）很難理解，從這樣紊亂的初始條件，如何導(dǎo)致今天我們這個(gè)在大尺度上如此光滑和規(guī)則的宇宙。人們還預(yù)料，在這樣的模型中，密度起伏導(dǎo)致了比由伽瑪射線(xiàn)背景所限定的多得多的太初黑洞的形成。

如果宇宙確實(shí)是空間無(wú)限的，或者如果存在無(wú)限多宇宙，則就會(huì)存在某些從光滑和一致的形態(tài)開(kāi)始演化的大的區(qū)域。這有一點(diǎn)像著名的一大群猴子敲打打字機(jī)的故事——它們大部分所寫(xiě)的都是廢話(huà)。但是純粹由于偶然，它們可能碰巧打出莎士比亞的一首短詩(shī)。類(lèi)似地，在宇宙的情形，是否我們可能剛好生活在一個(gè)光滑和一致的區(qū)域里呢？初看起來(lái)，這是非常不可能的，因?yàn)檫@樣光滑的區(qū)域比紊亂的無(wú)序的區(qū)域少得多得多。然而，假定只有在光滑的區(qū)域里星系、恒星才能形成，才能有合適的條件，讓像我們這樣復(fù)雜的、有能力質(zhì)疑為什么宇宙是如此光滑的問(wèn)題、能自然復(fù)制的組織得以存在。這就是被稱(chēng)為人擇原理的一個(gè)應(yīng)用的例子。人擇原理可以釋義作：“我們看到的宇宙之所以這個(gè)樣子，乃是因?yàn)槲覀兊拇嬖??！?

人擇原理有弱的和強(qiáng)的意義下的兩種版本。弱人擇原理是講，在一個(gè)大的或具有無(wú)限空間和／或時(shí)間的宇宙里，只有在空間一時(shí)間有限的一定區(qū)域里，才存在智慧生命發(fā)展的必要條件。在這些區(qū)域中，如果智慧生物觀察到他們?cè)谟钪娴奈恢脻M(mǎn)足那些為他們生存所需的條件，他們不應(yīng)感到驚訝。這有點(diǎn)像生活在富裕街坊的富人看不到任何貧窮。

應(yīng)用弱人擇原理的一個(gè)例子是“解釋”為何大爆炸發(fā)生于大約100億年之前——智慧生物需要那么長(zhǎng)時(shí)間演化。正如前面所解釋的，一個(gè)早代的恒星首先必須形成。這些恒星將一些原先的氫和氦轉(zhuǎn)化成像碳和氧這樣的元素，由這些元素構(gòu)成我們。然后恒星作為超新星而爆發(fā)，其裂片形成其他恒星和行星，其中就包括我們的太陽(yáng)系，太陽(yáng)系年齡大約是50億年。地球存在的頭10億或20億年，對(duì)于任何復(fù)雜東西的發(fā)展都嫌太熱。余下的30億年左右才用于生物進(jìn)化的漫長(zhǎng)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程導(dǎo)致從最簡(jiǎn)單的組織到能夠測(cè)量回溯到大爆炸那一瞬間的生物的形成。

很少人會(huì)對(duì)弱人擇原理的有效性提出異議。然而，有的人走得更遠(yuǎn)并提出強(qiáng)人擇原理。按照這個(gè)理論，存在許多不同的宇宙或者一個(gè)單獨(dú)宇宙的許多不同的區(qū)域，每一個(gè)都有自己初始的結(jié)構(gòu)，或許還有自己的一套科學(xué)定律。在這些大部分宇宙中，不具備復(fù)雜組織發(fā)展的條件；只有很少像我們的宇宙，在那里智慧生命得以發(fā)展并質(zhì)疑：“為何宇宙是我們看到的這種樣子？”這回答很簡(jiǎn)單：如果它不是這個(gè)樣子，我們就不會(huì)在這兒！

