进化论,常常被视为解释生物世界最强大的思想武器。
哲学家丹尼尔·丹尼特曾在其1996年出版的《达尔文的危险思想》一书中断言,如果要给人类历史上最重要的思想颁奖,他会把奖项颁给达尔文,而非牛顿或爱因斯坦。
丹尼特提出的一个关键概念是,进化论堪称一种"万能溶剂"——无论出现在自然界的何处,只要存在复杂性,进化论式的解释就往往能够渗透进去,重塑人们对这种复杂性的理解方式。
如今,一小群理论物理学者与非专业学者正在追问一个更加大胆的问题:如果进化论真的是一种放之四海皆准的万能法则,它是否也同样适用于整个宇宙本身?
从黑洞"生育"新宇宙,到一位爱尔兰诗人的自学之路
这套被称为"宇宙演化论"(cosmological evolution)的理论,其源头可以追溯到理论物理学家李·斯莫林(Lee Smolin)。
斯莫林曾任加拿大圆周理论物理研究所的创始成员之一,他的思想又受到了物理学家布赖斯·德威特(Bryce DeWitt)与约翰·惠勒(John Wheeler)的启发。
后两者曾提出,黑洞内部那个物质被压缩至无限致密的奇点,或许并非终点,而可能进一步膨胀,催生出遵循与母宇宙截然不同物理法则的全新宇宙。
斯莫林由此意识到,这一假想过程实际上赋予了宇宙一种类似生物繁衍的能力——每个宇宙都通过不断制造黑洞来"生育"后代。
如果这些新生宇宙能够继承母宇宙的物理法则,并伴随微小的变异,就如同后代继承父母基因时总会出现细微差异一样,那么宇宙本身也就具备了逐代演化的可能性。
大多数大质量星系的核心都有一个超大质量黑洞，但较小的星系可能拥有的黑洞数量较少。—— 美国宇航局
具体而言,一种"宇宙自然选择"机制,理论上会更倾向于那些能够制造更多黑洞的宇宙,因为这类宇宙拥有更强的"生育能力"。
斯莫林于1992年发表了题为《宇宙是否曾经演化?》的论文,并在1997年出版了科普著作《宇宙的生命》,系统阐述了这一理论。
然而,此后近三十年间,这套理论在主流宇宙学界几乎无人问津,几乎彻底沉寂了下来。
真正让这套理论重新回到公众视野的,是一位名叫朱利安·高夫(Julian Gough)的爱尔兰诗人、小说家兼音乐人。
高夫最为人熟知的身份,是电子游戏《我的世界》(Minecraft)结局短篇故事的原作者,但近年来,他已成为宇宙演化论最积极的公开倡导者与研究者。
十多年前,高夫开始思考一个看似简单却极为根本的问题:为什么宇宙的复杂程度会随着时间不断增加,从一团炽热气体,逐步演变出恒星、星系,乃至行星与生命?
