另类科学传奇

章节摘录

　　宇宙是井然有序的，物质和能量都严格按照有序结构安排，从原子到分子，到晶体、生物，再到恒星、星系等，都是如此。而且，物质系统的行为也是有章法的。更令人惊叹的还在于，精妙绝伦的宇宙不能稍有增减，不然的话就没有人类出现，这个宇宙或许就没有观察者了。为了使宇宙中有生命，就需将许许多多巧合事件联系到一起，但存在这种联系的可能性实际上非常小，而我们的宇宙却令人难以置信地做到了。　　为什么宇宙是今天这个样子而不是别的？它为什么精妙得如此令人惊叹？这样的问题连科学家也不知该怎么回答。不过有一种理论很奇怪也很有趣，这就是“人择原理”（Anthropic Principle）。人择原理是说，宇宙之所以是这种样子，是因为生命（特别是人类）的存在，宇宙需要人类这个观察者，因此，宇宙不可能是别的样子，只能是人类看到的这种样子。“人择原理”可更直白地解释为：“我们看到的宇宙之所以这个样子，乃是因为我们的存在。”　　比如说，宇宙历史为什么是约150亿年，而不是更长或更短？是因为人类要能存在，就必须有一颗恒星（比如太阳）和一颗在适当距离围绕它运动的行星（比如地球），而行星必须是由合适的化学元素混合物（特别要有碳、氮、氧和氢）构成，这些元素在生命过程中起着关键作用。但宇宙大爆炸只产生了氢、氦等很少几种轻元素，碳和其他重元素是在最早的恒星内部加工合成的。在太阳形成之前，可能已有好几代这样的早期恒星经历了生命轮回，它们一遍又一遍加工着原子，将太古时的氢转变成各种重元素，正是这些重元素成为构建生命的一砖一瓦。早期恒星在命运结束时爆炸，将重元素扩散到空间，形成了可以产生包括太阳在内的后代恒星和行星的尘埃云，这经历了几十亿年的时间。　　50亿年前，太阳系就在这样的尘埃云中形成，其中的碳、氧和铁原子是尘埃云的化石，正是这些原子导致复杂的化学现象，也使生命的最终产生成为可能。原子的化学反应形成了分子，分子形成细胞，进而形成细菌、昆虫等。最后，智慧的人类诞生了！这是一段漫长的数十亿年时光。也就是说，这一切并非出于偶然：当智慧生命作为宇宙观察者出现时，宇宙必须足够古老，使某些恒星已完成演化，以产生像氧和碳那样的元素，然后由这些元素构成生命；宇宙也必须足够年轻，使某些恒星仍然在提供能量以维持生命。150亿年，这就是一个恰到好处的时间长度。　　在宇宙演化中，同时也提出了另一个问题：“我们的宇宙为何如此之大？”广阔的宇宙其实正是我们存在所必需的！我们都是恒星的孩子，但如果核物理定律略有改变，“父母”（恒星）将不可能有“孩子”（我们）。因为哪怕略微改变支配核物理的常量，则在恒星中生成的原子或许会变得不稳定，甚至根本不可能生成，生命所依赖的重元素也就不能制造出来。因此，可以想象，为了使生命在我们宇宙中形成，一大批物理常量的取值必须限制在一个极窄范围内。这种巧合事件发生的可能性极小，因此为了创造生命，宇宙或许就精确地选择了那些值，例如它的年龄、尺寸，它的化学成份。以及它的物理过程。　　举例说，引力使行星保持在自己轨道上，如果没有引力作用，恒星内部的热力将使星内物质分崩离析。如果引力太弱，空气就不能环绕地球，行星也不能围着太阳转，宇宙就不可能像现在这样井然有序。如果地球引力太强，即便是一只昆虫也要靠粗壮的腿来支撑自己，任何像人类这样块头的生物都会被引力压跨。