凉宫春日的人择原理
《凉宫春日的忧郁》(涼宮ハルヒの憂鬱)及其后续小说是日本青年作家谷川流的校园幻想小说。最近因为它被改编成了动画而在国内变得热门起来。简单地概括一下这套小说的内容,就是一个叫做凉宫春日的女生有着奇怪的爱好,那就是找到宇宙人、未来人和超能力者,然后和他们一起玩。于是,她的身边就真的出现了宇宙人、未来人和超能力者……
……真是大杂烩式的设定啊。这套小说的类型比较接近于科幻小说,但是出版社似乎认为是奇幻。我倒是认为这完全是个校园青春小说,只不过借了“幻”的壳子。我听到有的读者说这套小说很有科学哲理。这样想是不妥的,因为谷川只不过是为了唬人而堆砌了一些科学名词、概念。比如小说里关于“人择原理”的叙述,其实和情节没有太大关系,而且还讲错了:
你听过人类原理这个名词吗?
没听过。
古泉突然发出换气似的笑声说道:
“总之,就是‘人类藉由观测才得以发现宇宙的存在’这样的理论。”
完全不懂。
“因为观测,所以才有宇宙的存在。总之,就是世上名为人类的知识生命体在发现许多物理法则和定律后,藉由观测了解宇宙的生成,并得知宇宙的存在。假设观测宇宙的人类和地球没有进化到目前这种程度,那么就无法进行观测,也无法发现宇宙的存在。也就是说不管宇宙存在与否,对没有进化到某个程度的人类来说都是一样的。正因有如此进化的人类存在,宇宙的存在才会为大家所接受。这就是以人类的角度思考得来的想法。”
“人类藉由观测才得以发现宇宙的存在”不是人择原理,听上去更类似于薛定谔猫佯谬一类的问题。那么,人择原理(小说译作了人类原理)是什么呢?简单地说,人择原理是一个经常出现在宇宙学领域的概念,它大致可以理解为,因为我们人类存在,所以关于宇宙的理论必须允许我们的存在。(韦氏大词典把它描述为“观测到的宇宙的状况,必须允许观测者的存在”)
你可以这样想。如果你有一天遇到了一个外星人(凉宫春日一定很高兴),外星人注意到了你的眼睛这种器官。那么外星人就可以推测,你们日常用来记录信息的符号(就是我们说的文字),应该不会每一个都有300米高,同时,它们也不太可能很微小,因为你的眼睛存在分辨率的极限。这就类似于人择原理想要叙述的东西。你的(眼睛)的存在限制了日常使用的字符的大小的可能性。
美国进化论生物学家古尔德曾经有一个著名的“就是如此”的理论。这个理论大致上是说,生物的某些结构“就是如此”偶然出现的,并无进化上的特定意义。古尔德拿圣马可大教堂的拱肩作为例子,说明拱肩只不过是建筑设计上的巧合(副产物),而不是特意设计的。对于生物,你如果问为什么骨头是白色的?实际上,骨头可以具有其他颜色,比如绿色、蓝色或者红色。白色的骨头颜色可能并无任何增加适应度的功能,它很可能不过是一个偶然的副产物。
与古尔德的理论不同,人择原理似乎是一个“为什么如此”的理论(当然,它们的适用领域可能不同)。然而,你或许会觉得人择原理有点滑头,它似乎不是一个真正的理论,而更像一个循环式的论证。事实上,人择原理在宇宙学中确实能够发挥作用。
人们通常把人择原理分为三种,弱人择原理、强人择原理和终极人择原理。这次我们主要来谈谈前两种。人们通常使用英国天文学家John Barrow等人提出的叙述:
弱人择原理:物理学和宇宙学的所有量的观测值,不是同等可能的;它们偏爱那些应该存在使碳基生命得以进化的地域以及宇宙应该足够年老以便做到这点等等条件所限定的数值。
强人择原理:宇宙必须具备允许生命在其某个历史阶段得以在其中发展的那些性质。
(摘自约翰·格里宾的《大宇宙百科全书》中文版)
假如有人对宇宙进行了一番观测(光学的、红外线的、微波的,等等……),得出结论说宇宙今天的年龄是5亿岁。那么从人择原理角度出发,这个结论可能是有问题的。原因如下:
我们是生物,
生物是有机的,
有机物需要碳元素,
碳元素需要由恒星的死亡来制造,
因此至少要等到宇宙的第一代恒星死亡之后,才能提供碳元素,
恒星的寿命有几十亿年,
所以今天宇宙的年龄至少应该有几十亿年。
于是,我们人类的存在,就给一种宇宙学理论施加了约束条件。如果有人来问“为什么引力常数是这个数值呢”的问题,那么你就有了“就是如此”之外的另一种选择。你可以说:“如果引力常数比我们现在测到的大,那么日地距离就可能不同,地球上也就没法留住液态水。并且,太阳的寿命可能缩短,在我们出现之前,它就烧死了。”
谷川流倒是在后面的文字中涉及到了一点:
“真是奇怪的想法!不管人类存不存在,宇宙就是宇宙啊!”
