弦上的终极理论

如果你们能看透时间的种子，

能说哪一颗会长，哪一颗不会，

那么也来对我说。

莎士比亚，麦克白^[164]

终极理论也许远在几个世纪以外，也许完全不同于我们今天想象的任何东西。不过，我们姑且假定它就在某个角落，那么，根据已经知道的东西，我们关于那个理论能猜想些什么呢？

在我看来，今天的物理学中能够不变地在终极理论中保留下来的部分是量子力学。这不仅因为量子力学是我们今天关于物质和力的一切知识的基础，经过了非常严格的实验检验；更重要的是，没有人能想出什么办法以任何方式来改变量子力学，使它既能保留那些成功而又不带来逻辑的荒谬。

虽然量子力学为一切自然现象提供了表现的舞台，但它本身却是一个空空的架子。量子力学使我们能想象大量不同的可能的物理学系统：由通过任何形式的力发生相互作用的任何粒子组成的系统，甚至还有任何根本不是由粒子组成的系统。近百年的物理学历史已经证明了是逐步认识对称性的历史，是对称性原理导演了我们在量子力学舞台上看到的形形色色的戏剧。我们今天关于弱力、电磁力和强力的标准模型所依赖的也是对称性：狭义相对论的时空对称性，它要求标准模型应该建成一个场的理论；还有一些内在对称性，它们决定了电磁场和承载标准模型的力的其他场的存在。引力也可以在对称性原理的基础上来认识，那是爱因斯坦广义相对论中的对称性，它决定了无论我们描写时间和空间位置的方式如何变化，自然定律都不会改变。

根据一个世纪的经历，大家都相信最后的理论应该建立在对称性原理的基础上。我们期待着这些对称性能把引力与标准模型的弱力、电磁力和强力统一起来。但是几十年来我们仍然不知道那是什么样的一些对称性，而且我们也没有一个能在数学上满意的包括了广义相对论基本对称性的引力的量子理论。

现在的情况大概有些不同了。近十年来，一个关于引力甚至也许包罗万象的崭新的量子理论框架已经发展起来了——那就是弦理论。弦理论为我们推出了终极理论的第一个可能的候选者。

理论的根生在1968年，那时，场的量子理论正处在低潮，基本粒子物理学家想离开它去认识强核力。CERN的年轻理论家维尼齐亚诺（GabrielVeneziano）产生一个念头，简单地猜想了一个公式，可以给出两个粒子在不同角度和能量下的散射几率，而且具有相对论原理和量子力学要求的一些一般性质。他利用每个学物理的学生都学过和熟悉的数学工具，就构造出一个满足所有那些条件的简单公式。维尼齐亚诺的公式引起了很多人的注意；几个理论家很快把它推广到其他过程，作为一个综合的近似方案的基础。那时还没人能想到它有可能用于引力的量子理论；研究它的动机完全是为了认识原子核的强相互作用力（真正的强力理论，那个叫量子色动力学的量子场论还要等几年才出现）。

人们在研究中发现，维尼齐亚诺的公式及其扩张和推广，不仅是一个幸运的猜想，还是一个关于一种新的物理实体的理论，那个新实体就是相对论量子力学的弦。^[165]当然，普通的弦是由质子、中子和电子等粒子组成的，但这些新的弦不一样；它们才被认为是组成质子、中子和电子的东西。在这里，并不是有谁灵机一动想到了物质由弦组成，然后在那个基础上去发展一个理论；其实，弦理论在任何人还没看出它是一个关于弦的理论之前就已经发现了。

这样的弦可以形象地看做光滑的空间结构里的一维的微小裂缝。弦可以是开的，有两个端点；也可以是闭的，像一根橡皮筋。弦在空间飞过时，会发生振动。每根弦都可能处于无限多个可能的振动状态（或模式）的任何一个，就像振动的音叉或小提琴弦拨动时产生的泛音。寻常琴弦的振动会随时间而衰减，因为弦振动的能量会转化为组成弦的原子的随机运动，也就是我们感觉的热。我们这里说的弦却不像那样，它们是真正基本的东西，而且会永远振动下去；它们不是任何原子或其他物质组成的，它们的振动能量无处可去。^[166]