事实上，在强引力宇宙中，星系形成速度将快得多，恒星的寿命也很短促，分子的复杂化学反应根本不能从容展开，恒星将在复杂生命形态尚未来得及进化成功时就燃尽。很幸运，引力让我们有机会一步步进化，也让我们既不至于脱离地面，也不至于被压跨。在大爆炸后宇宙结构从无到有的过程中，引力也起着关键的调控作用，如果引力太强，宇宙就难以膨胀，不能形成广阔的星系海洋；如果引力太弱，物质将四散而去，根本不能形成星系。　　宇宙中如此精密的巧合事件远远不止这些，所有这些巧合无不暗示着宇宙是有目的的，而且这个目的就是为了人类的出现。早在20世纪50年代，就有科学家指出：“宇宙的大小不是随意的，而是由生物因素制约的。”这是“人择原理”的最初来源，当时这个论点没有引起太多关注。“人择原理”是美国宇宙物理学家迪克在70年代初正式提出来的。1973年，在国际天文学联合会纪念哥白尼诞辰500周年的专题讨论会上，法国默东天文台卡特首次引用了“人择原理”术语。　　对人择原理的兴趣，人们一直等到1974年，在英国学者布兰登·卡特提出“弱人择原理”和“强人择原理”之后，才真正高涨起来。弱人择原理认为，在某种意义上，宇宙对其如何从大爆炸中浮现出来做了“选择”。它在大爆炸伊始，就选择了适当的引力强度、膨胀速率、核力大小、暗物质密度等等。正因有了这样选择，恒星才有足够长时间产生重元素，原子在生命有机会孕育前不至衰变得太快，才有我们这样的观察者。这个事实意味着，宇宙的很多数值已被施加了大量严格限制条件，使宇宙只能是今天这个样子。强人择原理则更进一步认为，宇宙对如何从大爆炸中浮现出来根本就是无法选择的，在某种意义上是为人类“定做的”。　　人择原理似乎是一个倒因为果的理论，它把人类产生的原因说成了结果，或者干脆就是“蛮不讲理”的理论，好像是说：“我们之所以在这里，就是因为我们在这里。”这话说了就像没说一样，而且这样的理论既不能检测，也不能否定。因此，当科学家第一次听到人择原理的表述时。他们立即被弄糊涂了，这是对还是错？　　许多科学家不喜欢人择原理，因为它似乎有些强词夺理，而且也没有什么预见性。从某种意义上讲，这个理论使复杂的宇宙很简单就得到了“解释”，实际上就可以不要科学了，只要说明某某事物对人的存在是必需的，就算得到解释了。有的科学家还讽刺道，一块岩石的形成，基本上也需要同样的定律和常数，为什么不说宇宙是为了有一天出现岩石而设计的呢？为什么不说“石择原理”呢？　　但是，人择原理却有更深的含义，它与量子理论是相一致的。量子理论认为，粒子永远处于各种各样不同状态中，在对一个粒子进行观测之前，你永远不会确切知道它的状态，它是所有可能状态的总和。那么，对于宇宙来说，情况也是如此。大爆炸之前的宇宙可能处于无穷多的状态之中，只有当膨胀开始，一切沿着既定的方向发展，直至产生生命对它进行观测时，宇宙才是今天这个样子。　　也许存在一个由很多宇宙构成的集合，在这集合中，每一种被安排的宇宙各有不同，而我们所感知的宇宙只是这庞大集合中的一员。这无穷多的宇宙集合，他们要么是空虚的，要么太短命，要么太过弯曲，或在其他某方面出了差错，所以绝大部分宇宙不适合生命存在。然而，在数目极少的宇宙中偶然出现了合适条件，于是生命发展了起来。这就是说，其他宇宙都是贫瘠的，而我们的宇宙则是多重宇宙中的一片“绿洲”。显然，生命将要感知到的只能是这些偶然的宇宙，而且，这些生命中的“高级生命”还要建立一些理论，其中有一个“人择原理”，来大谈他们所居住的宇宙是多么不可思议。　　……

