「耶和華啊,人算什麼,你竟認識他?世人算什麼,你竟顧念他?」
──詩篇一百四十四篇3節
「自然」的意思就是它是什麼就是什麼, 不是有任何人「使之然」的。但是一個允許生命存在的自然界卻是非常的不自然。
人的身體好像是一個極度複雜的生化工廠,其中任何一個小零件都得運作得恰恰剛好,不然生命就不可能存續。我們知道每一個零件( 比方說:血紅素)都是在自然律的控制之下運作,這些自然律( 好比分子之間的電磁效應),不但是一些極為精確的定律,而且這些定律中的一些自然常數,又非得是剛剛好適合于維續生命。比方說:我們知道物質的成份是原子,原子的成份是電子、質子、中子……;以電子為例,宇宙中所有電子(約1080個)都是完全相同的,所以只要把任何兩個電子放在一起,我們就無法分別哪個是哪個,同時也決定了電子統計力學與熱力學的特質。生命之所以能夠存在,與這些電子都是完全一樣也密切有關,不但如此,每個電子上帶有同樣多的電,這電量的數值大小是沒有什麼人關心的事, 我們現在知道:每個電子必需帶1.602 x 10-19庫倫的靜電,不然生命就不可能存在;這是因為原子與原子之間的化學作用是與電子的電量有關,若電子所帶的電量是另外一個不同的值, 一切化學作用,當然包括含碳的分子結構(有機化學)就立刻改觀,於是「有機分子」就不能產生,生命現象當然也就不能存在。 這類的自然常數:電子的電價、電子的質量、「重力常數」的大 小、光速的大小……等等二、三百個看起來沒有什麼特別意義的自然常數,若不是與我們所測量到的數值相近,則生命便不可能存在於這宇宙中。
這樣看來,宇宙中的自然律以及一切的自然常數,好像就是為了要使生命可在其間存在而「設定」似的。從這個觀察所導出來的原理,就是所謂的「人擇原理」,又稱「人擇宇宙原理」1。從1973卡特2開始提創起,至今不到四十年,當然我們也可以瀟灑地說:若自然律不是剛好這樣,我們也不可能在這裡評論這個定理,生命已經存在,自然定理必當如此,這有什麼好多說的呢?
也有人認為不是自然為了要適應生命的存在而這樣的,是生命因為宇宙的自然律而這樣(任何樣子),就演化成適應這些自然律的要求。這個觀念是錯誤的。生命的存在是與物質的存在分不開的,若宇宙中沒有原子、分子,宇宙中當然就沒有星球,任何生命體都不可能存在,更不用去談什麼演化了。
這宇宙中一切的物質組成,都與自然律剛好是這個樣子,是分割不開的。再舉例說明:我們先來看看這物質世界的基本單元:原子。一個原子裡有電子(帶負電),質子(帶正電)和中子(不帶電)。原子非常地小,以一億分之一公分來計量。原子的外圈有電子圍繞,原子的中間是原子核,由質子和中子組成,質子的數目與其外圈的電子一樣。原子核又比原子小十萬倍。真是小得難以想像。但問題出來了:既然帶正電的質子都是擠在原子核裡面,我們又知道正電與正電是相互排斥的,那麼這些帶正電的質子如何都擠在一起而不分散呢?我們知道電的交互作用與重力定理是相似的,就是所謂的平方反比定理。當這些質子愈靠近,其間的排斥力就愈大; 它們之間的距離若是減少十倍,排斥力就增加一百倍。這麼多的質子(比方說鈾的原子核中有92個質子)在原子核這麼小的空間裡, 究竟是什麼力量拉住它們呢?