这里说的弦很小，于是，如果没有极小距离尺度的探针，它看起来就像点粒子。因为弦的振动模式有无限多种可能，它所表现的粒子也可能有无限多种，每一种粒子对应一种弦的振动模式。

最初形式的弦理论也不是没有问题。^[1]计算表明，在闭弦的无限多的振动模式中，有一种模式表现为一个零质量的、两倍光子自旋的粒子。^[2]我们记得，弦理论是从维尼齐亚诺为了认识强核力而进行的研究中成长起来的，这些弦理论原先被当做强力及其作用粒子的理论。没有一个感应强核力的粒子具有那样的质量和自旋，假如真有那样的粒子，我们早就应该发现它了，所以这是与实验的一个严重冲突。

但是，确实存在着质量为零、自旋是光子的两倍的粒子。它感觉不到强大的核力；它感觉引力，是引力辐射的粒子。而且，20世纪60年代以来我们就已经知道，任何一个关于如此质量和自旋的粒子的理论，必然或多或少地像广义相对论。^[167]弦理论初期发现的那个零质量粒子跟真正的引力子只有一点大的区别：新粒子的交换所产生的类似于引力的力要比引力子产生的引力强百万亿亿亿亿倍。

在物理学中，错误的问题常常引出正确的结果，弦理论家正遇着这样的事情。80年代初，人们逐渐发现，那个作为弦理论的数学结果的新的零质量粒子，不是引力子的强力类比——根本就是真正的引力子。^[168]为了产生正确强度的引力，在弦理论的基本方程中，它必须极大地增强弦的张力，这样，弦的最低与次低状态之间的能量差就不会是微不足道的几亿伏特的原子核现象的能量，而是接近千亿亿亿伏特的普朗克尺度的能量，在这个能量下，引力变得跟其他的力一样强大。^[169]这个能量太高了，因而标准模型里的所有粒子——夸克、光子和胶子等一切粒子——必然只能看做弦的最低振动模式；否则，它们将携带着产生它们的那些能量，我们也就永远不可能发现它们了。

从这个观点看，像标准模型那样的量子场论只是一个基本理论的低能近似，那个基本理论却不是一个关于场的理论，而是一个弦的理论。我们现在认为这些量子场论在现代加速器所及的能量下表现那么好，不是因为自然最终需要量子场论来描写，而是因为任何满足量子力学和狭义相对论要求的理论，在足够低能的条件下都像量子场论。我们越来越把那个标准模型看做一个有效场理论，形容词“有效”提醒我们，这些理论不过是一个迥然不同的理论（也许是弦理论）的低能近似。标准模型是现代物理学的中心，但是对量子场论的态度的转变，也许标志着一个新的后现代物理学时代的开端。

弦理论包含了引力子和一大群其他粒子，于是，它第一次提出了一个可能的终极理论的基础。实际上，因为引力子似乎是任何弦理论都回避不了的特征，所以我们可以说弦理论解释了为什么会存在引力。1982年，后来成为弦理论家领袖的惠藤（Edward Witten）在加州理工学院施瓦兹（John Schwarz）的一篇评论里认识了弦理论的这个特征，他称这个认识是“我一生中最大的理性震撼”。^[170]

弦理论似乎还解决了曾困扰以前所有引力的量子理论的无穷大问题。尽管弦看起来很像点粒子，但最重要的是，它们不是点，而是延展的物体。通常量子场论里的无穷大可以追溯到场描写点粒子的事实（例如，当我们把两个点电子放在同一位置时，平方反比律将得出无限大的力）。而恰当构造的弦理论似乎摆脱了一切无穷大。^[3]