"这对一团炽热气体来说,实在是一件相当奇怪的事情,"他说道。
他随即意识到,每当人们在自然界中发现一个能够自我组织、自我复杂化的系统,追根溯源,几乎总能找到某种演化历史作为背后的驱动力,他因此推断,同样的逻辑理应也适用于宇宙本身。
在深入查阅相关文献之后,高夫惊讶地发现,斯莫林的理论虽然从未被证伪,却几乎完全被学界搁置,始终未能获得应有的严肃对待。
一次公开的赌注:预言先于证据,而詹姆斯·韦布望远镜给出了答案
高夫真正让这套理论重获关注的方式,颇具戏剧性——他选择用具体的、可被检验的预测,来为这套长期停留在思辨层面的理论下注。
他推断,如果宇宙确实通过形成黑洞来实现繁衍,那么最早期的宇宙理应先演化出最简单、最高效的繁衍方式,也就是所谓的"直接坍缩"——原初气体不经过恒星演化阶段,直接坍缩形成巨型黑洞。
借鉴生物胚胎发育中"重演祖先特征"的现象——比如人类胎儿颈部残留的鳃状褶皱,正是远古鱼类祖先留下的痕迹——高夫据此预测,詹姆斯·韦布空间望远镜升空后,应当能够观测到超大质量黑洞在宇宙历史的极早期便已形成,并进而驱动周边恒星与星系的快速形成。
他甚至给出了具体时间窗口——这一过程理应在大爆炸后约一亿年内便已启动。
2022年7月8日,也就是韦布望远镜公布首批数据的四天前,高夫将这一预测公开发表在他的Substack博客上,当时他坦言自己感到"极度恐惧",担心这个预测最终会沦为一场公开的难堪。
结果恰恰相反。
韦布望远镜随后传回的数据显示,星系的形成速度远比标准物理模型预期的更快、更有序,美国国家航空航天局在2022年11月报告称,部分星系竟在大爆炸后仅约一亿年便已开始成形,而另一项针对大爆炸后4.7亿年星系的后续观测,更是发现了一个质量几乎与其周围全部恒星总质量相当的超大黑洞。
维也纳复杂性科学中心的进化系统生物学家约翰内斯·耶格尔(Johannes Jäger)评价道,当时媒体纷纷用"物理学界完全困惑"来形容这些发现,而高夫却早已"预言"了它们的存在。
自那之后,高夫陆续获得了包括"新兴风险投资"(Emergent Ventures)等机构的资金支持,塔夫茨大学生物物理学家克里斯托弗·菲尔兹(Christopher Fields)与生物学理论家迈克尔·莱文(Michael Levin)也相继表达了对这一理论方向的兴趣。
布朗大学宇宙学家史蒂芬·亚历山大(Stephon Alexander)将宇宙演化论评价为"一个优美的构想""一套不错的机制",但他同时提醒,传统宇宙学框架同样尚未能对这些早期观测结果给出完整解释,因此这场争论目前仍不宜过早下结论。
亚历山大指出,这套理论真正面临的核心挑战,并非仅仅寻找更多支持证据,而是需要将其真正嵌入现有物理学体系之中,并明确论证它究竟与已知物理规律相容,还是彼此冲突——而要做到这一点,眼下唯一可能的途径,正是尚未成熟的量子引力理论。
值得注意的是,2025年一项由计算机科学家利奥尔·沙米尔(Lior Shamir)主持的研究,分析了韦布望远镜观测到的263个螺旋星系,发现其中158个呈顺时针旋转,105个呈逆时针旋转——这种系统性偏差,或许暗示着我们所在的宇宙本身,恰恰坐落于一个正在旋转的黑洞内部,不过论文同时也提醒,银河系自身的旋转特性也可能是造成这一结果的原因之一。
德国宇宙学家珍妮·瓦格纳(Jenny Wagner)曾坦言,试图验证多重宇宙相关理论所面临的根本困境,在于科学家们始终只能观测并研究我们恰好身处其中的这一个宇宙,这种局限性,就如同仅凭一位病人的病例来研究整个医学一样。
但即便是当前主流的宇宙学标准模型,同样建立在暗物质与暗能量这两个从未被直接观测到、却又不可或缺的概念之上,英国朴茨茅斯大学宇宙学家恩里克·加斯塔纳加(Enrique Gaztañaga)因此指出,标准模型看似运转良好,实则依赖着人类从未真正观测过的"新成分"来维持自身的解释力。
高夫本人也坦承,为宇宙演化论收集直接证据依然极为困难,但他认为韦布望远镜迄今提供的种种发现,已经构成了"极具说服力的间接证据"。
究竟黑洞是否真的能够"孕育"出全新的时空或宇宙,并将自身的物理法则传递给下一代,眼下依然是一个悬而未决的开放问题——但正如高夫所言,进化论之所以始终是最强有力的解释框架,恰恰是因为它已经在自然界的几乎每一个角落证明了自己,那么,又有什么理由认定,它唯独不适用于宇宙本身呢。
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