一位对未知领域怀有终生热情的天体物理学家普里亚姆瓦达·纳塔拉詹（Priyamvada Natarajan）绘制了宇宙中最神秘现象的地图。大卫·布鲁克斯在整个历史中，人类一直对天空之上的宇宙怀有浓厚的兴趣。我们利用星星来导航地球，预测未来，以及理解我们在更宏大的秩序中的位置。我们对宇宙的认识发生了变化——从哥白尼革命将地球从中心摇出来，到大爆炸的发现，以及认识到宇宙正在扩张——这些都不可避免地改变了我们对自身的看法。
在这一集的节目中，大卫·布鲁克斯与天体物理学家普里亚姆瓦达·纳塔拉詹讨论了最新的科学视角下的宇宙，以及这对人类在这一秩序中的位置意味着什么。纳塔拉詹是一位世界知名的理论物理学家，在黑洞和暗物质的研究方面取得了重要突破；她同时也是科学史和哲学的学者，以及一位作者。
在此过程中，大卫和纳塔拉詹讨论了情感在科学研究中的作用，为什么仅凭科学无法解决人类面临的问题，以及有史以来最棒的太空电影。
大卫：我就像其他8岁的孩子一样。我仰望夜空，被深深吸引。我把太阳系的海报贴在卧室墙上。我贴上了星云和日食的照片。我在二年级时就决定自己要成为一名天文学家。我想孩子们喜欢大事物，比如太空和恐龙，因为他们感觉自己很渺小。但我也想，我们之所以被太空吸引，是因为它令人敬畏，我是认真的。这唤起了敬畏之情。它具有广阔、强大和神秘的特质，这既美丽又可怕，因此具有崇高的意义。孩子们和我们一样，是宗教哲学的存在。他们想知道这一切的意义，生命的目的，以及我们为什么在这里。当你凝视宇宙的深处时，仿佛答案就在那里等着你。
后来，我发现天文学涉及数学，因此它并不适合我。但我从未失去对夜空诗意的热爱。
因此，我非常兴奋能与世界顶尖的天体物理学家之一，探讨凝视宇宙所引发的存在主义问题。普里亚·纳塔拉詹在德里长大，高中时她开发了一种绘制该城市夜空的方法。
如今，她研究黑洞以及我们不断膨胀的宇宙中的其他事物。但她最棒的地方在于，她不仅仅是一堆数据和方程。她是一位深刻的人文主义思想家，思考宇宙提出的所有存在主义问题，并以清晰和优雅的方式书写它们。我很高兴邀请普里亚·纳塔拉詹来到这张桌子旁。普里亚·纳塔拉詹，欢迎来到。非常感谢你来到这里。普里亚姆瓦达 很高兴来到这里。感谢你的邀请。
现在，我对科学家如何找到自己的领域非常着迷。那么，你是如何找到夜空的？
我没有那么戏剧性的故事，但这个故事充满了惊奇和敬畏，因为夜空——你不需要去任何地方。
它在那里，对每个人来说都是如此，对吧？当我还是个在印度长大的小孩子时，我是一个非常好奇的孩子，所以我总是缠着父母问问题，最终我的父母给我买了一台望远镜和一台显微镜，我做出了我的选择。
我一直对星星和月亮着迷，这是普通孩子的兴趣。我觉得自己更被夜空所吸引，因为你无法伸手触摸它。它有一种独特之处，不像你可以制作一个小标本放在玻璃片上，然后在显微镜下观察它那样容易获得。
那种遥不可及、难以捉摸的感觉在某种程度上吸引了我。但我并不认为我在那个年纪就主动想过要成为一名天体物理学家。我很明确自己对科学感兴趣，这一点毋庸置疑，对物理学也是如此。我觉得自己很幸运，在机会方面得到了很多眷顾。
我的父母都是学者，所以我再次赢得了“出生彩票”。家里到处都是书，还有各种有趣的人。在印度还没人有电脑的时候，我就在家用上了 Commodore 64，所以我自学了编程。
