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1700878740 ●它要回答“为什么是这些初始条件”这一问题。
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1700878744 ●它不假定对称性,也不假定守恒定律。
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1700878748 ●它要因果闭合,自给自足地解释一切。它不需要求助于宇宙之外的事物来解释宇宙之内的任何事物。
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1700878752 ●它要满足充足理由律、单向作用的不存在性、全同关系的同一性。
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1700878756 ●理论中的物理变量都要用来描述动态个体之间的相对关系。它不含有固定背景结构,不含有一成不变的自然规律。自然规律都随时间演化,这反过来暗示了时间的真实性。
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1700878760 原则虽好,可惜不实用。我们真正需要的是一些假说,这些假说能形成理论,并提出可以被验证的预言。在后文中,我将给出数个假说,以及它们所形成的具体理论。我们会看到,这些假说确实作出了可以被实验验证的预言。
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1700878765 时间重生:从物理学危机到宇宙的未来 [:1700876987]
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1700878771 到目前为止,我们可以这样归纳第二幕的主旨:宇宙学想要取得进步,物理学就必须放弃自然规律永恒不变的观念,接受它们随真实时间演化的想法。一个真正的宇宙学理论需要解释宇宙中的物理定律和初始条件的由来。它可以被可行的实验所验证,甚至很容易被证伪。要想获得这样一个新宇宙学理论,以上观念转变不可或缺。在之前的章节中,我大体勾勒了这个原则(希望如此),本章中我将比较两个理论,对此来做具体展示。在这两个理论中,一个理论的定律独立于时间,另一个理论的定律随时间演变。我将比较它们的解释能力与预言能力。
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1700878773 定律随时间而变的理论名为宇宙自然选择(cosmological natural selection)假说。我在20世纪80年代后期发展了这一理论,并于1992年发表了论文。[1]论文中,我通过这一理论作出了一些预言,这些预言完全可能被过去20年间的实验观测证伪,然而这样的局面并没有出现。当然,这不是说我的这一理论就是正确的。但这至少说明了:一个关于自然规律演化的理论,可以解释我们这个世界,并作出一些预言。
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1700878775 另一方面,我将选择永恒暴胀(eternal inflation)理论作为例子,来说明定律独立于时间的理论。这是多重宇宙学说的一个特别版本。20世纪80年代,物理学家亚历山大·维兰金(Alexander Vilenkin)和安德烈·林德(Andrei Linde)提出了永恒暴胀理论。[2]随后,这一理论得到了广泛的研究。由于理论的前提假设可调,永恒暴胀理论存在多种形式。为了论证方便,我挑选了给出无时多重宇宙图景的永恒暴胀,因为它最配得上“永恒”一词。在其他版本的暴胀多重宇宙中,时间可能会具有更为重要的作用。从某种意义上说,某些永恒暴胀理论也存在自然规律的演化,它们与宇宙自然选择假说拥有一些共同的性质。
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1700878777 涉及自然规律演化的宇宙学理论能够给出真实的宇宙学预言。它们成功的原因在于,它们无须借助人择原理(anthropic principle)连接我们的宇宙与其他多重宇宙。人择原理指出,有些宇宙的自然规律和初始条件适宜生命的存在,我们只能生活在这类宇宙之中。有人认为人择原理可以让一个理论具有预言能力,在本章中,我将驳斥这一说法。
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1700878779 时间重生:从物理学危机到宇宙的未来 [:1700876988]
1700878780 黑洞内部,孕育着新的宇宙
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1700878782 宇宙自然选择假说是我的第一本书《宇宙生命》的主题。在此,我会呈现一些细节,来说明为什么自然规律随时间的演化会使它们的预言可被证伪。[3]
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1700878784 宇宙自然选择假说的一条基本假设是,宇宙在黑洞内部繁衍新的宇宙。正因为此,我们的宇宙也从黑洞中产生,也是其他宇宙的后代。我们宇宙中的每一个黑洞也正在孕育新的宇宙。在这个框架下,我们可以开始使用自然选择机制。
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1700878786 在种群生物学中,人们使用自然选择机制来解释一些系统关键参数的由来,为什么它们会比我们想象中的更复杂。这里,我将使用相同的机制。想要使用自然选择机制解释系统的复杂性,以下条件需要得到满足。
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1700878788 一片参数空间。其中的参数因种群中的不同个体而异,在生物学中,基因就是这样的参数;在物理学中,标准模型的常数就是这样的参数。这些常数包括各种基本粒子的质量和各种基本相互作用的强度。这些参数形成了一种自然规律的位形空间,我们称这样的空间为“理论景观”(在种群生物学中,基因的空间被称为“适应度景观”,理论景观借鉴于此)。
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