人们对弦理论的兴趣从1984年才真正开始。那年，施瓦兹跟伦敦王后玛丽学院的格林（Michael Green）一起证明，两个特殊的弦理论经过了数学一致性的检验，而以前研究过的弦理论都是失败的。^[171]格林和施瓦兹工作中最令人兴奋的特征是，它意味着弦理论具有我们为真正的基本理论寻求的那种刚性——虽然可能想象无限多个不同的开弦理论，但似乎只有其中的两个才有数学意义。在那两个格林-施瓦兹理论中，有一个的低能极限跟我们现在的弱力、强力和电磁力的标准模型惊人地相似，当一个理论家小组发现这一点，^[172]而另一个小组（“普林斯顿弦乐四重奏”）发现其他几个弦理论更像标准模型时，^[173]人们对弦理论的热情也疯狂了。许多理论家开始觉得最后的理论来到了。

从那以后，弦理论的热度多少冷却了下来。现在我们知道，像格林-施瓦兹那样在数学上和谐的弦理论，还有千千万万。所有这些理论都满足同样的基本对称性，即所谓的共形对称性，但这种对称不像爱因斯坦的相对性原理那样是从自然的观测得来的；实际上，共形对称似乎是为了保证理论的量子力学和谐才需要的。^[4]从这点说，千千万万个弦理论只不过代表了满足共形对称要求的不同方式。人们普遍相信，那些不同的弦理论并不真的是不同的理论，而是解决同一个基本理论的不同方式。但我们还不能肯定这一点，也没有人知道那个背后的理论是什么。

每一个弦理论都有自己的时空对称性。有的满足爱因斯坦的相对性原理，有的甚至找不出像我们平常三维空间的东西。每个弦理论也都有自己的内部对称性，跟我们现在关于弱力、强力和电磁力的标准模型的基本对称性属于同样一般的类型。但是弦理论与所有以前的理论有一点很大的区别，弦理论的那些时空和内部的对称性不是我们用双手强加的，而是每个弦理论满足量子力学法则（和它所要求的共形对称性）的特殊方式的数学结果。于是，弦理论实际上向着自然的合理解释迈出了一大步。跟量子力学的原理相比，它们还可能是最具数学和谐的理论，更特别的是，只有这样的理论才能把引力那样的东西包容进来。

今天，相当比例的年轻理论物理学家在为弦理论工作着。已经出现了一些令人鼓舞的结果。例如，在弦理论中，强力与电磁力的内禀强度是与弦的张力相联系的，即使没有统一它们的独立对称性，在极高能量下它们也会自然变得相等。不过，现在还没有出现具体而定量的预言，我们还不能确定地检验弦理论。

这一困境不幸把物理学家分割开了。弦理论很苛刻，做其他研究的理论家很少具有能理解弦理论专门论文的背景，弦理论家也很少有时间跟其他物理学有什么往来，特别是高能物理学的实验。面对这种不愉快的情形，我的一些同事对弦理论生出些许敌意。我倒没有那样的感觉。目前，弦理论是我们终极理论的惟一的后备资源——我们怎么能不让那些聪明的年轻理论家去为它工作呢？它现在还不那么成功，这是很遗憾的，但弦理论家跟所有其他人一样，正在尽他们最大的努力来塑造这个物理学史上的艰难一刻。我们只有希望弦理论更成功，或者新的实验打开另一个前进的方向。

遗憾的是，今天还没有人发现哪个特殊的弦理论确实具有我们在大自然见过的那些特别的时空、内部对称性以及一系列的夸克和轻子。而且，我们也不知道如何列举可能的弦理论或者估计它们的性质。为了解决这些问题，似乎还需要创造一些新的超越从前的计算方法，尽管从前的技术曾经发挥过很好的作用。例如，在量子电动力学里，我们可以把原子中电子间交换两个光子的效应作为交换一个光子的效应的小小修正来计算，而交换三个光子的效应是更小的修正，这样一直计算下去，直到那些修正小得失去意义。这种计算方法就是有名的微扰论。但是，弦理论的关键问题却涉及到无限多的弦的交换，因此不能用微扰论来处理。