“没错。所以人类原理并不符合科学,不过是一种思索理论罢了。但是,这里头倒浮现了些有趣的事实。”计程车因红灯而停了下来。司机直视着前方,连看都没看我们一眼。
“为何宇宙会以适合人类生存的形态被创造?重力常数只要有一点点地差距,宇宙就不会是目前这个世界的样貌了。其他像是普朗克定数、粒子的质量比,简直就像为人类量身定做似地恰好符合某个特定值,才造就了世界及人类。你不觉得这非常不可思议吗?”(引文皆摘自《凉宫春日的忧郁》pp216-217 )
然而,最后这段话似乎表明了他实际上没有弄懂什么是人择原理。
这样的小说是不是比较好写?信口开河的,我将来如果写小说的话,考虑这个路子。:)
Comment by 桑葚 — April 24, 2006 @ 9:15 pm
确实,把读者唬住,是很重要的。连丹·布朗的几本小说,也是想方设法往科学上靠。
Comment by Summer — April 25, 2006 @ 5:31 am
:“如果引力常数比我们现在测到的大,那么日地距离就可能不同,地球上也就没法留住液态水。并且,太阳的寿命可能缩短,在我们出现之前,它就烧死了。”——显然这是因果倒置了的,我们这种生物的存在显然是不能决定引力常数的大小,相反引力常数是基本的,我们的出现反而是大自然的一个巧合。至于引力常数是什么决定的自然有它更深层的原因。作为既定事实反过来去推导倒是可以,就像破案一样,人类的出现是案件结果。
Comment by suyu — April 27, 2006 @ 11:17 am
我们当然无法决定引力常数。但是我们的存在对引力常数的可能性给出了一个约束条件。如果有许多不同的宇宙,这些宇宙遵从不同的物理学,那么我们的宇宙的物理学才能导致我们的出现,而只有我们出现之后,才会问“为什么引力常数是这样”的问题。“为什么引力常数是这样”的问题,似乎指向了一件事,那就是:从人择原理角度出发,引力常数的取值并没有更深层次的原因,我们能问这个问题,纯粹是因为我们存在了;如果有其他的宇宙,引力常数可以有其他的选择,但是我们就不太可能存在,也就无法问出这个问题了。
Comment by Summer — April 28, 2006 @ 4:03 am
问题是这样的,人择原理不能是时间上因果关系的起因,应该被理解为从既成事实反求起因的一种方法。客观来说,我们这种生物的存在对宇宙来讲也没什么可特殊的,我们也决定不了宇宙任何基本的定律,自然界的基本定律是自然存在的。逻辑上人择原理可以自洽的说明一些问题,但逻辑成立未必和事实能达成统一。那种说我们发现的自然定律必须容许我们作为观测者存在的说法倒是很合理,毕竟它反映了我们人类作为自然一部分的内涵,也就是我们人和发现自然定律的实验仪器、观测对象、电磁波诸如此类是同属一个系统的。
Comment by suyu — April 28, 2006 @ 5:57 am
我不太明白你到底针对的是我的原文中的哪个地方?
Comment by Summer — April 28, 2006 @ 7:26 am
文章当然是好文章,而且以前读到过这方面,所以很感谢summer:)
只是对人择原理说了点自己看法罢了,其实一直感觉这像个逻辑游戏,首先承认现在既定存在的事实,然后推断所有疑问的答案都要以既定事实为约束,然后引用“人择原理”说这个原理决定这样的,就不要问了,呵呵。这不是结果反成了原因,本来的原因由于这个原理就没有追问的必要了。其实人择原理并没解决什么问题的,倒像个游戏。
Comment by suyu — April 29, 2006 @ 4:05 am