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为什么我们生活在一个有着特定规则、易于理解的宇宙当中，而这些规则可以被充分运用起来去预测我们的未来呢？
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当然，我们可以这样回答：正是因为这样，上帝才创造了宇宙，并使其一切从简，以便让我们人类易于理解。但我们能如此轻易地就绕过这个问题吗？我们先思考一下其他几个类似的问题：为什么宇宙如此之大？为什么平行线永远不会相交？为什么宇宙的不同部分看上去却是如此雷同？长久以来，类似的问题看上去都太形而上了，以至于鲜被人们严肃思考。如今，暴胀宇宙学为上述问题提供了一个可能的答案。
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想要理解这个话题，我们先来看一下这个关于不可理解的宇宙的一些案例，这其中数学扮演着无能为力的角色。假设宇宙处在一个称为普朗克密度的状态中：r～1094／cm3时，比水的密度大了94个数量级。根据量子重力理论，处于该时空状态下的量子波动幅度惊人，以至于所有的量尺在测量过程中都以一种混乱和无法预知的方式快速弯曲、收缩和延展，变化速度快到你根本无法测算出它们的距离。所有时钟被毁坏的速度远超于你可以测算到它们的时间。之前的一切数据统统被抹掉，你记忆里只会是一片空白，你无法记录，也无从预测未来。如果生命有可能存在的话，对生活在那里的人们而言，宇宙是无法理解的，数学的一切定律也无法得以有效运用。
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假如上述那种在高密度状况下的案例看上去有些极端，但通过其他案例会让我们明白那并不是极端现象。宇宙有三种基本类型：封闭型、开放型和扁平型。形成于热大爆炸的典型封闭型宇宙，除非它在开始时就规模巨大，否则都会在10-43秒内坍缩为普朗克密度。形成于大爆炸的典型开放型宇宙，由于它膨胀过快，以至于无法形成银河系，即便人类存在，我们的身体也将在顷刻间四分五裂。在上述两种宇宙中，人类无法生存，更不用说可以理解这样的宇宙了。我们人类只能在一个扁平型或接近扁平的宇宙中乐享生命，就如我们现在这般，除非有某种特殊情况发生，比如暴胀，这种状况要在大爆炸的瞬间，以几乎不太可能达到的10-60的精准度，对初始条件进行微调。
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“万有理论”最热门的候选者，弦理论，其近期的研究发展，揭示了一个更具广泛可能性但无法令人理解的宇宙。如果我们假定，宇宙确定如弦理论所描述的那般，是否意味着我们对身边的这个世界无所不知了呢？举个相当简单的例子：回想一下水的状态：液态、固态或气态。从化学角度看，都是同一物质，但海豚只有在液态水的环境下，才能够生存并以它们自己的方式理解这个宇宙。在这个例子里，我们只有三种选择：液体、冰或水蒸气。
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根据弦理论的最新发展，围绕在我们周遭世界中大约有10500或更多种选择。所有这些选择都遵循同一个基础理论。然而，与每一个选择相对应的宇宙，看上去仿佛是由不同的物理定律所控制的，它们的公用法则仿佛都被隐藏了起来。由于有若干种不同的选择，人们希望，其中的一部分可以对我们所生存的世界进行描述。但大多数的选择只会引领我们来到一个无法生存、无法搭建度量工具、无法记录存储、也无法有效利用数学和物理学预测未来的这样一个世界。
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当爱因斯坦和维格纳在试图理解，为什么我们的世界是可以理解的，以及为什么数学可以如此有效地描述这个世界，人们会假定，这个宇宙是独一无二、始终如一的，并且物理定律是放诸四海而皆准的。这种假设被誉为宇宙学原理。我们并不知晓，为什么宇宙处处如出一辙，对我们而言只觉得这都是理所应当的。因而，由爱因斯坦和维格纳所描述的问题被期望可适用于整个宇宙。在此情形下，近期的研究发展只能是更加激化这个问题。如我们所知，假设存在一个典型的宇宙对生命充满敌意，在极为偶然的情况下，人类可以生存在一个可能有生命、可以被理解的宇宙中，那简直是无比幸运。这看上去仿佛奇迹一般，就像“一个我们永远无法理解也永远无法拥有的礼物”一般。除了仰仗奇迹的发生，我们人类还能做得更好吗？
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在过去的30年里，我们对世界起源和全球整体构造的思考发生了翻天覆地的变化。首先，我们发现了暴胀，由于早期宇宙指数型快速膨胀，宇宙变得扁平，从而为适宜生命生存创造了潜在的可行性。除此之外，宇宙的快速延展，使得我们居住的地方也变得很均匀（宇宙是均匀的）。因此我们发现了观测宇宙均匀性的科学解释。然而，我们也发现了一个规模非常巨大的，远远超出了目前所观测1010光年的可观测的宇宙地平线，因为被空间爆炸性扩充所扩大的量子效应，宇宙从而变得完全不均匀了。
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在与暴胀宇宙学相结合的弦理论前提之下，我们的世界与其说像一个不断扩大的对称性球体，还不如说看上去更像一个多重宇宙，一个令人难以置信的由指数级的巨大泡泡组成的超大集合体。每个气泡看起来都像一个宇宙，现在我们用“宇宙”这个词汇来描述巨大的、各地均匀的部分。在源自弦理论的10500低能量物理定律中，每一个定律都在各自的宇宙中运行着。
