8.08.2011

宇宙微調論證(fine-tuning argument)

「X(某件事情)發生了!這麼扯的事情竟然會發生,這只能用神蹟來解釋!」許多人使用這種「奇蹟論證」的格式來建立支持上帝存在的主張,這些主張的不同之處,大致上在於它們訴諸不同的「神蹟」。有些人相信上帝(或土地公,whatever)存在,因為若不是這樣,他沒有辦法解釋自己的某些奇特經歷(例如摔倒之後腦瘤就好了)。智慧設計論者相信萬物是神創的,因為他們不認為這些具備各種奇奇怪怪精細器官的動植物,能夠經由巧合自己蹦出來。而宇宙微調論者訴諸的,則是我們居住的這個宇宙的自然定律。

幾乎所有科學家都相信,在邏輯上,這個宇宙的自然規律,不是自然規律可能具有的唯一形式,例如說,我們可以輕易設想:在另一個世界,那裡的重力是這裡的1.3倍、質子則縮水25%,等等。當然,因為基本的自然定律跟我們這裡不太一樣,所以那樣的世界的面貌可能也和這個世界截然不同,例如在那個世界水可能比較容易被加熱,但不容易蒸發。事實上,科學家相信,因為世界的因果作用往往是許多基本定律的加成結果,所以基本定律的微小更動可能導致世界的劇烈變化,例如說,說不定在重力增加0.3倍的世界,因為粒子之間的吸引力太強,所以根本無法形成可以運動的細胞。換句話說,在那樣的世界,不可能形成我們現在理解的,以碳為基礎的生命體系。

當然,上面的假想世界只是自然定律或許可以有的一種組合。假使自然定律的各種組合總共可以有1000種,在這裡,我們可以問這個問題:在這1000種當中,有幾種能夠支持生命形成?有一些科學家認為,很少。對於他們來說,這個宇宙的自然律被微調得剛剛好,可以讓我們這樣的生命存在,這根本是奇蹟。宇宙微調論證,就是建立在這樣的說法上:
  1. 自然律中的常數可以有很多種變化和組合的版本,在那之中,能夠支持生命形成的版本數量所佔的比例非常小。
  2. 我們所處的宇宙剛好就是這屈指可數的幾個版本之一,為什麼這麼剛好?這個現象需要說明。
  3. 對於(2)提到的現象,最好的解釋就是:這個宇宙是上帝創造的。
我們可以看到,在歷史上,隨著「奇蹟」的演進,奇蹟論證變得越來越精緻且難以駁倒。首先,當奇蹟論證的擁護者開始擁抱智慧設計論證,他們倚賴的重要前提之一便不再是可能缺乏說服力的個人經驗,而是每個人都同意的事實:這個世界上有很多奇奇怪怪的生物,這些生物不是你把一堆原子放到筒子裡搖一搖就能造出來的。再來,當智慧設計論者被演化論者打臉,轉而宣傳微調論證,他們便從根本上避開了對方可能訴諸其它因果說明的理論來把自己訴諸為奇蹟的事情說明掉的可能性:你不能藉由因果說明現在的自然律為什麼會是現在這個樣子,因為因果說明本身需要預設自然律。

然而,這不代表微調論證成功地提供了相信上帝存在的好理由。在現代的討論中,微調論證至少有下面這幾個問題。

a. 反對(1),有一些科學家主張,要「製造」能夠支持生命存在的自然律組合,並非微調論者想的那麼困難,尤其是當我們同時改變自然律中的好幾個常數時,根據電腦模擬,創造出允許生命存在的宇宙的機率,並沒有那麼低。(2010年2月的科學人有專欄討論這個說法)

b. 反對(1),我們現在認同的生命形式(以碳水和細胞為基礎)並不見得是唯一的生命形式,在那些自然定律與這裡截然不同的世界裡,也可能有我們根本無法想像的生命會演化出來。

c. 反對(2),為什麼什麼現象都要解釋,不能就同意那是巧合嗎?

