宇宙为何如此：（九）观察者的视角

假设你想知道，一座城市是否适合骑自行车通勤。于是，你站在一条热闹的自行车道旁，询问经过的骑车人：今天上班这一路怎么样？

他们的回答可能完全属实，但这份调查漏掉了一些人：那些觉得骑车太困难、太危险，或者根本无法骑车上班的人。你了解了成功骑到这里的人，却不能直接把他们的经历推广到全城居民。

问题出在证据是怎样来到你面前的。

我们从宇宙内部研究宇宙，也面临类似的情况。我们只能在允许观察者存在的条件下进行观察。这并不意味着观测结果不真实，而是说，从这些结果能够推断什么，需要考虑我们自身出现的条件。

这就是“观察者选择效应”的核心意思，它通常出现在“人择原理”的讨论中。这个名称被赋予过不同含义，其中有些相当宏大。我们先从最朴素的一层说起：我们能够获得哪些证据，受到我们能够在哪里、何时存在的限制。

先看看我们住在哪里。地球只占太阳系体积中极小的一部分，其他绝大多数地方，都不适合一个没有防护的人生活。但我们并不会因为自己恰好站在地球上，而不是漂在行星之间，就觉得发生了一次概率小得惊人的巧合。毕竟，我们不是被随机投放到太阳系某个位置的。我们的所在地，与产生我们的过程有关。

时间也一样。在组成我们身体的材料出现之前，在生命所需的过程能够发生之前，我们不可能观察宇宙。因此，我们生活的这个时代，也不能自动代表宇宙历史中的所有时代。

这些听起来似乎都很明显。但当问题从“我们在宇宙里的什么地方”，转向“宇宙为什么具有这些性质”，事情就不那么简单了。

假设一个模型允许很多种物理条件，但观察者只能在其中很窄的一部分条件下出现。那么，我们发现自己处于这部分条件中，还值得惊讶吗？如果已经把“有能够进行这种观察的观察者”作为前提，与他们存在不相容的条件，自然就被排除在他们能够观察到的范围之外。

可是，这是否已经解释了，为什么现实中会有允许观察者存在的条件？

未必。这里其实有两个问题：观察者能够报告什么样的环境，以及为什么会出现能孕育观察者的环境。选择效应直接处理的是前一个问题；要回答后一个，往往还需要更多物理解释。

用一个虚构的调查来想，会更清楚一些。假设某片区域有一千颗行星，其中十颗有居民，其余都没有。只要消息是当地居民发来的，每一条消息当然都来自有人居住的行星。如果我们只看这些来信，不考虑它们怎样产生，就可能误以为，有居民的行星到处都是。

知道了这个筛选过程，就能避免错误推断。但它没有告诉我们，那十颗行星上的生命怎样起源，为什么是十颗而不是一颗，更没有解释为什么至少有一颗行星拥有生命。

所以，“否则我们就不会在这里”，既是一个重要提醒，也不是万能答案。它指出了证据受到的限制。这个限制究竟能解释多少，还得看周围有没有一套更具体的模型。

我们也不能因此把观察者选择效应当成一句毫无用处的套话。一个筛选条件，足以显著改变预测。例如，天文调查如果只能探测到明亮天体，就必须考虑探测门槛，才能估计整个天体群体的情况。宇宙学模型同样需要说明，它所预测的那些现象，究竟在什么条件下才会成为实际观测。

难处在于，怎样把这些条件说清楚，而不把想得到的结论悄悄放进假设里。

再看一个纯粹用于说明问题的例子。某个模型里有两类住着观察者的世界：一百个蓝色世界，每个只有一位观察者；一个红色世界，却住着一千位观察者。所有观察者都能报告自己世界的颜色。

如果从这些世界中等概率抽取一个，抽到蓝色世界的机会显然很大。但如果从所有观察者中等概率抽取一位，结果就反过来了：一千一百位观察者中，有一千位住在红色世界。

算术没有争议，难的是：哪一种抽样方式适合描述我们的处境？或者，两种都不适合？我们并不知道，自己曾被某种宇宙抽签机制，从一张世界或观察者的名单中选出来。

这就涉及“典型性”问题：我们是否应当把自己视为典型观察者？如果是，又是哪个群体里的典型成员？所有人类、所有智慧生物、所有掌握与我们相同信息的观察者，还是别的范围？选择不同，预测也可能不同。

物理学家詹姆斯·哈特尔和马克·斯雷德尼基曾提出，不能在缺乏理由的情况下，假定我们是从某个指定群体中随机抽取的。哈特尔与托马斯·赫托赫的后续研究则探索了另一种处理方式：把典型性等有关观察情境的假设，与物理模型一起交给观测检验。这些讨论说明，怎样计算观察者的权重，仍然是一个有争议的方法问题，并没有公认的一套规则。

现在回到宇宙学常数。前面说过，在其他条件相近时，一个足够大的正宇宙学常数会抑制结构形成。如果某个理论认为，现实包含许多宇宙区域，各处的取值不同，那么那些无法形成观察者所需结构的区域，就不会产生相应的观察报告。

这让人择讨论有了具体的物理内容。它把一个参数与可以计算的后果联系起来，而不只是重复“我们存在，所以条件一定合适”。温伯格在1987年的研究中，就利用引力束缚结构的形成，对宇宙学常数提出了限制。

但划出边界，还不等于给出完整的概率分布。要预测观察者更可能测到允许范围内的哪个数值，模型还需要说明：不同取值出现得有多频繁，它们怎样影响相关环境的形成，以及这些环境最终怎样产生观察。

星系也不能直接等同于观察者。把星系形成作为一种便于计算的替代指标，可能很有用，但这种近似需要明说。算出了多少物质能够聚成星系，并不意味着已经算出了多少智慧生命会出现。

比较理论时，还有一处容易混淆。如果我们已经以“我们存在”为条件，就需要记住，这个条件已经被放进计算。“在我们存在的前提下，看到某种环境的概率”，与“一个理论产生观察者的概率”，并不是同一个量。

不同的问题可以合理地采用不同条件。真正的麻烦，是论证在两者之间切换，却没有告诉读者。例如，观察者必然发现自己处于容许自身存在的环境，这一点不能直接推出：观察者为什么存在，已经不需要进一步解释。

观察者选择效应也不要求意识控制物理事件。它并不是说，宇宙因为有人观看，才把常数调整到合适的数值。这里讨论的是哪些证据能够到达观察者，就像调查怎样选取样本，会影响调查结果，却不会因此改变被调查的人群。

同样，它本身也不能证明多重宇宙存在。即使只有一个宇宙，选择效应也早已存在于我们生活的地点、时代，以及仪器能够探测的对象之中。若要把这种推理推广到具有不同物理性质的宇宙区域，就需要另外提出并论证那些区域从何而来。

因此，观察者选择效应最有用的地方，是帮助我们更准确地连接理论与观测。它提醒我们，不要把自己的处境当成现实中毫无偏向的随机样本。配合足够具体的模型，它还可以帮助形成能够接受证据检验的预测。

但它不能独自提供那套模型。“观察者需要合适的条件”，没有告诉我们哪些条件真实存在、它们怎样产生，又出现得有多频繁。

我们的视角有一种很朴素的特殊性：只有在能够孕育观察者的地方，才会有人向外看。认识到这一点之后，我们不只要问一个理论允许哪些宇宙，还得问，它让身处其中的观察者更可能看到什么。

一种尝试回答这些问题的设想，是认为现实中存在许多性质不同的宇宙区域。但它们从哪里来？提出这些区域的理论，又能不能接受科学检验？

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