原來在質子與質子靠近的時候,有一個新的力量產生,源於一種稱為「湯川勢」3的位能4,這是原子核中的「強交互作用」5,足以把質子與中子吸在一起抵銷電的排斥力量,形成原子核。這吸引力顯然是個很強的力量,只有在極短的距離中才生效。奇妙的是這個 「強交互作用」若是再強百分之二,那麼原子核裡的質子數目就愈多愈好,而氫原子就不再穩定,所以最小的原子起碼有二個質子以上,這就是稱為氦的元素。若是沒有氫,當然就沒有水了(因為水H2O就是二氫化氧),沒有水就不能有人的存在(連生命也不太可能)。反過來說,若是這強交互作用稍稍減弱百分之五,專家們說就不足以把兩個以上的質子吸在一起,那麼氫原子就成了宇宙中唯一穩定的原子,沒有碳、也沒有氧,自然也不用談生命的存在了,所以這其中相關的自然常數能夠變化的幅度很小。
這類的例子非常多,幾乎所有的自然常數和自然律,都好像是特要為我們的存在而設的,故此這現象叫作人擇原理。例如水在結冰時會膨脹一些,因而密度降低,可以浮在冰水之上。這現象與生命的存在是大有關係的。至於水在攝氏4度時密度最高,再冷下去就一反熱脹冷縮的常態,體積開始略略的膨脹一些的原因,都牽涉到許許多多基本自然律和一些自然常數的「巧合」才能發生的。不知道是否因為人擇原理現象,愛因斯坦才說:「我很想知道當上帝創造世界(指自然律──筆者註)的時候,祂到底有沒有其他的選擇。」6意思就是說若上帝所創造的自然律不是我們所知道的樣子,生命就不能存在了。雖然科學家還不知道人擇原理是怎麼來的,但是已有些科學家利用這原理來估計一些難以測量的自然常數了。
那麼,人擇原理是怎麼產生的呢?有一派人擇論者認為:宇宙必須有觀察者才能有實體的存在,這是基於量子論或然率的基礎,在被觀察以前,宇宙可以存在於量子論所允許的各種可能的機遇狀態中,但是宇宙一旦被觀察了,它就在這一切可能存在的機遇空間裡,僅以某一種特定的狀態出現(就是那被觀察到的狀態),所以宇宙實體的存在是與「觀察者」的存在(或觀察者之意識的存在)不可分開的。持這種看法的人認為:宇宙需要有人(或其他的智慧)才能存在。從前的人以為天上的星球影響人的命運,後來我們以為人的命運與天上的星球無關,現在開始有些科學家認為星球的命運是被人所影響了,雖然難以置信,但是這正是量子力學的解釋之一。如果我們接受上帝的存在,祂自然也是一位有意識的觀察者,那麼宇宙從起初就是以實體的形態存在了。
科學家以上帝是在其研究範圍之外,所以不考慮上帝是任何自然現象的原因,這是一種信心的立場,也是與「科學」的定義有關。但是真理就是真理,與人任意採取的信心立場無關。若說 「人擇論」是上帝的創造的定規,這當然並不解釋任何一件科學的定理,但還是可以解釋這些定理存在的原因7。
人擇原理可以是簡單得不用多想的:人已存在,自然律必然已經配合;也可以奇異到:宇宙存在,是因為人存在;更可以是深奧到難以去想的:上帝創造一個宇宙與人,讓人可以認識祂的榮耀。
注釋
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1. 參看The Anthropic Cosmological Principle, by John D. Barrow and Frank J. Tipler, Oxford University Press。
2. Carter, B. (1974). Large Number Coincidences and the Anthropic Principle in Cosmology . IAU Symposium 63: Confrontation of Cosmological Theories with Observational Data. Dordrecht: Reidel. pp. 291-298
3. 「湯川勢」Yukawa Potential, 又稱「湯川位」。
4. 從交換「湯川子」所產生的力。
5. Strong Interaction
6. “What really interests me is whether God had any choice in the creation of the world.” -- Albert Einstein
7. 目前「弦論」學家(String theorists)以宇宙可以有無窮多的版本,必然有些宇宙可以讓生命存在。
本文摘自宇宙光出版社《實存的真相》
photo credit: aguscr via photopin cc
這樣看來,宇宙中的自然律以及一切的自然常數,好像就是為了要使生命可在其間存在而「設定」似的。從這個觀察所導出來的原理,就是所謂的「人擇原理」,又稱「人擇宇宙原理」1。從1973卡特2開始提創起,至今不到四十年,當然我們也可以瀟灑地說:若自然律不是剛好這樣,我們也不可能在這裡評論這個定理,生命已經存在,自然定理必當如此,這有什麼好多說的呢?
也有人認為不是自然為了要適應生命的存在而這樣的,是生命因為宇宙的自然律而這樣(任何樣子),就演化成適應這些自然律的要求。這個觀念是錯誤的。生命的存在是與物質的存在分不開的,若宇宙中沒有原子、分子,宇宙中當然就沒有星球,任何生命體都不可能存在,更不用去談什麼演化了。
這宇宙中一切的物質組成,都與自然律剛好是這個樣子,是分割不開的。再舉例說明:我們先來看看這物質世界的基本單元:原子。一個原子裡有電子(帶負電),質子(帶正電)和中子(不帶電)。原子非常地小,以一億分之一公分來計量。原子的外圈有電子圍繞,原子的中間是原子核,由質子和中子組成,質子的數目與其外圈的電子一樣。原子核又比原子小十萬倍。真是小得難以想像。但問題出來了:既然帶正電的質子都是擠在原子核裡面,我們又知道正電與正電是相互排斥的,那麼這些帶正電的質子如何都擠在一起而不分散呢?我們知道電的交互作用與重力定理是相似的,就是所謂的平方反比定理。當這些質子愈靠近,其間的排斥力就愈大; 它們之間的距離若是減少十倍,排斥力就增加一百倍。這麼多的質子(比方說鈾的原子核中有92個質子)在原子核這麼小的空間裡, 究竟是什麼力量拉住它們呢?