我們現(xiàn)在知道，科學(xué)定律包含許多基本的數(shù)，如電子電荷的大小以及質(zhì)子和電子的質(zhì)量比。至少現(xiàn)在，我們不能從理論上預(yù)言這些數(shù)值——我們必須由觀察找到它們。也許有一天，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)將它們所有都預(yù)言出來(lái)的一個(gè)完整的統(tǒng)一理論，但是還可能它們之中的一些或全部，在不同的宇宙或在一個(gè)宇宙之中是變化的。令人吃驚的事實(shí)是，這些數(shù)值看來(lái)是被非常細(xì)致地調(diào)整到使得生命的發(fā)展成為可能。例如，如果電子的電荷只要稍微有點(diǎn)不同，則要么恒星不能夠燃燒氫和氦，要么它們沒(méi)有爆炸過(guò)。當(dāng)然，也許存在其他形式的、甚至還沒(méi)被科學(xué)幻想作家夢(mèng)想過(guò)的智慧生命。它并不需要像太陽(yáng)這樣恒星的光，或在恒星中制造出并在它爆炸時(shí)被拋到空間去的更重的化學(xué)元素。盡管如此，看來(lái)很清楚，允許任何智慧生命形式的發(fā)展的數(shù)值范圍是比較小的。對(duì)于大部份數(shù)值的集合，宇宙也會(huì)產(chǎn)生，雖然它們可以是非常美的，但不包含任何一個(gè)能為如此美麗而驚訝的人。人們既可以認(rèn)為這是在創(chuàng)生和科學(xué)定律選擇中的神意的證據(jù)，也可以認(rèn)為是對(duì)強(qiáng)人擇原理的支持。

人們可以提出一系列理由，來(lái)反對(duì)強(qiáng)人擇原理對(duì)宇宙的所觀察到的狀態(tài)的解釋。首先，在何種意義上可以說(shuō)，所有這些不同的宇宙存在？如果它們確實(shí)互相隔開(kāi)，在其他宇宙發(fā)生的東西，怎么可以在我們自己的宇宙中沒(méi)有可觀測(cè)的后果？所以，我們應(yīng)該用經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，將它們從理論中割除去。另一方面，它們?nèi)魞H僅是一個(gè)單獨(dú)宇宙的不同區(qū)域，則在每個(gè)區(qū)域里的科學(xué)定律必須是一樣的，因?yàn)榉駝t人們不能從一個(gè)區(qū)域連續(xù)地運(yùn)動(dòng)到另一區(qū)域。在這種情況下，不同區(qū)域之間的僅有的不同只是它們的初始結(jié)構(gòu)。這樣，強(qiáng)人擇原理即歸結(jié)為弱人擇原理。

對(duì)強(qiáng)人擇原理的第二個(gè)異議是，它和整個(gè)科學(xué)史的潮流背道而馳。我們是從托勒密和他的支持者的地心宇宙論發(fā)展而來(lái)，通過(guò)哥白尼和伽利略日心宇宙論，直到現(xiàn)代的圖象，其中地球是一個(gè)中等大小的行星，它繞著一個(gè)尋常的螺旋星系外圈的普通恒星作公轉(zhuǎn)，而這星系本身只是在可觀察到的宇宙中萬(wàn)億個(gè)星系中的一個(gè)。然而強(qiáng)人擇原理卻宣布，這整個(gè)龐大的構(gòu)造僅僅是為我們的緣故而存在，這是非常難以令人置信的。我們太陽(yáng)系肯定是我們存在的前提，人們可以將之推廣于我們的星系，使之允許早代的恒星產(chǎn)生重元素。但是，絲毫看不出存在任何其他星系的必要，在大尺度上也不需要宇宙在每一方向上必須如此一致和類(lèi)似。

如果人們能夠表明，相當(dāng)多的宇宙的不同初始結(jié)構(gòu)會(huì)演化產(chǎn)生像我們今天看到的宇宙，至少在弱的形式上，人們會(huì)對(duì)人擇原理感到更滿(mǎn)意。如果這樣，則一個(gè)從某些隨機(jī)的初始條件發(fā)展而來(lái)的宇宙，應(yīng)當(dāng)包含許多光滑的、一致的并適合智慧生命演化的區(qū)域。另一方面，如果宇宙的初始條件必須極端仔細(xì)地選擇，才能導(dǎo)致在我們周?chē)吹降囊磺?，宇宙就不太可能包含任何?huì)出現(xiàn)生命的區(qū)域。在上述的熱大爆炸模型中，沒(méi)有足夠的方向使熱從一個(gè)區(qū)域流到另一區(qū)域。這意味著宇宙的初始態(tài)在每一處必須剛好有同樣的溫度，才能說(shuō)明我們?cè)诿恳环较蛏峡吹降奈⒉ū尘拜椛涠加型瑯訙囟?，其初始的膨脹率也要非常精確地選擇，才能使得現(xiàn)在的膨脹率仍然是如此接近于需要用以避免坍縮的臨界速率。這表明，如果直到時(shí)間的開(kāi)端熱大爆炸模型都是正確的，則必須非常仔細(xì)地選擇宇宙的初始態(tài)。所以，除非作為上帝有意創(chuàng)造像我們這樣生命的行為，否則要解釋為何宇宙只用這種方式起始是非常困難的。

