存活。
接下來(lái)，讓我們進(jìn)入更廣闊的科幻世界。
你有沒(méi)有看過(guò)2010年上映的科幻電影《命運(yùn)規(guī)劃局》？這部電影根據(jù)著名科幻作家菲利普·迪克的短篇小說(shuō)改編，在豆瓣評(píng)分只有6.9分。
典型的網(wǎng)友評(píng)價(jià)是：
“劇情站不住腳，像是空中樓閣，1984風(fēng)格和‘自由意志’不過(guò)是噱頭，動(dòng)機(jī)幾乎淪為唯神論，可以當(dāng)作民間神話看待?！?/p>
“這哪里是科幻片？科幻元素在哪里？編造得太過(guò)離譜，還不如月光寶盒？”
誠(chéng)然，我為這部電影感到遺憾，如果導(dǎo)演讓我擔(dān)任顧問(wèn)，對(duì)劇本進(jìn)行科學(xué)元素的補(bǔ)充，也許能提升電影的評(píng)分。
電影的情節(jié)我這里不作過(guò)多介紹，簡(jiǎn)而言之，這是一部關(guān)于超人可以調(diào)整他人命運(yùn)的故事。如果編劇能將平行宇宙的概念作為科學(xué)元素植入電影，原本荒誕不經(jīng)的故事，瞬間就能轉(zhuǎn)變?yōu)橛部苹米髌贰?/p>
在電影中，超人手中的筆記本看起來(lái)像一幅城市下水管道圖，男女主角的命運(yùn)是筆記本上兩條交錯(cuò)的線條，交匯點(diǎn)就是他們相遇的時(shí)空坐標(biāo)。
硬科幻和軟科幻的區(qū)別在于是否提供了合理的科學(xué)解釋。哪怕劇情再離奇，只要有合理的解釋，觀眾便會(huì)拍案叫絕。
根據(jù)埃弗里特的多世界詮釋，我們的每一個(gè)選擇都意味著宇宙的分裂。而人的命運(yùn)，無(wú)非是由無(wú)數(shù)選擇構(gòu)成的記憶片段的集合。
當(dāng)你做出選擇時(shí)，看似是自由意志讓你做出決定，但從上帝視角看，其實(shí)沒(méi)有選擇，所有可能的選擇都已發(fā)生。從上帝視角看，作為一個(gè)記憶的主體，你就是在無(wú)數(shù)個(gè)平行宇宙中穿梭，將每個(gè)宇宙中的記憶片段串聯(lián)起來(lái)，就構(gòu)成了你的人生，即你的命運(yùn)。
這就像一場(chǎng)跳棋游戲，你在不同的平行宇宙間跳躍，每一次選擇都代表無(wú)限種可能。將你的跳棋路徑連成記憶，放進(jìn)你的大腦，這就形成了一個(gè)獨(dú)一無(wú)二的你。這就解釋了電影中超能力者或上帝手中命運(yùn)書的原理。
講到這兒，喜歡哲學(xué)的人可能會(huì)認(rèn)為這依舊無(wú)趣。假如真有上帝視角，即便有無(wú)窮多個(gè)命運(yùn)故事，在上帝眼中仍舊沒(méi)有新意，因?yàn)樯系劭梢杂脽o(wú)窮多個(gè)故事本記錄這些命運(yùn)故事，既然是寫好的故事，對(duì)于上帝來(lái)說(shuō)沒(méi)有任何驚喜，不值得去干預(yù)，或者說(shuō)所有干預(yù)的結(jié)果也不過(guò)是另一本故事書中的既定情節(jié)。
能想到這一層，已經(jīng)很深刻了。但我想告訴你，事情比你想象的還要復(fù)雜。一百多年前，一位數(shù)學(xué)家證明了一個(gè)聽起來(lái)極為古怪的結(jié)論：即便上帝有無(wú)窮多本故事書，也不可能記錄下你所有的命運(yùn)故事，總會(huì)有他沒(méi)有記錄的故事，而且是無(wú)窮多的故事。
也許有的讀者已經(jīng)捕捉到我提到的那位數(shù)學(xué)天才的線索。沒(méi)錯(cuò)，正是他——康托，那位構(gòu)思出集合論，卻終因這一理論陷入精神困境的數(shù)學(xué)巨匠。人們普遍以“康托的對(duì)角線論證”來(lái)簡(jiǎn)稱他的著名數(shù)學(xué)證明。
