第20章
如果宇宙確實是空間無限的，或者如果存在無限多宇宙，則就會存在某些從光滑和一致的形態開始演化的大的區域。這有一點像著名的一大羣猴子敲打打字機的故事——它們大部分所寫的都是廢話。但是純粹由於偶然，它們可能碰巧打出莎士比亞的一首短詩。類似地，在宇宙的情形，是否我們可能剛好生活在一個光滑和一致的區域裏呢？初看起來，這是非常不可能的，因爲這樣光滑的區域比紊亂的無序的區域少得多得多。然而，假定只有在光滑的區域裏星系、恆星才能形成，纔能有合適的條件，讓像我們這樣複雜的、有能力質疑爲什麼宇宙是如此光滑的問題、能自然複製的組織得以存在。這就是被稱爲人擇原理的一個應用的例子。人擇原理可以釋義作：“我們看到的宇宙之所以這個樣子，乃是因爲我們的存在。”
人擇原理有弱的和強的意義下的兩種版本。弱人擇原理是講，在一個大的或具有無限空間和／或時間的宇宙裏，只有在空間一時間有限的一定區域裏，才存在智慧生命發展的必要條件。在這些區域中，如果智慧生物觀察到他們在宇宙的位置滿足那些爲他們生存所需的條件，他們不應感到驚訝。這有點像生活在富裕街坊的富人看不到任何貧窮。
應用弱人擇原理的一個例子是“解釋”爲何大爆炸發生於大約100億年之前——智慧生物需要那麼長時間演化。正如前面所解釋的，一個早代的恆星首先必須形成。這些恆星將一些原先的氫和氦轉化成像碳和氧這樣的元素，由這些元素構成我們。然後恆星作爲超新星而爆發，其裂片形成其他恆星和行星，其中就包括我們的太陽系，太陽系年齡大約是50億年。地球存在的頭10億或20億年，對於任何複雜東西的發展都嫌太熱。餘下的30億年左右才用於生物進化的漫長過程，這個過程導致從最簡單的組織到能夠測量回溯到大爆炸那一瞬間的生物的形成。
很少人會對弱人擇原理的有效性提出異議。然而，有的人走得更遠並提出強人擇原理。按照這個理論，存在許多不同的宇宙或者一個單獨宇宙的許多不同的區域，每一個都有自己初始的結構，或許還有自己的一套科學定律。在這些大部分宇宙中，不具備複雜組織發展的條件；只有很少像我們的宇宙，在那裏智慧生命得以發展並質疑：“爲何宇宙是我們看到的這種樣子？”這回答很簡單：如果它不是這個樣子，我們就不會在這兒！
我們現在知道，科學定律包含許多基本的數，如電子電荷的大小以及質子和電子的質量比。至少現在，我們不能從理論上預言這些數值——我們必須由觀察找到它們。也許有一天，我們會發現一個將它們所有都預言出來的一個完整的統一理論，但是還可能它們之中的一些或全部，在不同的宇宙或在一個宇宙之中是變化的。令人喫驚的事實是，這些數值看來是被非常細緻地調整到使得生命的發展成爲可能。例如，如果電子的電荷只要稍微有點不同，則要麼恆星不能夠燃燒氫和氦，要麼它們沒有爆炸過。當然，也許存在其他形式的、甚至還沒被科學幻想作家夢想過的智慧生命。它並不需要像太陽這樣恆星的光，或在恆星中製造出並在它爆炸時被拋到空間去的更重的化學元素。儘管如此，看來很清楚，允許任何智慧生命形式的發展的數值範圍是比較小的。對於大部份數值的集合，宇宙也會產生，雖然它們可以是非常美的，但不包含任何一個能爲如此美麗而驚訝的人。人們既可以認爲這是在創生和科學定律選擇中的神意的證據，也可以認爲是對強人擇原理的支持。
人們可以提出一系列理由，來反對強人擇原理對宇宙的所觀察到的狀態的解釋。首先，在何種意義上可以說，所有這些不同的宇宙存在？如果它們確實互相隔開，在其他宇宙發生的東西，怎麼可以在我們自己的宇宙中沒有可觀測的後果？所以，我們應該用經濟學原理，將它們從理論中割除去。另一方面，它們若僅僅是一個單獨宇宙的不同區域，則在每個區域裏的科學定律必須是一樣的，因爲否則人們不能從一個區域連續地運動到另一區域。在這種情況下，不同區域之間的僅有的不同只是它們的初始結構。這樣，強人擇原理即歸結爲弱人擇原理。