当时有一位了不起的女科学家尼鲁帕玛·拉加万（Nirupama Raghavan），她从美国回来负责德里的尼赫鲁天文馆。我那时是一名业余天文学爱好者，所以经常去那里。当我听说她来了，而且非常鼓励年轻学生多阅读天文学方面的书籍时，我这个十几岁的少年就找上门去了。
我说：“我有台电脑，会计算，我想做些研究。我能为您做点什么吗？”她问我：“好吧，你喜欢什么？”我这一生都对地图、图集和制图学着迷。即使在孩提时代，无论是星图还是地球地图，图集都是我的最爱。于是她说：“好吧，你最喜欢哪一个？”我说：“我喜欢德里报纸每月刊登的那张星图——”她说：“好，那你就为我制作一张地图吧。把这张星图做出来。”那是一项非常繁重的工作。我不得不自学球面几何，还得学习如何正确编程，输入大量关于恒星、行星位置及其轨道的数据，最终我完成了它。
你和地图之间到底有什么渊源？你给你的书取了这样的名字，书里也有很多地图，而且你提到小时候就对地图感兴趣。你认为地图为什么会有一种特殊的吸引力？
一直令我着迷的事情之一是，如果你看古老的地图，尤其是探险航行图，在某个时刻，这些家伙会绘制并标注“未知之地”。我喜欢他们坦言“我们不知道那是什么”这种态度。而正是这种冲动，让我小时候对某种未知事物产生了磁性般的吸引力和诱惑力。我当时就像是……有些事物被绘制得极其精确——陆路、航运路线都有图可循，城市甚至村庄都标注得清清楚楚——然后突然出现了一片“未知之地”。
后来我去了麻省理工学院。但在麻省理工，我学习了很多不同的东西。我对科学哲学非常感兴趣。我接触到了托马斯·库恩，他当时已经退休了，但会来……托马斯·库恩写了《科学革命的结构》这本书。
当时，弦理论——关于大爆炸之前发生了什么的极其抽象的数学理论构想——是弦理论的研究领域。我非常适合做这方面研究，因为我有扎实的数学背景，也有物理学基础。但我对那些构想不感兴趣，因为它们无法被检验。
它们无法通过实验检验。不知为何，对我来说，兴奋感始终在于被证实——做出预测并让它们接受检验。这种来回互动对我来说才是科学令人兴奋的地方。
所以我推迟了麻省理工物理学博士的入学，转而攻读科学史与科学哲学博士。因为我一直喜欢写作，而且我……我一直在人文学科和科学之间略感纠结，因为我热爱阅读，热爱诗歌和历史。
我认为托马斯·库恩也深深影响了我——他的书我读得津津有味。但即使那时，我仍觉得他那本精彩著作中有些地方遗漏了东西，那是因为他不是实践者。
基本观点——如果我总结得不对请纠正——是科学通过范式转换向前发展。你有一个范式，牛顿物理学。它运作良好，一直运作，一直运作。突然数据不对了。然后有人出现，打破了牛顿范式，我们得到了一个新的范式。
完全正确。而且全是革命。所以我认为，即使那时我也觉得这是对科学如何进步的一种过于简化的看法，因为它是一种结合；是观念演进与革命的复杂结合。
科学实践这件事真正引起了我的兴趣。我意识到……我要研究模拟。特别是宇宙学和天体物理学方面的模拟，因为宇宙学、天文学、天体物理学是一门非常有趣的科学。
它们不是标准科学，因为你无法做受控实验。夜空——那里发生了一颗超新星爆发。这就是你拥有的一切。你无法像化学那样，明天再把它召唤回来，反复混合试剂A和试剂B，在世界任何地方做上百万次。
这种领域在科学方法定义等方面处于某种“前沿”地位，这一事实深深吸引了我。
