我们的宇宙有多精巧

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（本章免费！）

这是一个充满了奇迹的宇宙。其中，最大的奇迹就是，它孕育了生命，并且产生了能够观察和思考宇宙的智慧生命。要走到这一步，需要很多前提，比如大尺度的宇宙结构，星系，恒星，行星的存在，化学反应，生命起源等等。这些都是概率小得令人难以置信的巧合。

宇宙的本质是物理（这一句存有疑问），它的运行受物理定律支配。而在众多的物理定律中包含了大量的物理学常数，这些常数的值，决定了我们宇宙的最终形态。可以说，宇宙中的所有巧合与奇迹，都是由于这些常数的值落在一些非常小的范围内。如果这些常数的值发生很小的变化，我们的宇宙就会面目全非，不但不会孕育生命，连星系和恒星都不会出现。

所以，人们常常把这样的宇宙称为精确调节的宇宙（fe-tuneduniverse）或刀锋上的宇宙（universeontheknife-edge）。

下面我们来看看，要达到现在宇宙的状态，对物理学常数的精确度范围有多么令人发指的要求。

1万有引力常数出现在从牛顿的万有引力定律到广义相对论的很多物理定律中，对宇宙宏观结构至关重要。这个常数的值大家应该也不陌生：667X10-11。

如果万有引力常数比现在的值小10-36，恒星将无法稳定存在。它自身的引力无法与来自内核聚变的辐射压力抗衡，将会在顷刻间土崩瓦解。

如果万有引力常数比现在的值大10-40，在过于强大的引力作用下，宇宙中将布满黑洞，不会再有恒星。

10-36是一个小到人类的大脑无法理解的一个数字。下面这个例子也许可以帮助你理解它。如果你把1036颗直径01毫米的沙粒连接起来，它的长度会达到可观察宇宙直径（930亿光年）的114倍。在这样一个难以想象的长度上，如果你取掉一粒沙，整个宇宙就崩溃了。

此外，还有其他一些参数对现在宇宙的状态起着重要作用。它们有的是物理学常数，有的是多个常数共同作用的结果。

2恒星核聚变的效率是0007，它表示在氢元素聚变成氦元素的时候，有07的质量转化为能量。这个参数由若干其他物理学常数决定，包括强相互作用力的大小。如果这个参数的值是0006，那么复杂的化学元素将无法存在，生命活动所依赖的复杂化学发应也无从发生。如果这个参数的值是0008，那么所有的氢元素将会在大爆炸后迅速消耗殆尽。不过并非所有物理学家都赞同这一观点，他们认为，只要强相互作用力的增加不超过50，氢元素是可以长期稳定存在的。

3宇宙的密度参数是宇宙中的物质密度和关键密度（criticaldensity）的比例，这个值约等于1。如果宇宙的物质密度太大，暗能量不足以推动宇宙膨胀，那么宇宙就会在大爆炸以前迅速收缩。相反，如果宇宙的物质密度太小，就无法提供足够的引力形成恒星。

4宇宙学常数描述了暗能量密度和宇宙关键能量密度的比例。这个常数的数量级是10-122。这个微乎其微的数值决定了它只能在10亿光年的尺度上发挥作用。如果它不是这么小，恒星和星系都无法形成。

5碳12原子的第三低能态是7656MeV。如果这个值低于7596MeV或高于7716MeV，恒星制造的碳元素将不足以支持碳基生命。同样，要制造出满足地球生命所需的氧元素，我们对强相互作用力大小范围的要求是05，而对电磁力大小范围的要求是4。当然，如果你相信其他元素，比如硅，也可以支持生命，就可以忽略这一点。

这样的例子还有很多，比如精细结构常数，宇宙的维度等等，这里就不一一赘述了。不过，不能忽视的一点是，今天宇宙的最终状态是所有这些因素作用的结果。它们必须同时落在指定的范围内。所以，我们得到今天宇宙的概率是所有小概率的乘积。你也许可以想象得到，我们中了一个什么样的大奖。