机构入驻 - 联系我们
您的当前位置: 首页 > 天下奇闻 > 科学探索 正文

根据物理定律,宇宙本该一片死寂才对,为什么还会出现生命?

作者:eric 时间:2025-12-04
导读:如果有一个问题能让最理性的物理学家在深夜辗转反侧,让最虔诚的信徒陷入深思,那一定是这个:生命,究竟为什么会出现?当我们剥离掉人类的情感,仅用冰冷的物理学视角去审视这个宇宙时,你会发现一个令人绝望的事实...

如果有一个问题能让最理性的物理学家在深夜辗转反侧,让最虔诚的信徒陷入深思,那一定是这个:生命,究竟为什么会出现?

当我们剥离掉人类的情感,仅用冰冷的物理学视角去审视这个宇宙时,你会发现一个令人绝望的事实:按照物理学的基本定律,这个宇宙本该是一片死寂。

引力致力于让物质坍缩成黑洞,热力学第二定律(熵增定律)像一道不可违抗的圣旨,驱使一切有序走向混乱,一切能量走向耗散,量子力学则描述着微观粒子毫无目的、完全随机的疯狂跃迁,在这些冷酷数学公式的统治下,宇宙原本应该是一台精密却毫无意义的机器,或者是一锅逐渐冷却的均匀粒子汤。

可是,生命出现了。

这件事有多离谱?天体物理学家弗雷德·霍伊尔曾用一个著名的比喻来形容:“这就像是一股龙卷风卷过一个废品收购站,等风停了之后,废墟里居然自动组装好了一架加满油、随时准备起飞的波音 747。”

生命的诞生,比这还要不可思议一万倍,它是逆熵而行的奇迹,是在无序的海洋中强行建立起的秩序孤岛,为了达成这个奇迹,宇宙似乎在诞生的那一刻,就被人按下了“作弊码”。

让我们先看看宇宙的“出厂设置”。

现代物理学发现,支撑我们这个物质世界运行的,是几个最为核心的基本常数:引力常数、电磁相互作用强度、质子与电子的质量比、宇宙学常数等等,这些数值不仅是固定的,而且它们被设定得精确到了令人发指的地步。

以引力常数为例,如果它比现在的数值大一点点,宇宙在大爆炸后会因为引力过大而迅速停止膨胀,重新坍缩成一个奇点,连恒星都来不及形成;如果它小一点点,物质过于稀疏,引力无法抓住气体云,恒星和星系永远无法凝聚,宇宙将是一片寒冷、黑暗的虚空。

再看电磁力,如果电磁力稍强一点,原子核将无法束缚住电子,或者化学键的结合力过强,导致复杂的分子无法断裂重组,生命所需的化学反应根本不可能发生;如果稍弱一点,原子结构将分崩离析,物质世界将不复存在。

这些参数的精确度是多少?

有些甚至需要精确到小数点后几十位,甚至上百位,这就像是有人站在一个拥有几百个旋钮的巨大调音台前,为了听到一首完美的交响乐,他必须将每一个旋钮都精准地调到某一个特定的刻度上,哪怕手抖了一下,把其中一个旋钮转动了亿万分之一毫米,整个宇宙的乐章就会变成刺耳的噪音。

更诡异的是,这些常数之间还存在着微妙的“制衡”与“配合”,它们并不是孤立的,而是像齿轮一样咬合在一起,共同搭建出了一个恰好能让复杂结构(比如原子、分子、细胞)存在的舞台,这真的仅仅是巧合吗?

即使有了稳定的物理舞台,生命还需要演员,对于地球生命来说,这个核心演员就是碳,只有碳原子拥有那神奇的四个价电子,能形成足够复杂、足够长且足够稳定的分子链(DN上海985大学直接落户,undefinedA、蛋白质)。

但碳从哪里来?