前言

　　读者朋友，在翻阅这本书之前，你曾见闻过这样的说法吗：我们看到的宇宙之所以是现在这个样子，乃是因为我们人类的存在；地球是中空的星球，它有一个适宜人类居住的内表面，并且存在地下人的文明世界；在人际脉络中，要结识任何一位陌生的朋友，中间最多只需通过6个人就能达到目的；能够制造出运载人们回到过去或畅游未来的机器，实现时空旅行；溶解在水中的药物可以给水留下“记忆”，即使已经被冲泡了很多次（理论上与纯水没什么两样），原本的药物一点儿都不存在了，水还是会保有这种记忆，而这种水仍然能治病；地球上最初的生物来自剐的星球，它们通过光压或陨石到达地球；血型和性格之间存在着相互关系，人因血型不同而具有各自的性格；同一血型则具有相同的性格……　　当刚看到上述类似的说法，读者朋友你是怎么样的感觉？确实，这些说法在平日所接受的科普宣传和课堂教育中，是很少提到的。因为在正统科学领域里，这些说法大多被视为“非科学”，甚至“伪科学”。但是实际上，它们中的每一个理论、观点或假说，都是科学工作者从科学的、理性的视点观察自然、思考世界的结果，只是与正统科学的说法不同而已，于是在许多人看来显得“怪诞”。不过“怪诞”并不等同于“荒诞”，其中往往含有科学的道理。上述列举的说法分别属于这样的理论：人择原理、地球空洞说和地下文明说、六度分隔理论、时空隧道假说、水有记忆理论以及基于该理论的顺势疗法、宇宙胚种论、血型性格学，等等。　　本书是6卷本丛书《另类科学传奇》的第一卷，就是专门向读者朋友介绍看似“怪诞”、实则往往含有科学道理的诸如此类的理论、观点或假说，共有60余篇。为了方便阅读，还将这些文章大致进行了分类，类别计有：宇宙学怪论、地学猜想、数学拾趣、物理学疑说、化学杂述、生物学推测、心理学奇谈、医学异议等。可以说，每一篇“怪诞”叙事都为大家打开一个智慧的视界，启通一条导向鲜明观点的道路，令人耳目一新。相信读者朋友在阅读本书的过程中，能够在增进自己知识的同时，感到身心愉快，并得到启迪和教益。　　作 者　　2011年9月

书籍目录

宇宙学怪论
　宇宙为人类定做——人择原理
　“戴森球”的假设
　“八卦宇宙论”引起的是是非非
　奇异的“冰宇宙论”
　奇妙的“虫洞”理论
　太阳伴星是“复仇女神”
　法厄同行星存在过吗?
　行星X之谜
　祝融星的幻影
　寻找第二颗月亮
　费米悖论
　寻找外星人的“德雷克公式”
　天文学上的奥伯斯佯谬
　占星术：迷信还是科学?
地学猜想
 地壳旋转变动论
 地球空洞说是否科学?
 小行星碰撞理论
 地下文明真的存在?
 风水是“准科学”?
数学拾趣
　费尔马大定理的证明
　六度分隔理论
　“圣经密码”可信吗?
　数字命理学简述
物理学疑说
　万有引力定律面临质疑
　“反引力”存在吗?
　宇宙中第五种力
　孪生子佯谬
　外祖母悖论
　时间旅行的遐想
　“时空隧道”假说
　薛定谔的猫
　“毛粒子”的来历
　歌德颜色论
　“真空零点能”的秘密
　神秘的金字塔能
化学杂述
　炼金术——现代化学的前夜
　“燃素说”的历史功过
　化学星空——另类元素周期表
　水有记忆吗?
生物学推测
心理学奇谈
医学异议

作者简介

裘伟廷编著的《另类科学传奇（怪诞理论卷）》是6卷本丛书《另类科学传奇》的第一卷，专门向读者朋友介绍看似“怪诞”、实则往往含有科学道理的理论、观点或假说，诸如人择原理、地球空洞说、地下文明说、六度分隔理论、时空隧道假说、水有记忆理论、顺势疗法、宇宙胚种论、血型性格学等等，共有60余篇。为了方便阅读，《另类科学传奇（怪诞理论卷）》中对这些文章进行了归类，分别归入：宇宙学怪论、地学猜想、数学拾趣、物理学疑说、化学杂述、生物学推测、心理学奇谈、医学异议等。

图书封面

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