智慧之窗: 人擇宇宙原理

2014年6月
文/黃小石

耶和華阿,人算什麼,你竟認識他?世人算什麼,你竟顧 念他?」《詩篇》一四四篇3節

◎自然界並不自然

「自然」的意思,就是「它是什麼就是什麼」,而非任何人「使 之然」,但一個允許生命存在的自然界,其實卻很不自然。 人體好像極複雜的生化工廠,其中所有小零件都得運作 得恰恰好,不然生命就不可能存續。我們知道,每一零件 (比如血紅素)都在自然律控制下運作,而這些自然律(好 比分子間的電磁效應)不但是極精確的定律,且其中的一些 自然常數又剛好適合維續生命!

比方說物質,它的成分是原子,原子的成分是電子、質 子、中子……以電子為例,宇宙中所有電子(約1,080個)都 是完全相同的,所以只要把任何兩個電子放在一起,就無法 分辦哪個是哪個,這也決定了電子統計力學與熱力學的特 質。

生命存在,與這些電子關係密切。現在已知:每個電子必 須帶1.602 x 10-19庫倫靜電,不然生命就不可能存在,因原子 間的化學作用與電子電量有關。若電子所帶電量是另一不 同值,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,生命現象也 就不能存在。

這類自然常數──電子的電價、質量、「重力常數」大小、 光速大小等,看起來沒有什麼特別意義,但若不是與我們所 測量到的數值相近,生命便不可能存於宇宙!如此看來,宇 宙中的自然律及一切自然常 數,都像是為生命在其間存 在而「設定」;從這一觀察而 得出的原理,就是所謂的「人 擇原理」,又稱「人擇宇宙原 理」。

◎自然律適合生存

「人擇原理」從1973年卡特開始提出,至今不到40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 不可能評論這定理;生命已存在,自然定理必當如此,這有 什麼好多說的呢?

也有人認為:不是自然為適應生命存在而如此,而是生命 因為宇宙自然律而演化成適應自然律要求的樣子。這種觀 念是錯誤的,生命存在與物質存在分不開:若宇宙中沒有原 子、分子,當然就沒有星球,任何生命體也都不可能存在, 更不用談什麼演化了。事實上,宇宙中的物質組成剛好與自 然律相仿。

物質世界的基本單元是「原子」;一個原子有電子(帶負 電)、質子(帶正電)和中子(不帶電);原子很小,以一億分 之一公分來計量;原子外圈有電子圍繞,中間是由質子和中 子組成的原子核;質子數目與外圈電子一樣;原子核小得難 以想像,比原子又小10萬倍!問題出來了:既然帶正電的質子 都擠在原子核,而正電與正電相互排斥,它們如何能擠在一 起不分散?

電的交互作用與重力定理相似,即所謂的「平方反比定 理」:當這些質子愈靠近,其間排斥力愈大;若其間距縮小10 倍,則排斥力就增加100倍!是什麼力量拉住了擠在原子核那 小小空間中的質子?

原來,當質子與質子靠近時產生了新的力量,它源於稱為 「湯川勢」的位能:原子核中的「強交互作用」,足以把質子 與中子吸在一起,抵銷電的排斥力、形成原子核。這種吸引 力顯然是個很強的力量,只在極短的距離中才生效。

◎自然特為人而設

奇妙的是,這「強交互作用」若再強2%,原子核中的質子 數目就會愈多、愈好,而氫原子就不再穩定,故最小的原子 起碼有兩個以上質子,這就是氦元素。若沒有氫,當然就沒 有水(水H2O就是二氫化氧);沒有水,就不可能有人(連生命 也不太可能)。反過來說,若「強交互作用」減弱5%,就不能 把兩個以上質子吸在一起,那麼氫原子就成了宇宙中惟一穩 定的原子,沒有碳也沒有氧,自然不用談生命存在了。可見, 其中相關的自然常數所能變化的幅度很小。

這類例子非常多,幾乎所有自然常數和自然律,都像是特 為我們的存在而設。水在結冰時會膨脹,因而密度降低,可 浮在冰水之上,這現象與生命存在大有關係。水在攝氏四度 時密度最高,再冷就會一反冷縮熱脹常態而體積膨脹,其原 因即涉及基本自然律和自然常數的「巧合」。

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)時,祂到底有 沒有其他的選擇。」意思是說,若上帝創造的自然律不是我 們所知的樣子,生命就不能存在了。

科學家以為上帝在其研究範圍之外,所以不考慮衪是任 何自然現象的原因,這是一種信心立場,與「科學」定義有 關,但真理就是真理,與人任意採取的信心立場無關。若說 「人擇原理」是上帝創造的定規,雖然並不解釋任何科學定 理,但可以解釋這些定理存在的原因,它可以簡單得不用多 想: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;更可以深奧得難以想像:上帝創造宇宙與 人,讓人認識祂的榮耀。

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