d. 反對(2),有一些科學家相信多重宇宙的存在,如果對於任何你想得到的自然律組合,都存在有一個符合它的宇宙,我們所處的宇宙的存在,也就不那麼奇怪了。(當然,在這樣的情況之下,可能還是有人會追問「那我們怎麼會這麼爽剛好存在在這個宇宙?」)

e. 反對(2),wiki上提到一種說法,主張宇宙必須相容於有意識的生命的存在,不過我看不太懂這個。

f. 反對(3),就算真的有個東西創造宇宙,它也不見得就是聖經說的全知全善全能的上帝,它有可能是撒旦、保安大帝甚至外星人。

16 comments:

  1. 關於e好像是「人本理論」
    也就是說正因為我們存在所以才會去猜測為什麼宇宙存在
    或探討為什麼宇宙是這樣的
    這樣的問題純粹是因為我們去發問
    如果人類不曾存在
    管他的

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  2. 我想問一下有沒有資料可以佐證「幾乎所有科學家都相信,這個宇宙的自然規律,不是自然規律可能具有的唯一形式。」我一直以為有不少物理學家相信這些常數是從來就無法改變的,會在大一統理論出來時被直接解釋。

    你舉的例子還算保守,我印象中有些常數一改,連原子都不會出現。那樣的情況中要形成任何類似生物的複雜結構都不太可能。

    我的理解,人本理論是對d後面的問題做解釋:「正是因為我們在這個可以有生物的宇宙,所以我們才可以問出『為什麼這麼巧』這種問題。」至於e的部份就更神奇了,好像是認為意識的存在是宇宙可以維待的前提之一,我也不知道他的根據為何。

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  3. 更正一下,Anthropic principle有幾個不同的版本,上面我最後一段寫的兩個只是不同的版本的。

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  4. 我想用樂透機率來比喻宇宙微調的結果:
    我猜大家都會覺得,假如樂透號碼開出01、02、03、04、05、06這一組號碼,簡直是奇蹟出現!但是仔細想想就知道開出這一組號碼的機率跟開出09、13、19、28、36、39這組號碼的機率根本就完全相同。是什麼讓我們覺得前者是奇蹟而後者不是?因為對我們來說這樣的一個連續號碼,而且還是從頭開始,是多麼的特別。但對於開彩機器而言,不管開出哪一顆都是一模一樣的。
    換到宇宙吧!會覺得我們存在的宇宙有多麼特別,只是因為你覺得這樣的一個巧合根本是奇蹟!就好像樂透能開出123456的連號一般神奇。但如果今天對我們存在的宇宙來說「09、13、19、28、36、39」才是一種連號,而且09是第一個數字,是否那個世界的住民也會覺得一切都是奇蹟?

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  5. 再進一步的說,我認為「智慧生命存在」的機率太低,那純粹是因為我們對於「智慧生命」的定義太過嚴苛。以DNA序列來比喻:在自然情況下,要有一個人的DNA序列跟我完全一模一樣,那根本就是奇蹟!但如果放寬標準,跟我同為黃種人且單眼皮的人,那樣的人就多了許多。再放寬標準,同為脊索動物門的生物,又更多了。同為動物界,又多更多了。
    什麼意思呢?就是說在不同的宇宙中,要求要如同我們一般地靈長類智慧生物存在,這樣的機率就好像要求要有個人跟我有相同的DNA一般刁難。如果今天的條件只是有「生物」存在,這樣的機率自然大多了!若再進一步來放寬「生物」的定義,那麼機率自然更高。如果對於另個宇宙來說「智慧生物」的定義根本完全與我們不同,那麼「智慧生物」存在的可能性或許非常大。
    要求跟我們所定義的智慧生物完全相同的宇宙存在,就好比要求樂透開出123456一般。但是開出任何號碼的機率都與123456相同,123456沒有比較難開,因此我們的宇宙也沒有比別的宇宙特別。
    對於微調宇宙來說,即使與這邊的宇宙截然不同,那個宇宙的一切也都是那麼的特別。

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  6. 我是覺得(e)的講法應該比較像是二樓的(d)解釋

