黃啟新
在過去幾十年來在，科學家發現我們的宇宙（包括地球）有很多精確微調的特性。這些微調可以分為三大類：
- 物理定律的微調
- 物理常數和初始條件的微調
- 地球環境的微調。
沒有這些微調，人類、甚至所有生物都不可能存在。現在讓我們看看幾個物理定律微調的例子。
哲學家哥連斯（Robin Collins）指出宇宙必須有一套恰到好處的物理定律，才能夠讓複雜的生命存在，並舉了以下五個例子[1]：
- 重力
- 電磁力
- 強相互作用力
- 量子化原理
- 包立不相容原理
重力
自然界有四種「基本力」（fundamental forces），亦稱為「基本相互作用」(fundamental interactions) ，包括：重力、電磁力、強相互作用和弱相互作用。我們平時觀察到的所有物理現象，都可用這四種基本力解釋。
重力，又稱「引力」或「萬有引力 」，是四種相互作用中最弱的一種，亦是宇宙所有物質之間一種長程有效的作用力。
根據古典力學中的牛頓萬有重力定律，如果兩個質點的質量分別為m1、m2，並它們之間的距離為 ，那麼它們之間的重力F為：
F=Gm1m2/r2
其中G是被稱為重力常數，其數值為6.6732 x10-11 m3 /(kgs2)。
恆星需要重力才能夠形成，亦需要重力去平衡恆星內部因高溫所形成的向外力，因此如果沒有重力的話，像太陽這樣的恆星就不可能存在。
同樣地，好像地球這樣的行星需要重力才能夠形成。地球亦需要重力才可以圍繞太陽公轉，從而獲得從太陽而來的能量。沒有重力的話便沒有太陽和地球，而生命根本不可能存在！
圖1太陽和地球（不按比例）（圖片來源：NASA）
電磁力
原子中的原子核靠電磁力去把電子捕捉在原子軌域（atomic orbital）上。如果沒有電磁力的話就沒有原子，亦不會有化學鍵（chemical bond）。沒有原子和化學鍵，複雜的分子（例如蛋白質）和生命便不可能存在！
圖2 原子與化學鍵
強相互作用
強相互作用是四種基本作用力中最強的，它抵抗了帶正電荷的質子之間的強大的電磁力，將質子及中子綑綁在一起組成原子核。
質子及中子等強子（hadron）其實是由更基本的粒子 — 「夸克」（quark）所組成，而強相互作用亦負責將三粒夸克結合成質子及中子。強相互作用是由量子色動力學（Quantum Chromodynamics, QCD）所描述。
如果沒有強相互作用便沒有質子及中子，沒有原子核，沒有原子，生命亦不可能存在！
定態能階量子化
丹麥物理學家玻爾（Niels Bohr）在1913年提出玻爾模型，主張電子在原子中圍繞原子核運行，好像行星圍繞恆星運行一樣。可是根據古典電動力學，加速運動的電子會輻射出電磁波，最終使其能量不斷損失而掉進原子核中。玻爾於是在其原子模型中加入以下「定態條件」：電子只能夠穩定地處於某些定態軌道上，每個定態軌道都有其能階（能階是被量子化的）。處於某一定態軌道上的電子不會產生電磁輻射。電子的任何能量改變都必須要在兩個軌道之間以量子躍遷的方式進行（圖3）。
圖3 氫原子中的電子從第三能階躍遷至第二能階並放出能量。
如果沒有這個定態能階「法則」，宇宙中所有原子中的電子都會在一瞬間掉進原子核中。如果宇宙沒有原子，生命亦不可能存在！
包立不相容原理
根據量子力學中的包立不相容原理（Pauli Exclusion Principle），一個原子中沒有任何兩個電子可以擁有完全相同的量子態。這意味著一個原子中沒有任何兩個電子可以在同一軌域上。
如果沒有包立不相容原理，一個原子中所有電子都會處於最低能量的軌域上，複雜的化學亦不會存在。換句話說，沒有包立不相容原理，生命亦不可能存在！。
結論
宇宙中複雜生命的存在並非必然的，宇宙必須有一套恰到好處的物理定律才能夠讓複雜生命存在。
[1] Robin Collins, 2009. "The Teleological Argument: An Exploration of the Fine-Tuning of the Universe" in The Blackwell Companion to Natural Theology, edited by William Lane Craig and J.P. Moreland, 202–81. Chichester: Wiley-Blackwell.
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