為了試圖尋找一個(gè)能從許多不同的初始結(jié)構(gòu)演化到象現(xiàn)在這樣的宇宙的宇宙模型，麻省理工學(xué)院的科學(xué)家阿倫·固斯提出，早期宇宙可能存在過(guò)一個(gè)非?？焖倥蛎浀臅r(shí)期。這種膨脹叫做“暴漲”，意指宇宙在一段時(shí)間里，不像現(xiàn)在這樣以減少的、而是以增加的速率膨脹。按照固斯理論，在遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1秒的時(shí)間里，宇宙的半徑增大了100萬(wàn)億億億（1后面跟30個(gè)0）倍。

固斯提出，宇宙是以一個(gè)非常熱而且相當(dāng)紊亂的狀態(tài)從大爆炸開(kāi)始的。這些高溫表明宇宙中的粒子運(yùn)動(dòng)得非常快并具有高能量。正如早先我們討論的，人們預(yù)料在這么高的溫度下，強(qiáng)和弱核力及電磁力都被統(tǒng)一成一個(gè)單獨(dú)的力。當(dāng)宇宙膨脹時(shí)它會(huì)變冷，粒子能量下降。最后出現(xiàn)了所謂的相變，并且力之間的對(duì)稱(chēng)性被破壞了：強(qiáng)力變得和弱力以及電磁力不同。相變的一個(gè)普通的例子是，當(dāng)水降溫時(shí)會(huì)凍結(jié)成冰。液態(tài)水是對(duì)稱(chēng)的，它在任何一點(diǎn)和任何方向上都是相同的。然而，當(dāng)冰晶體形成時(shí)，它們有確定的位置，并在某一方向上整齊排列，這就破壞了水的對(duì)稱(chēng)。

處理水的時(shí)候，只要你足夠小心，就能使之“過(guò)冷”，也就是可以將溫度降低到冰點(diǎn)（0c）以下而不結(jié)冰。固斯認(rèn)為，宇宙的行為也很相似：宇宙溫度可以低到臨界值以下，而沒(méi)有使不同的力之間的對(duì)稱(chēng)受到破壞。如果發(fā)生這種情形，宇宙就處于一個(gè)不穩(wěn)定狀態(tài)，其能量比對(duì)稱(chēng)破缺時(shí)更大。這特殊的額外能量呈現(xiàn)出反引力的效應(yīng)：其作用如同一個(gè)宇宙常數(shù)。宇宙常數(shù)是當(dāng)愛(ài)因斯坦在試圖建立一個(gè)穩(wěn)定的宇宙模型時(shí)，引進(jìn)廣義相對(duì)論之中去的。由于宇宙已經(jīng)像大爆炸模型那樣膨脹，所以這宇宙常數(shù)的排斥效應(yīng)使得宇宙以不斷增加的速度膨脹，即使在一些物質(zhì)粒子比平均數(shù)多的區(qū)域，這一有效宇宙常數(shù)的排斥作用超過(guò)了物質(zhì)的引力吸引作用。這樣，這些區(qū)域也以加速暴漲的形式而膨脹。當(dāng)它們膨脹時(shí)，物質(zhì)粒子越分越開(kāi)，留下了一個(gè)幾乎不包含任何粒子，并仍然處于過(guò)冷狀態(tài)的膨脹的宇宙。宇宙中的任何不規(guī)則性都被這膨脹抹平，正如當(dāng)你吹脹氣球時(shí)，它上面的皺紋就被抹平了。所以，宇宙現(xiàn)在光滑一致的狀態(tài)，可以是從許多不同的非一致的初始狀態(tài)演化而來(lái)。

在這樣一個(gè)其膨脹由宇宙常數(shù)加速、而不由物質(zhì)的引力吸引使之減慢的宇宙中，早期宇宙中的光線(xiàn)就有足夠的時(shí)間從一個(gè)地方傳到另一個(gè)地方。這就解答了早先提出的，為何在早期宇宙中的不同區(qū)域具有同樣性質(zhì)的問(wèn)題。不但如此，宇宙的膨脹率也自動(dòng)變得非常接近于由宇宙的能量密度決定的臨界值。這樣，不必去假設(shè)宇宙初始膨脹率曾被非常仔細(xì)地選擇過(guò)，就能解釋為何現(xiàn)在的膨脹率仍然是如此地接近于臨界值。

暴漲的思想還能解釋為何宇宙存在這么多物質(zhì)。在我們能觀察到的宇宙里大體有1億億億億億億億億億億（1后面跟80個(gè)0）個(gè)粒子。它們從何而來(lái)？答案是，在量子理論中，粒子可以從粒子/反粒子對(duì)的形式由能量中創(chuàng)生出來(lái)。