宇宙大爆炸只产生了氢和氦,碳诞生于恒星内部核心的核聚变熔炉中,然而从氦原子核合成碳原子核,是一个在核物理上极其困难的过程(三重阿尔法过程),它需要三个氦原子核几乎同时撞在一起,这在概率上低得惊人。

氦原子核需要经过一系列精确的共振反应才能合成碳,这个过程极其依赖一个特殊的原子核能级,7.65 兆电子伏特。

当年,天体物理学家弗雷德·霍伊尔在研究恒星核合成时,倒吸了一口凉气。他计算发现,如果这个能级稍微偏移 4%,甚至更少,恒星内部就无法产生足够的碳,或者产生的碳undefined会迅速变成氧,那样的话,宇宙中将没有足够的碳来构建生命。

但现实是,这个能级就在那里,不偏不倚,仿佛是专门为生命预留的“后门”。

霍伊尔这位坚定的无神论者,在这一发现面前动摇了,他后来留下了那句名言:“对此事实的合理解释是,有一个超级智慧在摆弄物理、化学和生物学。” 宇宙似乎并不在乎恒星的燃烧,但在乎碳的形成。

即使宇宙在大尺度上准备好了物理定律和化学元素,具体到生命的摇篮行星,依然需要通过一道道令人绝望的“窄门”。

看看我们的地球,它简直是全宇宙最幸运的“宠儿”,位置恰好位于太阳系的“宜居带”,液态水既不结冰也不沸腾,月球这颗相对于母星体积大得异常的卫星,像一个巨型船锚,稳定了地球的地轴,让我们的气候拥有了四季,而不会在混沌中剧烈波动。

太阳系的外围还有一颗巨大的木星,它像一个尽职的“清道夫”,用强大的引力拦截或弹飞了绝大多数可能撞向地球的致命小行星,地球本身还拥有一颗熔融的铁核,产生了强大的磁场,死死挡住了太阳风和宇宙射线,否则大气层早已被剥离,地表将是辐射地狱。

每一个“恰好”的概率都小得可怜,如果把它们乘在一起,天文学家计算过,在可观测宇宙的千亿个星系、万亿颗行星中,像地球这样完美的环境,可能真的只有寥寥几个,而我们,就奇迹般地站在了其中一个上面。

最后,还有一个被常常忽略的因素:时间。

生命的出现需要一个极其狭窄的时间窗口,首先不能太早:第一代恒星刚刚诞生时,宇宙中还没有重元素(碳、氧、铁),无法形成岩石行星和生命,其次不能太晚:随着恒星燃料耗尽,宇宙加速膨胀,星系之间互相远离,宇宙将不可避免地滑向“热寂”的深渊,变得寒冷而死寂。

这个适合生命生存的“黄金窗口期”,在漫长的宇宙岁月中只有几十亿年,而地球生命,恰好就出现在这个窗口里,最早的生命痕迹可以追溯到 38 亿年前,那时的地球刚刚从熔融状态冷却,海洋刚刚形成。仿佛宇宙刚一准备好最基础的物理条件,生命就迫不及待、争分夺秒地登场了。

更诡异的是,从简单细胞到真核生物,从海洋登陆陆地,从恐龙灭绝到哺乳动物崛起,每一次演化的关键节点,都踩在了恰好的时间线上,如果某个环节晚了一点点,比如人类晚进化几亿年,届时太阳的光度增加,地球将变得不再宜居,智慧文明将胎死腹中。

面对这一切,科学家们彻夜难眠。

一种解释是“人择原理”:因为我们存在,所以我们观察到的宇宙必须是允许我们存在的,如果有无数个宇宙(多元宇宙),绝大多数都是死寂的,只有极少数拥有恰好的参数,而我们必然生活在后者之中。

但还有一种更迷人、也更具颠覆性的看法:也许我们对“物质”的理解是错的,生命的出现或许根本不是概率极低的巧合,而是宇宙的一种内在倾向,物理定律看似冰冷,但当它们组合起来时,似乎天然地指向复杂性、指向秩序、指向意识的诞生。

或许,宇宙并不想做一台冰冷的机器。它在这个漫长的、由引力和熵统治的黑暗剧本里,埋下了一颗种子,它等待了 138 亿年,经过恒星的锻造、行星的碰撞、无数物种的生灭,终于通过人类的眼睛,第一次睁开了双眼,看见了它自己。

打赏

取消

感谢您的支持,我会继续努力的!

扫码支持
扫码打赏,你说多少就多少

打开支付宝扫一扫,即可进行扫码打赏哦

网友评论:

推荐使用友言、多说、畅言(需备案后使用)等社会化评论插件

Copyright © 2024 上海落户 版权所有
沪ICP备2021003381号
Top