事情比这更糟。即使我们知道如何在数学上处理弦理论，即使我们在那些理论中找出了一个来与我们的自然相对应，现在还是没有一个准则能告诉我们，为什么用于我们现实世界的理论是弦理论。再重复一遍：物理学在最基本水平的目的，不仅要描述世界，还要解释世界为什么那样。

为了寻找一个选择真正的弦理论的准则，我们可能需要借助一个物理学中地位模糊的原理，所谓的人存原理，它说，自然律应该允许向自然律发问的智慧生命存在。^[5]

人存原理的思想最早表达的是，自然定律惊人地适合生命的存在。一个著名的例子是元素的合成。根据今天的思想，合成大约从宇宙3分钟的时候开始（更早的时候温度太高，质子和中子不能在原子核中结合），然后在恒星里继续下去。过去人们以为，元素的形成从最简单的氢元素开始，它的核内只有一个粒子（质子），然后不时为原子核添加一个核子。尽管氦的原子核可以这样构造出来（它包含4个核子：2个质子，2个中子），但是没有5个核子的稳定原子核，所以这个过程进行不下去了。1952年，萨尔皮特（EdwinSalpeter）终于找到了解决办法。^[174]两个氦原子核可以在星体内结合形成不稳定的同位素铍8（8Be），在没来得及分裂为两个氦核之前，它可能偶尔吸收另一个氦核，从而形成碳核。不过，正如霍伊尔（Fred Hoyle）1954年强调的，为了用这个过程来说明我们在宇宙观测到的碳丰度，还必须有那样一个碳核的状态，它的能量使它可能以反常巨大的几率在氦核与铍核的碰撞中形成（准确些说，这样的状态是跟霍伊尔一道工作的实验家在后来发现的^[175]。）一旦碳在星体内形成，产生所有重元素（包括像氧和氮那样的已知生命形式必须的元素）就不再有障碍了。^[6]但是，为了实现这一过程，碳核的那种状态的能量必须接近铍核的能量加上氦核的能量。如果碳核的能量太大或太小，星体内就几乎不会产生碳和更重的元素，而只有氢和氦是不可能出现生命的。核态的能量以复杂的方式依赖于所有的物理学常数，如不同类型的基本粒子的质量和电荷。乍看起来，这些常数正好具有使碳能以这种方式形成所需要的数值，似乎是很奇怪的。

如果说自然律经过了精致的调整，从而使生命成为可能，我认为还没有很令人信服的证据。一方面，近来一组物理学家证明了刚才讲的碳核状态的能量可以适当提高而不会明显减小星体内产生的碳的总量。^[7]另外，假如改变自然常数，我们可以发现碳核或其他原子核的许多其他状态，可能为比氦更重的元素提供别的合成途径。自然常数是否应该具有适合于智慧生命的数值，我们还没有很好的办法来评估其可能性。

不论是否需要人存原理来解释诸如核态能量之类的事情，在某些情况下，那个原理不过是一个普通常识而已。^[176]逻辑上可以接受的所有不同的宇宙也许在某种意义上都是存在的，每个宇宙有着各自的一组基本定律。假如这是真的，当然就会有许多那样的宇宙，它们的定律或历史可能不利于智慧生命的存在。但是，问世界为什么那样的科学家却必然生活在别的某个能够产生智慧生命的宇宙中。^[177]

