2016-08-15 22:17:04
這是同人於野發表在《新知客》上的一篇文章：物理學的邏輯和霍金的答案。他把很深奧的理論寫得風趣易懂。
正文：
明星物理學傢霍金的新書 The Grand Design (《大設計》) ，和當年的《時間簡史》一樣受到公眾和媒體的熱烈追捧，成為又一本能夠連續占據暢銷書排行榜的“物理書”。很多媒體關註的重點都是說霍金在這本書裡排除瞭 上帝存在的可能性，但其實這本書說的是比上帝存不存在更重要的事。它說的是為什麼會有這麼一個恰好適合人類生存的宇宙。
這大概是人類所能提出的最大問題瞭。宇宙為什麼存在？宇宙是怎麼起源的？我們這個宇宙的性質非常精妙地符合人類需求，那麼它是被“設計”出來的麼？ 很多人認為物理學傢跟哲學傢和宗教人士一樣，追問這些問題是為瞭獲得“內心的平安”，但物理學傢跟他們不一樣。物理學有一套非常不同的邏輯。
我 曾經在一次聚會上跟一個牧師聊天。這是一位非常虔誠的牧師，走到哪都帶著一個破舊的隨身聽，裡面放的是《聖經》錄音帶。我以為我的知識足以挑戰他的信仰， 我問他你怎麼可能相信地球是在6000多年前被上帝創造的呢？我們有充分的證據表明地球上很多東西的年齡超過一百萬年。不料這位牧師說瞭一個幾乎讓我目瞪 口呆的理論。他說上帝創造萬物的時候可以創造各種年齡的萬物。這就好比說假設我現在可以創造出來一個人來，這個人的年齡看上去是20歲，可是他是什麼時候 被創造的？現在被創造的。
這真是一個完美的理論，我無法從邏輯上質疑它的正確性，這位牧師靠這個理論獲得瞭內心的平安。可見獲得內心的平安 是容易的事情，如果你相信上帝無所不能，上帝安排瞭一切，你就可以解釋任何現象，你就獲得瞭內心的平安。可是物理學傢對自己有比“內心的平安”更高的要 求。我對這個牧師說，我的理論不但能解釋各種化石的年齡，我還能對尚未發現的化石做出預言，你的理論也能解釋，可是你的理論能預言麼？
判斷一個物理理論的好壞不在於這個理論是否符合人的直覺，或者是否夠漂亮，而在於它能不能做出預言。與哲學傢們整天為瞭堅持自己的學派和“信念”跟人吵架不同，物理學傢從不執著於任何一個物理理論，堪稱是最徹底的革命者。
但物理學傢也有一個可以稱作“信念”的東西，這個信念就是世界應該是合“理”的。也就是說，物理定律應該適用於所有時間和所有地點，所有事件都必須精確地符合描寫物理定律的數學方程。
正是這個信念使得物理學傢可以不斷地做出預言。如果有一個偵探發現一月一日有人被殺；二月一日又有人被同樣的方法殺死；三月一日還有人被同樣的方法殺死，他 就會得出一個理論：罪犯在每月一日殺人。這個理論不但能解釋過去的三起殺人案，而且能做出四月一日會有人被殺的預言。物理學傢的思路類似，隻不過對他們來 說，四月一日必須有人被殺 — 不允許物理定律像犯罪一樣有被停止的可能。過去，電磁相互作用和弱相互左右被認為是兩種不同的力，而薩拉姆和溫伯格在1967年用一個統一的理論把這兩種 力統一瞭起來。這個理論不但能解釋已知的現象，還預言瞭在這個框架內必須存在的三個新粒子，後來果然被試驗發現。反過來說，有人試圖把強相互作用也給統一 進去，結果得到瞭幾個所謂“大統一理論”，Grand United Theory （GUT）。這些 GUT 都預言質子應該會衰變，然而目前為止所有的實驗都表明質子就算真的會衰變，其半衰期也比 GUT 預言的要長，所以 GUT 理論就算再精妙也不能被接受。
既然所有事件都符合物理定律，上帝還有什麼用呢？如果上帝不能幹預物理過程（比如說制造奇跡），他存不存在還有什麼意義呢？牛頓就提出瞭一種意義。
牛頓在解出行星軌道方程之後發現引力會對這些軌道做出擾動。而這種擾動一旦累積起來就會導致軌道的不穩定，使得行星或者墜入太陽，或者脫離太陽系。據此，牛 頓認為上帝必須存在，隻有上帝才能時不時地對地球軌道進行微調，確保穩定。要不是拉普拉斯後來證明這種軌道擾動是周期性的不可積累，物理學傢大概也隻好接 受上帝存在。
牛頓認為上帝必須存在的另一個理由則不需要他的直接幹預，這就是地球在太陽系的位置實在是太幸運瞭。方程表明一個行星的軌道在 一般情況下應該是橢圓形，圓形是非常特殊的情況。如果地球軌道是橢圓，哪怕“橢”的不是特別厲害，其近日點和遠日點的溫度也將會非常不同，而不會有像現在 這樣一年四季溫度相差不算太大的環境。而地球的軌道幾乎就是圓的！地球四季的溫差幾乎完全來自自轉和公轉的傾角，而與距離太陽遠近無關。地球的另一個幸運 之處在於這個距離與我們這個太陽的質量正好搭配合適，哪怕太陽質量有20%的不同，地球也將因為過冷或者過熱而不適合生存。牛頓考慮到這些巧合，認為這一 定是上帝安排的，就好像一個連續買彩票中大獎的人認為這是上天的眷顧一樣。要不是後來我們發現宇宙中有那麼多的行星系統所以其中有一個適合生存的不算意 外，物理學傢大概也隻好相信這個巧合是安排的。