世界上的道理一共有兩種。第一種，就好像電視劇一樣有始有終，聽完很舒服，它的結局是和諧的，它告訴你世界是完美的。“世上本無事，庸人自擾之”，最終一切回歸到真善美。這種道理，大概是我們為了堅強地活在這個世界上而故意給自己找的錯覺 —— 說的浪漫一點叫做心靈雞湯，說的嚴肅一點，就是精神鴉片。 第二種，則是真實的道理。真實的道理是沒有結局的，聽完總覺得哪里不夠完美，這種道理總有矛盾和疑惑、解決了一個危機還會迎來下一個危機，甚至可能是更大的危機。這就是我們這個世界最基本的事實，這就是物理學家們面對著最真實的宇宙。 微調的宇宙 將近半個世紀以來，理論物理學家們一直在思考一個似乎有些令人困惑的問題，那就是我們宇宙中的一些基本物理常數的值幾乎就像是為了讓生命出現而專門定制的。去年出版的一本書《A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos》，作者Geraint Lewis是悉尼天文學院的天體物理學家，他的主要工作是用計算機模擬宇宙的演化。這是一本科普書，內容都是物理學家早就知道的，然而他對于一些問題的回答也許會讓我們有一些寢食難安的答案。 在物理學家看來，我們對宇宙研究的越深入，宇宙似乎就越簡單，宇宙中的主要物質大約是由100多種原子構成的，而原子又由質子、中子、電子組成。再深入一步，質子和中子本身都是由夸克組成——夸克有六種類型，分別是上、下、粲、奇、底及頂。因此，宇宙中最主要的構成部分，不過就是六種夸克、六種輕子和四種基本力——也就是四種“相互作用”——包括引力、電磁相互作用、強相互作用和弱相互作用。 物理學家們現在已經有一個很成熟的模型，可以把前面所有的東西——除了引力——都描寫清楚，這就是粒子物理標準模型（particle physics, standard model of），它能夠把關于已知物質的微觀最基本單元——輕子和夸克，最基本相互作用（三種規范相互作用：強相互作用、電磁相互作用和弱相互作用），產生粒子質量機制——黑格斯機制及其量子——輕子、夸克、希格斯粒子都描述的無比精確。
標準模型
標準模型預言應該有一個叫做“希格斯玻色子”的粒子，現在也被發現了，也就是所謂的“上帝粒子”。當然還有一些事情是標準模型解釋不了的，比如說暗物質和暗能量。
但是對于標準模型有一個嚴重的問題，標準模型有19個自由的參數。這些參數不是理論計算出來的 —— 也就是說似乎沒有什么定律約束它們必須如此，它們都是被實驗測定出來的。物理學家不知道為什么這些參數恰好是這樣的數值。
然而正是粒子物理標準模型中的這參數導致了宇宙大爆炸中氫原子核的形成，然后在早期快速誕生的大質量恒星內部合成了碳原子和氧原子，并伴隨超新星爆發散布到宇宙空間中去。這些過程最終為太陽系和行星的出現奠定了基礎，讓在其中的一顆行星上出現以碳元素為基礎，依賴水和氧氣生存的生命成為了可能。
如果他們不是這樣的數值，那我們的宇宙可就麻煩了，再比如說“下夸克”的質量。
質子是由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。下夸克比上夸克稍微重一點，因此單個中子的質量要比單個質子稍微大一點。質量越大能量越大也就越不穩定——中子就是不穩定的，一個自由的中子只有15分鐘壽命，過后就會衰變。原子核之所以穩定，是因為中子多出來的質量變成了原子核的結合能。而對比之下，單個質子非常穩定，似乎永遠都不會衰變。
這就解釋了為什么早期宇宙富含質子，這個事實非常重要， 單個質子加單個電子就是我們熟知的氫原子。宇宙中90%的原子都是氫原子。氫元素是一個非常活潑的元素，很容易和其他元素產生化學反應，比如氫氣和氧氣反應后產生水。這個宇宙想要有生命，就必須要有大量的氫原子。
但是問題來了。是誰規定的下夸克質量必須是這個數值呢？如果我們把下夸克的質量調高一點 —— 一切物理定律都還有效，但是質子可就不穩定了。那樣的話，宇宙將會由氦原子主導，而氦原子非常不活潑，這個宇宙里甚至可能根本就不會有什么化學反應！這種情況對于復雜生命出現的可能性是幾乎不存在的。
再比如說引力。我們知道，恒星之所以能發光，是因為引力把它壓縮在一起，物質在巨大壓力之下產生的核反應。如果引力的強度比現在更強或者更弱，那么我們現在的宇宙將會黯淡無光。因為如果把引力的強度調高，那么恒星的燃料會迅速燃盡，不能長久的存在。如果把引力調低，那么恒星的內部壓力就不夠，根本發不了光。是誰規定引力正好是這么大？
我們這個宇宙存在于四維框架中，包括三個空間維度和一個時間維度，但是為什么不可以有更多的維度呢？物理定律并不要求宇宙空間一定是三維的，一個更高維空間的宇宙完全是可能的 —— 但是！其中行星的軌道將是不穩定的，在一定擾動的情況下，繞著太陽轉的地球會突然掉向太陽，或者脫離軌道飛出去。
還有宇宙膨脹問題。有兩個因素影響著宇宙的膨脹速率——物質和暗能量。我們知道，宇宙中的物質，因為引力的作用，有一個向一起聚集的傾向，而暗能量則是讓宇宙膨脹的。那么假設引力不變，一方面如果暗能量稍微強一點，或者物質稍微少一些，那么宇宙膨脹就會非常快，從大爆炸產生的物質就沒有機會聚在一起形成各個星球。另一方面如果物質多一些，暗能量弱一點，膨脹速度就會比現在的慢，那么宇宙可能就膨脹不開，或者剛一膨脹就迅速收縮了。我們這個恰到好處的宇宙，膨脹速度似乎不快也不慢，需要讓物質和暗能量“相互配合” —— 是誰規定的宇宙中正好有這么多物質，又正好有這么強的暗能量呢？
再比如說，如果把強相互作用的強度改變0.5%，或者把電磁相互作用的強度改變0.4%，那么宇宙中就不會有碳元素和氧元素 —— 這兩個元素，對生命的出現至關重要——地球上的生命都是碳基生命。
為什么下夸克的質量正好是這個數值？為什么引力正好不大不小？為什么宇宙中的物質和暗能量正好相配？為什么宇宙空間正好是三維的？……
我們不知道它們為什么是這樣的，但是我們很慶幸它們是這樣的。
上帝之手