人存原理的这种解释有一个问题：多重宇宙的意思还不完全明白。霍伊尔提出过一个简单的可能：自然常数随不同区域而改变。^[178]这样，宇宙的每个区域都是某个类型的小宇宙。假如我们通常所谓的自然常数在宇宙不同的历史时期具有不同的数值，那个多重宇宙的解释还是有可能的。后来还有很多更革命的可能性的讨论，说我们的宇宙和其他逻辑上可能的宇宙都是从一个更大的巨宇宙产生出来的。例如，最近在把量子力学用于引力的尝试中，我们看到，虽然寻常的虚空的空间跟从高处看到的海洋表面一样平静、一样没有结构，但是走近来看，空间却沸腾着量子涨落，张开一个个“虫洞”，^[8]将宇宙的某些部分跟遥远的空间和时间里的其他部分连接起来。1987年（接着霍金、哈特尔等人的研究），哈佛的柯尔曼证明，虫洞打开和关闭的结果就是改变不同场的方程中出现的各种自然常数。跟量子力学的多世界解释一样，宇宙的波函数破裂成许多个项，每个项里的自然“常数”以不同的几率取得不同的数值。^[9]在这些五花八门的理论中，我们理所当然地应该在空间的某个区域、宇宙历史的某个阶段或者波函数的某个项里，找到自己的位置，那里的自然“常数”碰巧具有适合智慧生命存在的数值。

物理学家当然还想不用人类的选择来解释自然常数。我个人猜想，我们最好能发现，所有的自然常数（也许有一个例外）实际上都是被这样那样的对称性原理固定的，于是某种形式的生命的存在不再需要令人难过的自然定律的精细调节了。那个例外的也许需要某种人存原理来解释的自然常数就是著名的宇宙学常数。

宇宙学常数第一次在物理学理论中出现，是爱因斯坦第一次尝试把他的新的广义相对论用于整个宇宙的时候。他在研究中像当时的通常做法那样假定宇宙是静态的，但他很快发现他的原始形式的引力场方程在用于整个宇宙时并没有静态的解（这个结论实际上与广义相对论没有什么特别的关系；在牛顿的引力理论中我们也能发现，有的解说明星系在相互的引力作用下彼此急速地靠近，而另一些解则说明星系会因为原初的爆炸而飞快地相互离开，但是我们并没有希望星系总的说来会静止地漂浮在太空）。为了得到静态的宇宙，爱因斯坦决定改变他的理论。他在方程里引入了一个能在大距离上产生某种斥力的项，这样就平衡了引力的吸引。这一项涉及一个自由常数，它在爱因斯坦的静态宇宙学里决定着宇宙的大小，从而被称做宇宙学常数。

那是1917年的事情。因为战争，爱因斯坦还不知道，有个叫斯里菲尔（VestoSlipher）的美国天文学家已经发现了星系（我们今天的说法）在急速分离的线索，所以宇宙实际上不是静态的，而是膨胀的。哈勃（Edwin Hubble）在战后利用威尔逊山的100英尺（1英尺约为0.305米）新望远镜证实了宇宙的膨胀，还测量了膨胀的速率。爱因斯坦很后悔自己用那个宇宙学常数破坏了他的方程。^[10]然而，宇宙学常数可能并不那么容易就会消失的。

首先，没有理由不让爱因斯坦的场方程包含一个宇宙学常数。爱因斯坦的理论建立在一个对称性原理的基础上，原理告诉我们自然定律应该不依赖于我们研究这些定律所用的空间和时间的参照系。但是，原始形式的理论还不是这个对称性原理所允许的最一般理论。场方程里还可以添加许多可能的项，这些项的效应在天文学尺度可以忽略，从而它们本身也可以安全地忽略了。除了这些而以外，能加入爱因斯坦场方程而又不破坏广义相对论原理的项就只有惟一的一个了，它对天文学当然也是重要的，那就是包含宇宙学常数的项。爱因斯坦1915年在场方程应该尽可能简单的假定下提出他的方程。过去四分之三世纪的经验告诉我们不能相信这样的假定；我们常常看到，只要不被对称性原理或其他基本原理所禁止，任何复杂性实际上都可能在我们的理论中出现。这样，我们不能说宇宙学常数是多余的复杂。简单性跟其他任何事情一样也都是需要解释的。