對強人擇原理的第二個異議是，它和整個科學史的潮流背道而馳。我們是從托勒密和他的支持者的地心宇宙論發展而來，通過哥白尼和伽利略日心宇宙論，直到現代的圖象，其中地球是一箇中等大小的行星，它繞着一個尋常的螺旋星系外圈的普通恆星作公轉，而這星系本身只是在可觀察到的宇宙中萬億個星系中的一個。然而強人擇原理卻宣佈，這整個龐大的構造僅僅是爲我們的緣故而存在，這是非常難以令人置信的。我們太陽系肯定是我們存在的前提，人們可以將之推廣於我們的星系，使之允許早代的恆星產生重元素。但是，絲毫看不出存在任何其他星系的必要，在大尺度上也不需要宇宙在每一方向上必須如此一致和類似。
如果人們能夠表明，相當多的宇宙的不同初始結構會演化產生像我們今天看到的宇宙，至少在弱的形式上，人們會對人擇原理感到更滿意。如果這樣，則一個從某些隨機的初始條件發展而來的宇宙，應當包含許多光滑的、一致的並適合智慧生命演化的區域。另一方面，如果宇宙的初始條件必須極端仔細地選擇，才能導致在我們周圍所看到的一切，宇宙就不太可能包含任何會出現生命的區域。在上述的熱大爆炸模型中，沒有足夠的方向使熱從一個區域流到另一區域。這意味着宇宙的初始態在每一處必須剛好有同樣的溫度，才能說明我們在每一方向上看到的微波背景輻射都有同樣溫度，其初始的膨脹率也要非常精確地選擇，才能使得現在的膨脹率仍然是如此接近於需要用以避免坍縮的臨界速率。這表明，如果直到時間的開端熱大爆炸模型都是正確的，則必須非常仔細地選擇宇宙的初始態。所以，除非作爲上帝有意創造像我們這樣生命的行爲，否則要解釋爲何宇宙只用這種方式起始是非常困難的。
爲了試圖尋找一個能從許多不同的初始結構演化到象現在這樣的宇宙的宇宙模型，麻省理工學院的科學家阿倫·固斯提出，早期宇宙可能存在過一個非常快速膨脹的時期。這種膨脹叫做“暴漲”，意指宇宙在一段時間裏，不像現在這樣以減少的、而是以增加的速率膨脹。按照固斯理論，在遠遠小於1秒的時間裏，宇宙的半徑增大了100萬億億億（1後面跟30個0）倍。
固斯提出，宇宙是以一個非常熱而且相當紊亂的狀態從大爆炸開始的。這些高溫表明宇宙中的粒子運動得非常快並具有高能量。正如早先我們討論的，人們預料在這麼高的溫度下，強和弱核力及電磁力都被統一成一個單獨的力。當宇宙膨脹時它會變冷，粒子能量下降。最後出現了所謂的相變，並且力之間的對稱性被破壞了：強力變得和弱力以及電磁力不同。相變的一個普通的例子是，當水降溫時會凍結成冰。液態水是對稱的，它在任何一點和任何方向上都是相同的。然而，當冰晶體形成時，它們有確定的位置，並在某一方向上整齊排列，這就破壞了水的對稱。
處理水的時候，只要你足夠小心，就能使之“過冷”，也就是可以將溫度降低到冰點（0c）以下而不結冰。固斯認爲，宇宙的行爲也很相似：宇宙溫度可以低到臨界值以下，而沒有使不同的力之間的對稱受到破壞。如果發生這種情形，宇宙就處於一個不穩定狀態，其能量比對稱破缺時更大。這特殊的額外能量呈現出反引力的效應：其作用如同一個宇宙常數。宇宙常數是當愛因斯坦在試圖建立一個穩定的宇宙模型時，引進廣義相對論之中去的。由於宇宙已經像大爆炸模型那樣膨脹，所以這宇宙常數的排斥效應使得宇宙以不斷增加的速度膨脹，即使在一些物質粒子比平均數多的區域，這一有效宇宙常數的排斥作用超過了物質的引力吸引作用。這樣，這些區域也以加速暴漲的形式而膨脹。當它們膨脹時，物質粒子越分越開，留下了一個幾乎不包含任何粒子，並仍然處於過冷狀態的膨脹的宇宙。宇宙中的任何不規則性都被這膨脹抹平，正如當你吹脹氣球時，它上面的皺紋就被抹平了。所以，宇宙現在光滑一致的狀態，可以是從許多不同的非一致的初始狀態演化而來。
在這樣一個其膨脹由宇宙常數加速、而不由物質的引力吸引使之減慢的宇宙中，早期宇宙中的光線就有足夠的時間從一個地方傳到另一個地方。這就解答了早先提出的，爲何在早期宇宙中的不同區域具有同樣性質的問題。不但如此，宇宙的膨脹率也自動變得非常接近於由宇宙的能量密度決定的臨界值。這樣，不必去假設宇宙初始膨脹率曾被非常仔細地選擇過，就能解釋爲何現在的膨脹率仍然是如此地接近於臨界值。
暴漲的思想還能解釋爲何宇宙存在這麼多物質。在我們能觀察到的宇宙裏大體有1億億億億億億億億億億（1後面跟80個0）個粒子。它們從何而來？答案是，在量子理論中，粒子可以從粒子/反粒子對的形式由能量中創生出來。
：https://www.zibq.cc。：https://m.zibq.cc