原來在質子與質子靠近的時候,有一個新的力量產生,源於一種稱為「湯川勢」3的位能4,這是原子核中的「強交互作用」5,足以把質子與中子吸在一起抵銷電的排斥力量,形成原子核。這吸引力顯然是個很強的力量,只有在極短的距離中才生效。奇妙的是這個 「強交互作用」若是再強百分之二,那麼原子核裡的質子數目就愈多愈好,而氫原子就不再穩定,所以最小的原子起碼有二個質子以上,這就是稱為氦的元素。若是沒有氫,當然就沒有水了(因為水H2O就是二氫化氧),沒有水就不能有人的存在(連生命也不太可能)。反過來說,若是這強交互作用稍稍減弱百分之五,專家們說就不足以把兩個以上的質子吸在一起,那麼氫原子就成了宇宙中唯一穩定的原子,沒有碳、也沒有氧,自然也不用談生命的存在了,所以這其中相關的自然常數能夠變化的幅度很小。
這類的例子非常多,幾乎所有的自然常數和自然律,都好像是特要為我們的存在而設的,故此這現象叫作人擇原理。例如水在結冰時會膨脹一些,因而密度降低,可以浮在冰水之上。這現象與生命的存在是大有關係的。至於水在攝氏4度時密度最高,再冷下去就一反熱脹冷縮的常態,體積開始略略的膨脹一些的原因,都牽涉到許許多多基本自然律和一些自然常數的「巧合」才能發生的。不知道是否因為人擇原理現象,愛因斯坦才說:「我很想知道當上帝創造世界(指自然律──筆者註)的時候,祂到底有沒有其他的選擇。」6意思就是說若上帝所創造的自然律不是我們所知道的樣子,生命就不能存在了。雖然科學家還不知道人擇原理是怎麼來的,但是已有些科學家利用這原理來估計一些難以測量的自然常數了。
那麼,人擇原理是怎麼產生的呢?有一派人擇論者認為:宇宙必須有觀察者才能有實體的存在,這是基於量子論或然率的基礎,在被觀察以前,宇宙可以存在於量子論所允許的各種可能的機遇狀態中,但是宇宙一旦被觀察了,它就在這一切可能存在的機遇空間裡,僅以某一種特定的狀態出現(就是那被觀察到的狀態),所以宇宙實體的存在是與「觀察者」的存在(或觀察者之意識的存在)不可分開的。持這種看法的人認為:宇宙需要有人(或其他的智慧)才能存在。從前的人以為天上的星球影響人的命運,後來我們以為人的命運與天上的星球無關,現在開始有些科學家認為星球的命運是被人所影響了,雖然難以置信,但是這正是量子力學的解釋之一。如果我們接受上帝的存在,祂自然也是一位有意識的觀察者,那麼宇宙從起初就是以實體的形態存在了。
科學家以上帝是在其研究範圍之外,所以不考慮上帝是任何自然現象的原因,這是一種信心的立場,也是與「科學」的定義有關。但是真理就是真理,與人任意採取的信心立場無關。若說 「人擇論」是上帝的創造的定規,這當然並不解釋任何一件科學的定理,但還是可以解釋這些定理存在的原因7。
人擇原理可以是簡單得不用多想的:人已存在,自然律必然已經配合;也可以奇異到:宇宙存在,是因為人存在;更可以是深奧到難以去想的:上帝創造一個宇宙與人,讓人可以認識祂的榮耀。
注釋
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1. 參看The Anthropic Cosmological Principle, by John D. Barrow and Frank J. Tipler, Oxford University Press。
2. Carter, B. (1974). Large Number Coincidences and the Anthropic Principle in Cosmology . IAU Symposium 63: Confrontation of Cosmological Theories with Observational Data. Dordrecht: Reidel. pp. 291-298
3. 「湯川勢」Yukawa Potential, 又稱「湯川位」。
4. 從交換「湯川子」所產生的力。
5. Strong Interaction
6. “What really interests me is whether God had any choice in the creation of the world.” -- Albert Einstein
7. 目前「弦論」學家(String theorists)以宇宙可以有無窮多的版本,必然有些宇宙可以讓生命存在。
本文摘自宇宙光出版社《實存的真相》
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