漫步宇宙

    一本由天文学家Caleb Scharf的新书《可缩放的宇宙》，将带领读者全视角领略可观测到的宇宙——从光在138亿光年的穿行距离，到最短的理论测量长度——普朗克长度。在这个过程中，Scharf探索了宇宙的形成，银河系和地球，生命和量子物理学的组成，以及当你在任何尺度上观测它们时所展现的复杂性。

    Scharf的书基于多个数量级：10的27次方米的尺度包括了我们所知的宇宙，而10的负35次方米，则是我们目前所能想象的最精细的时空结构。

    Space.com与Scharf讨论了宇宙的规模，等待着我们去揭开那些尺度上的巨变与生命形式的特异性。

    Space.com：从最初的“10的次方”开始，我们对宇宙的看法发生了什么变化？

    Scharf：我认为，从我的观点来看，也许最大的变化之一是复杂性的上升，而不只是去忽略它们或者是在计算太困难的地方仅仅给出一个近似值。

    复杂性，以及复杂系统的科学，现在在各个领域处于现代科学的绝对前沿。从宇宙学到粒子物理学，复杂性和混乱，才是主宰。我认为，我在书本中所做的事情就是将复杂性与我们对不同尺度不断膨胀的认知结合起来，告诉大家发生在大尺度上的事情与发生在小尺度上的事情实际上是相互联系的。这种复杂性在宇宙中无处不在。在文本中，我也试图在某种程度上暗示这一点。

    甚至在最后，我谈论到我们阅读本书的顺序实际上是一个潜藏于万亿路径的其中之一，你可以用万亿种方式叙述这个故事，每一个都是对的，每一个都触及到宇宙的一个方面。

    Space.com： 其他地方的生命是否一定像我们一样大小在同样一个量级上？

    Scharf：这是一个棘手的问题。如果它们生活在一个与我们非常不同的尺度上，这真的会十分有趣，令人震惊。譬如，非常巨大，大到20、30、40千米，抑或非常小，小到比一个中度复杂的分子还要小。不管怎样，都将为我们带来震惊的体验。对于微观的尺度来说，很难想象怎样才能具有一个能维持生命系统最低限度的复杂性的结构。分子是一种微小的东西，从这个意义上说，分子生物学可能是一种具有普适性的东西。你的身体里可能没有亚原子生物学，这可能只是因为它更加复杂。然后在大尺度上，已经有人做了相关的研究，譬如，生物的大小与能量的消耗、效能的关系。研究的结果是：除非这种生物的构架与我们非常不同，否则你变得越大，从能量的层面上你遇到的问题会越多。从信息交流的层面上看亦然。如果你将人类的大脑拉伸到直径100千米这么巨大，请你考虑一下所有的电信号在脑子里跑来跑去，除非你能改变信号传播的速度，不然你的大脑将会变得非常臃肿、非常缓慢。

    这也许是以我本人偏见的思考得出的结论，但对于一个生物体来说，以这样的方式进化并且还要让他适应环境而不至于被淘汰，对于生物来说是很困难的。事情发生了，有些东西掉下了，有东西正在追逐你——这些事情很可能将会在短时间内发生。你身体变得越大，就越难处理这些事情，即使在不计处理这些事情要损耗的能量的情况下。但这些假设都基于生命是由碳基元素组成。我想说的是，因为碳元素丰富得不可思议，所以这种推测是看起来最合理的。但生命系统也可能不是由碳基组成的，如果是这样，事情将会变得更有趣。