在量子力学里问题更糟糕。我们宇宙中的各种场在不停经历着量子涨落，甚至在所谓虚空的空间也能产生能量。这样的能量只有通过它的引力效应才能发现；任何形式的能量都产生引力场，同时也受引力场的作用，因此充满整个空间的能量可能对宇宙的膨胀具有重要的影响。我们不能确实地计算这些量子涨落在每个单位体积内产生的能量；用最简单的近似，可以发现那是无穷大。不过，根据任何合理的猜想除去那些产生无穷大的高频涨落，单位体积的真空能量仍然大得惊人：大约是我们观测到的宇宙膨胀速率所允许的能量的一亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿（10120）倍。这可能是物理学史上数量级估计的最可怜的失败。

假如虚空空间的能量是正的，它会跟爱因斯坦1917年在他的场方程里添加的那个宇宙学常数一样，在相隔遥远的两个物质粒子之间产生排斥力。于是，我们可以认为量子涨落的能量不过是“总的”宇宙学常数的一份贡献；宇宙的膨胀有赖于总的宇宙学常数，而不单是广义相对论场方程的宇宙学常数或量子涨落的能量。这打开那样一种可能：宇宙学常数的问题与虚空空间能量的问题也许就这样消除了。换句话说，爱因斯坦的场方程里可能出现负的宇宙学常数，正好能抵消量子涨落产生的巨大虚空能量的效应。但是，为了与我们关于宇宙膨胀的认识一致，总的宇宙学常数应该很小，因而它的两个项必须在小数点后120位的地方都相互抵消。我们不愿意把这样的事情留给未知的世界。

为了弄清总的宇宙学常数的消失，理论物理学家奋斗了多年，现在也没有找到任何可信的解释。^[179]如果说弦理论有什么不同，它不过把问题弄得更糟。不同的弦理论都给出一个不同的总宇宙学常数（包括真空量子涨落的效应），但在一般情况下，它们都显得太大了。^[11]宇宙学常数那么大，空间会卷曲得很厉害，于是一点儿不像我们熟悉和生活的三维的欧几里得几何的空间。

如果所有其他的可能都失败了，我们也许只好回头来找人存原理的解释。从某种意义说，存在许多不同的“宇宙”，每一个都有自己的宇宙学常数值。假如真是那样，我们能为自己找到位置的惟一宇宙，应该是总的宇宙学常数很小的那一个，那样生命才可能出现和演化。具体说，如果总的宇宙学常数很大，而且是负的，那么宇宙将经历它自己的膨胀和收缩的生命轮回，不会为我们的生命留下成长的时间。另一方面，如果总的宇宙学常数是巨大的正数，那么宇宙将永远膨胀下去，但是宇宙学常数产生的排斥力在宇宙初期会阻止物质发生引力收缩，这样就没有星系和恒星的形成，也就没有生命存在的空间。也许真正的弦理论正是我们需要的（如果说真有那样一个理论），它会把宇宙学常数限定在一个适合生命出现的小数值的相对狭小的范围内。

这条思想路线引出的一个有趣的结论是，没有理由说明为什么总的宇宙学常数（包括真空量子涨落的效应）应该严格为零；人存原理只是要求它应该很小，小到能允许星系形成并延续几十亿年。实际上，有时来自天文学观测的线索似乎说明总的宇宙学常数不是零，而是很小的正数。