現(xiàn)在，讓我來(lái)揭示為何就連上帝也無(wú)法記錄下你生命中的每一個(gè)可能情節(jié)。
我們首先設(shè)想，你的生命故事中的每一個(gè)可能情節(jié)可以用一串無(wú)限延伸的數(shù)字表示。你可能會(huì)質(zhì)疑，人的生命有限，為何數(shù)字串卻是無(wú)限的？這里需要注意，數(shù)字串的長(zhǎng)度并不等同于生命的長(zhǎng)度，因?yàn)樵谌说拿恳淮尉駬裰?，都隱藏著無(wú)數(shù)的可能性，由此產(chǎn)生的生命故事也是無(wú)數(shù)的排列組合。我們僅僅是將每一種可能的故事賦予一個(gè)數(shù)字串作為標(biāo)記而已。
接著，我們假設(shè)上帝擁有無(wú)數(shù)的故事書，他試圖用這些書去對(duì)應(yīng)每一種你生命可能的情節(jié)。他能做到這一點(diǎn)嗎？如果沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)集合論，我們可能直覺上會(huì)認(rèn)為，既然有無(wú)數(shù)的故事書，當(dāng)然可以做到。
但令人困惑的是，運(yùn)用反證法，假設(shè)上帝已經(jīng)將所有可能的生命故事與故事書一一對(duì)應(yīng)。接下來(lái)，我們將所有數(shù)字串垂直排列，想象成一串串珍珠項(xiàng)鏈，每顆珍珠代表一個(gè)數(shù)字，并把它們排成梯子狀。
如果此時(shí)我們能夠創(chuàng)造出一個(gè)數(shù)字串，而這個(gè)數(shù)字串不屬于梯子上的任何一條項(xiàng)鏈，那么這就意味著，即便上帝擁有無(wú)數(shù)的故事書，也無(wú)法記錄下你所有的命運(yùn)。
那如何創(chuàng)造出這樣一個(gè)數(shù)字串呢？
我們從第一根項(xiàng)鏈取第一個(gè)數(shù)字，第二根項(xiàng)鏈取第二個(gè)數(shù)字，依此類推。如果將這些數(shù)字連成一線，它會(huì)形成梯子的對(duì)角線。
但我們還沒(méi)做完，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)字串可能與梯子上的某個(gè)項(xiàng)鏈相同。所以，我們需要進(jìn)一步操作，確保它與眾不同——只需將這個(gè)新數(shù)字串的每個(gè)數(shù)字都加1或增加任意數(shù)字即可。
經(jīng)過(guò)這一步驟，新數(shù)字串的每一位都與梯子上的項(xiàng)鏈不同，這樣我們就確信它不再是梯子上的任何一根項(xiàng)鏈了。
論證完畢。
而且，關(guān)鍵的是，這樣的新數(shù)字串有無(wú)窮多個(gè)。
好了，我明白，要求你立刻理解這樣一個(gè)抽象的論證確實(shí)有點(diǎn)難度。
如果你沒(méi)有完全明白這個(gè)論證，不要擔(dān)心，你可以在網(wǎng)上搜索“集合論對(duì)角線證明”或“康托對(duì)角線證明”，找到許多視頻講解。如果用黑板講解或動(dòng)畫演示，這個(gè)證明實(shí)際上很容易理解，一點(diǎn)也不復(fù)雜。
現(xiàn)在，我要分享最終的人生智慧了：即便是上帝，也無(wú)法預(yù)知你所有的可能命運(yùn)，更不必說(shuō)那些算命先生了。在我們的余生中，生命的可能性遠(yuǎn)超無(wú)限，擁有更多選擇。只要我們真誠(chéng)地活著，就能開啟比無(wú)限還要多無(wú)限的可能性！
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