第16章 表观奇迹 (2)

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当一个恒星的氢开始被用尽时情况改变。当那发生时，恒星的核塌缩直至其中心温度升至大约1亿度开尔文。在那些条件下，核相互间如此频繁遭遇，使得一些铍核在有机会衰变之前即和一个氦核碰撞。那时铍可和氦融合形成碳的一种稳定的同位素。可是那个碳到形成能享受一杯波尔多葡萄酒，抛耍燃烧的保龄球木瓶，或者诘问有关宇宙问题的那类化合物有序结合还有很长的路要走。为了诸如人类的生命能存在，碳必须从恒星内部被移到更友好的邻近。正如我们说过的，那就是，当恒星在它的生命循环的终点作为超新星爆发，抛出碳和其它重元素时完成了这一步，抛出的这些后来凝聚成一个行星。

碳创生的这一过程被称为三阿尔发过程，因为“阿尔法粒子”是涉及的氦同位素的核的另一个名字，而且这个过程需要它们中的三者(最终)融合在一起。通常的物理预言，通过三阿尔法过程产生碳的速率应该是非常小的。注意到这一点，1952年霍伊尔预言一个铍核和一个氦核的能量之和必须与要形成的碳的同位素的某一量子态的能量几乎精确相等，这种情景称为共振，它极大地提高了核反应的速率。那时还不知道有这种能级，然而在霍伊尔建议的的基础上，加州理工学院的威廉否勒探索并找到了它，为霍伊尔关于复合核如何被创生的观点提供了重要支持。

霍伊尔写道：“我不相信任何考察此证据的科学家会得不出推论，核物理定律是顾及到它们在恒星内部产生的后果而被有意设计的。”在那个时候，无人有足够的核物理知识，得以理解由这些精确物理定律导致的何等的意外运气。可是，近年物理学家在研究强人存原理的有效性时，开始询问如果自然定律不同的话，宇宙会变得什么模样。我们今天可以创造电脑模型，它能告诉我们三阿尔法反应率如何依赖于自然的基本力的强度。这种计算显示，只要在强核力的强度上哪怕改变百分之0.5，或者电力改变百分之四，就会在每个恒星中要么几乎毁灭全部碳，要么毁灭全部氧，因而毁灭了我们所知的生命的可能性。只要改变我们宇宙的那些规则一点，我们存在的条件就消失了！

人们检查在一定的方式改变了理论物理时产生的模型宇宙，能够系统地研究物理定律这些改变的效应。结果发现不仅是强作力和电磁力的强度是为我们的存在而量身定做的。在我们理论中的大多数基本常数显得在以下意义上都被仔细微调，如果它们哪怕被适量改变，宇宙就会是定性上不同，在许多情况下不适合于生命发展。如果其它核力，例如弱力弱得更多，那么在早期宇宙所有的氢都会转变为氦，因而不存在正常恒星；如果它强大得多，爆发的超新星就不会喷出外壳，因而就不能在星际空间撒下行星抚育生命所需的重元素的种子。如果质子只要更重百分之0.2，它们就会衰变成中子，使原子不稳定。如果构成质子的夸克种类的质量总和只要改变小到百分之十，那么我们由之组成的稳定的原子核就要少得多；事实上，夸克的质量和似乎对于大量稳定核的存在似乎大致是最佳的。

如果人们假定对于行星生命之演化几亿年的稳定轨道是必须的，那么空间维度的数目也被我们的存在所固定。那是因为，根据引力定律，只有在三维时，稳定椭圆轨道才有可能。在其它维中，圆周轨道是可能的，但正如牛顿担心的，那些是不稳定的，除了三维的任意维甚至一个小干扰，诸如那些由其它行星的拉力产生的会迫使行星脱离其圆周轨道，并使之要么旋入或旋离太阳，这样我们要么被烤死要么被冻死。还有在多于三维时，两体间的引力会减弱得比在三维时更快。在三维时，当距离加倍时引力下降到1/4。在四维时，下降至1/8，在五维时，下降到1/16，等等。因而，在多于三维时，太阳不能在一种稳定的状态存在，即其内部压力平衡引力的吸引。它要么会分裂，要么会塌缩形成一个黑洞，任何一种后果都不会让你开心。在原子的尺度，电力的行为和引力一样。那意味着原子中的电子要么会逃离，要么旋进核去。在任一种情形下，如我们所知的原子是不可能的。

能够支持智慧观察者的复杂结构的出现似乎是非常脆弱的。自然定律形成了一个极端仔细微调的系统，在不毁灭我们所知道的生命发展的可能性下，物理定律能被改变的是非常小的。若非在物理定律的精确细节上的一系列令人吃惊的巧合，人类和类似的生命形式似乎永远不可能形成。

最令人印象深刻的微调巧合牵涉到在广义相对论的爱因斯坦方程中的所谓的宇宙常数。正如我们说过的，当他于1915年表述该理论时，爱因斯坦相信宇宙是静态，也就是既不膨胀也不收缩。由于所有物质都吸引其它物质，他将一个新的反引力的力引进他的理论，以对抗宇宙向自身收缩的倾向。这个力，不象其它力并非来自任何特殊的源，而是植入时空的结构本身。宇宙常数描述那个力的强度。

当发现宇宙不是静态时，爱因斯坦从他的理论中除去宇宙常数，并声称将其纳入是他一生最大的错误。然而，1998年对非常遥远的超新星的观测指示，宇宙正在加速膨胀，若无某种作用穿透空间的排斥力不可能有这个效应。宇宙常数被复活了。由于我们现在知道它的值不为零，余下的问题便成为，为何它具有现有的值？物理学家创造了论证，解释它如何可能因量子力学效应而出现，但他们计算的数值大约比由超新星观测得到的实际数值强120个数量级(或者1后面跟120个零)。这就意味着，要么在计算中使用的推理错了，要不然就是存在着另外某种效应神奇地对消了计算值的一切，只剩下一个无法想象的小的微量。有一件事可以肯定，如果宇宙常数的值比现值大得多，我们的宇宙就会在星系形成之前自己爆炸开来——再次——就我们所知的生命是不可能的。