这些线索是那个著名的“宇宙丢失质量”问题带来的。宇宙物质密度最自然的数值（也就是当前普通宇宙学理论要求的数值）是物质的引力的吸引刚好能让宇宙永远膨胀的密度。^[12]但是这个密度比星系团的物质贡献的密度（根据星系在星系团中的运动推算的）大5〜10倍。丢失的质量可能是某种暗物质，不过也有别的可能。正如我们讲过的，正宇宙学常数的效应就像均匀不变的能量密度，根据爱因斯坦著名的质能关系，它又等价于一个均勻不变的物质密度。这样，那丢失的80%〜90%的宇宙“物质”密度可能来自正的宇宙学常数，而不是什么真正的物质。

这并不是说实际的物质密度与正宇宙学常数之间没有任何区别。宇宙是膨胀的，所以不管实际的物质密度在今天是多少，它一定比过去的大。相反，总的宇宙学常数不随时间而改变，所以相应的物质密度也是不变的。物质密度越大，宇宙膨胀越快，所以，如果丢失的“质量”是普通的物质而不是宇宙学常数效应，那宇宙过去的膨胀速率一定要大得多。

特别显示正的宇宙学常数的另一条线索来自与宇宙年龄相关的一个老问题。在传统的宇宙学中，我们根据观测的宇宙膨胀速率可以推算出宇宙年龄在70亿〜120亿年之间。但是一般估计我们银河系内球状星团的年龄是120亿〜150亿年。我们面临的问题是，宇宙的年龄小于它所包含的球状星团的年龄。为避免这个矛盾，我们必须采纳星团的最小估计年龄和宇宙的最大估计年龄。另一方面，正如我们看到的，用正的宇宙学常数取代暗物质，将减小我们估计的过去的宇宙膨胀速率，从而增大我们根据现有任何膨胀速率所估计的宇宙年龄。例如，当宇宙学常数占宇宙质量密度的90%时，即使根据目前膨胀速率的最大估计值，宇宙年龄也将是110亿年，而不是小小的70亿年，这样与球状星团年龄有关的任何严重偏离都消失了。

占目前宇宙“质量”密度80%〜90%的正宇宙学常数仍在生命存在所允许的范围内。我们知道，类星体（可能还有一些星系）早在宇宙只有现在1/6大小时就从大爆炸中聚集形成了，因为我们发现来自类星体的光线的波长增大（红移）了6倍。那时候，宇宙真正的质量密度比今天大6的立方（约200）倍，所以比今天的质量密度大5或10倍的宇宙学常数对应的质量密度，对那时的星系形成不会有多大的影响，尽管它会阻碍更新的星系的形成。于是，那样一个宇宙学常数（对应的质量密度比今天的宇宙物质密度大5或10倍）大概正是我们在人存背景下所应该期待的。

幸运的是，这个问题（不像本章讨论过的其他问题）在天文观测老早以前就可以解决。我们已经看到，假如丢失的质量来自普通的物质而不是宇宙学常数，宇宙过去膨胀的速率会比今天大得多。膨胀速率的这个差别会影响宇宙的几何和光线的路径，而那影响方式是可以用天文学探明的（例如，它会改变我们观测到的以不同速度远离而去的星系的数目，还会改变引力透镜的数目——所谓引力透镜说的是，星系的引力场使遥远星体的光线发生弯曲，形成多个像点）。目前的观测还没有结果，但是几个天文台正在积极探求这些问题，最终应该能够证实或否定那个产生80%〜90%宇宙“质量”密度的宇宙学常数。这个宇宙学常数比根据量子涨落的估计而希望的数小很多，很难在人存原理以外的任何其他背景下去理解。这样，如果那个宇宙学常数被k测证实了，那么我们可以合理地认为，我们自身的存在对于解释宇宙为什么那样起着重要的作用。

不论结果怎样，我都不希望这种事情发生。作为一个理论物理学家，我希望看到我们能做出精确的预言，而不是模糊的论证，说什么常数一定落在一个多少能适合生命存在的范围。我希望弦理论真能为最后的理论提供一个基础，而且还表现出足够的预言能力，能说明一切自然常数的数值，包括那个宇宙学常数。我们会看到的。