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在这些宇宙当中，量子波动相当巨大，导致我们无法对它进行计算。在这种情形下，数学毫无用处，因为所有的预测无法被保存并在后续的计算过程中使用。一些宇宙的生命周期过于短暂，而其他宇宙虽可长存但空无一物，它们的物理定律不允许任何实体存在，也不能存活足够长的时间，使我们发现其物理和数学规律。
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幸运的是，在众多可能的多重宇宙中，一定会有一些宇宙可能有我们所知的生命存在。但必备条件是，在多重宇宙中，人类所处那部分中的物理定律能够形成长时间稳定的结构，从而能够进行计算，人类的生命才有可能存在。这意味着，要建立起可以用于长期预测的数学关联度。人类物种的快速发展之所以具备可能性，仅仅是因为我们生活的多重宇宙的这个部分里，具备让我们进行长期预测的条件，这才使得我们能在不利的环境中生存下去，并在与其他物种的竞争中脱颖而出。
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总而言之，暴胀的多重宇宙包含不计其数的“宇宙”，每一个宇宙当中都有各种物理和数学定律。人类仅仅能够存活在物理定律允许我们存在的宇宙里，存活的首要条件就是，需要做出可靠的预测。换句话说，数学家和物理学家只能活在可理解的、数学定律或法则是有效的宇宙里。
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对于我刚才所写下的一切，您完全可以嗤之以鼻，就当我是胡言乱语吧。但有意思的是，过去30年里，在新宇宙论的思考模式得以发展的前提下，人类或许能够第一次着手解决那些最错综复杂和神秘莫测的难题，这些难题曾经困扰了20世纪两个最伟大科学家：爱因斯坦和维格纳。
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世界因何美妙而优雅地运行 26ALFVÉN’S COSMOS阿尔文的宇宙
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乔治·戴森（George Dyson）
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科技史学家，著有《图灵的大教堂》。
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一 个层次分明的宇宙，其平均密度为零，而其质量则为无限。汉内斯·阿尔文（Hannes Alfvén）是磁流体动力学领域的先驱。尽管面对诸多质疑，但阿尔文从未放弃自己对宇宙大爆炸说的怀疑，阿尔文为我们呈现了一个由现在被称为“阿尔文波”（Alfvén Wave）所主宰的宇宙。“他们一方面反对流行的神造论，一方面也群情激昂地与他们自己的创造论做着斗争。”1984年，阿尔文全力提倡一个有层次的宇宙论，他将宇宙所带有的数学特性归功于埃德蒙·爱德华·福尼尔·阿尔布（Edmund Edward Fournier d‘Albe）和卡尔·威廉·路德维希·沙利耶（Carl Vilhelm Ludvig Charlier）。分层并不意味着各向同性，也不排除所观测到的各向异性。
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莱布尼茨坚信，我们的宇宙是从一个无穷多可能的宇宙中精挑细选出来的，从而使得极小的一组自然法则产生如此丰富的多样性。很难想象有比“密度为零”和“质量无限”更为完美的一组边界条件。但这个最大量多样性原理也警示我们，如果想要详细列举其多样性，将要耗费宇宙中的所有时间。
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注：本文作者乔治·戴森的《图灵的大教堂》已由湛庐文化策划，浙江人民出版社出版。
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世界因何美妙而优雅地运行 对我来说，一个深邃的科学阐释所具备的最明显的标志，就是它给出的答案远远多于你的提问。暴胀理论已被证明是一件上天赐予我们的礼物，它持续奉献，提供一个又一个答案。
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To me, the hallmark of a deep explanation is that it answers more than you ask. And inflation has proven to be the gift that keeps on giving, churning out answer after answer.
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——迈克斯·泰格马克（Max Tegmark）
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