    要有意識的智慧生命才能對宇宙是否存在提出疑問

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  7. 人本原理有真正科學家提出的版本和被基督徒改掉後(不管是惡意還是因為看不懂)反攻科學界的兩個版本啦

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  8. kaz的推導淺顯易懂,連笨蛋都看的懂,like me : )

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  9. Yel D'ohan:

    我沒有資料可以佐證,不過我的「這個宇宙的自然規律,不是自然規律可能具有的唯一形式」,指的是邏輯上的可能,即:有其它在邏輯上不矛盾的自然規律組合。


    Kaz:

    謝謝你的說明。這種試圖破解機率迷思的說法,可以被用來當作c的配套。

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  10. 我建議如果「幾乎所有科學家都相信,這個宇宙的自然規律,不是自然規律可能具有的唯一形式」是指邏輯上的可能的話,那應該在文章中說明清楚。(坦白說我都這句深感懷疑)

    「物理律則上的可能」與「邏輯上的可能」差異甚大,何況你前面還用了科學家三個字,容易讓人錯誤解讀。

    如果是指其他世界是指多重宇宙世界觀點的話(當然其他還有哲學所謂的可能世界),那即便真有多重宇宙,「其他宇宙的物理律則可能不同」這種說法也是頗具爭議性的。

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  11. Bill:

    謝謝你。我確實是想說「幾乎所有科學家都相信,在邏輯上,這個宇宙的自然規律,不是自然規律可能具有的唯一形式」。我會把這個補充放上去。

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  12. 前提(3)還有一點可以反駁:「上帝存在」是最好的解釋,這裡的「解釋」往往被受質疑,到底「上帝存在」算不算對事情的一種真正的「解釋」,還是只是偽解釋。

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  13. 捷:
    我同意你的說法。事實上哲學家確實會使用這種說法來反駁「我們有理由相信上帝存在,因為上帝存在是X的最佳解釋」這類論證。我想,在這種討論中,「X這種現象存在,因為上帝造了它」到底有沒有比「我們不知道X這種現象為何存在,我們會繼續努力」來得好,應該是討論重點。

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  14. 我認為以上關於微調論的反論,除了薄弱宜人原則之外,主要都必須要先接受多宇宙論。但以我所知即使多宇宙論的作者瑞斯(劍橋天文學教授)也在2000年的訪問中承認多宇宙論缺乏理論基礎,包括其計算過程大量倚靠假設(雖然他還是堅持多宇宙論是對的)。在我們只能觀察到自己的宇宙的前提下,我認為多宇宙論只是一種形而上理論而經不起科學檢驗,其存在目的只是為了逃避有神假設。
    就宜人原則來說,假設大家承認只會有一個宇宙,那麼我認為人類就有必要摸索這個存在的原因。舉例而言,如果今天讓一個人矇眼,讓100個神射手瞄準發射,結果全部沒有打中,那個人也不可能接受"要是他們真的有開槍把你射死,你也不會在這裡討論這個事了"這種解釋。一個合邏輯的人會希望找出相關的解釋。

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  15. 我認為以上關於微調論的反論,除了薄弱宜人原則之外,主要都必須要先接受多宇宙論。但以我所知即使多宇宙論的作者瑞斯(劍橋天文學教授)也在2000年的訪問中承認多宇宙論缺乏理論基礎,包括其計算過程大量倚靠假設(雖然他還是堅持多宇宙論是對的)。在我們只能觀察到自己的宇宙的前提下,我認為多宇宙論只是一種形而上理論而經不起科學檢驗,其存在目的只是為了逃避有神假設。
    就宜人原則來說,假設大家承認只會有一個宇宙,那麼我認為人類就有必要摸索這個存在的原因。舉例而言,如果今天讓一個人矇眼,讓100個神射手瞄準發射,結果全部沒有打中,那個人也不可能接受"要是他們真的有開槍把你射死,你也不會在這裡討論這個事了"這種解釋。一個合邏輯的人會希望找出相關的解釋。

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