所以我想弄清模拟到底在做什么。它究竟是在检验、验证理论？结果这把我带去了普林斯顿，因为当时还活着一位认识约翰·冯·诺依曼和所有计算学大牛的人，那就是马丁·施瓦茨希尔德。马丁·施瓦茨希尔德是卡尔·施瓦茨希尔德的儿子，后者是发现黑洞解的人。
当他还是前线士兵时，正值第一次世界大战，爱因斯坦刚在普鲁士科学院完成了关于广义相对论的一系列讲座。他无法亲自到场，但听到了讲座内容并拿到了讲稿，几天内就找到了第一个解——他理论的精确解。爱因斯坦甚至没料到会有精确解。总之，黑洞。所以马丁——那是你的主要研究领域，对吧？
正是。所以在和他交谈时，他问道：“你干这个干嘛？你得搞科学研究。”
我就把刚才告诉你的事跟他说了，说我找不到一个足够吸引我的论文题目，所以在探索别的方向。他问道：“你喜欢什么？”我说：“我喜欢为宇宙构建故事线——事情如何发生并做出预测。利用我们现有的所有数据，预测未来的数据。这就是我喜欢的东西。”他说：“那我知道你该跟谁合作，叫马丁·里斯，是剑桥大学的教授。”于是我去了那里。我跟着马丁做研究，那博士学位至今还是ABD（只缺论文）状态。
重大职业失败。你早些时候在谈话中提到不想要显微镜，因为不想能触摸到研究对象。现在你却选了连看都看不见的东西——黑洞。从来没有人见过黑洞，将来也不会。那么，是什么让你对黑洞如此感兴趣、甚至着迷？
你可以问任何孩子，他们着迷于什么，认为宇宙中最神秘的是什么，他们都会告诉你是黑洞。我也研究暗物质，所有这些似乎从根本上塑造我们宇宙的不可见实体。它们的真实本质尚不为人所理解。这本身就是一种邀请，召唤我们去那里、去理解。
黑洞的迷人之处在于，它们拥有最为奇异的特性。正如你所说，我们永远无法直接观测到它们。我们只能通过间接方式推断其存在，这与暗物质类似。我们同样是通过间接方式推断宇宙中存在大量暗物质的。宇宙中物质的绝大部分，即86%，都是暗物质。因此，推断暗物质存在的唯一方式，就是它所施加的引力。
黑洞也是如此。我们推断黑洞存在的唯一依据，是它们是宇宙中引力极端强烈的区域，因此会弯曲光线。所有物质都会使光线弯曲，但当物质以极高密度、极其紧凑的方式排列时，光线就会发生极其剧烈和显著的弯曲。
因此，我们实际上可以在黑洞周围观察到这种现象。但最重要的是，黑洞究竟代表什么——它们象征着人类认知的边界。接下来我将解释这一点。
基本上，黑洞是物质高度集中、引力极其强烈的地方，以至于没有任何东西能够越过这道所谓的“神圣边界”。这个边界被称为事件视界。即使是光，一旦越过它，也无法真正逃脱，因为那里的引力太过强大。
而且，黑洞在自然界中似乎无处不在。宇宙中几乎每一个星系，包括我们自己的星系，都孕育着一个我们称之为超大质量黑洞的天体。它的质量是太阳的一百万倍，位于星系的中心。
问题在于，它们为什么会出现在那里？它们到底在做什么？它们是如何形成的？又是如何增长的？这些都是悬而未决的重大问题。这涉及极端引力的概念。当然，正是爱因斯坦彻底重构了引力理论。我们不再局限于牛顿引力那种简洁的观念——即两个质量之间的力，由它们之间的距离决定，遵循平方反比定律。牛顿从未能解释为什么。为什么两个有质量的物体会感受到这种力？这种力是如何传递的？这就是为什么爱因斯坦的理论如此非凡，他的想象力如此具有开创性。
这是一个关于科学发现过程的问题。爱因斯坦有一段传奇的经历。1905年，年仅26岁的他发表了四篇真正震撼世界的论文。
一个人怎么可能在一年之内做到这一点，而且此后从未再现过这种成就——科学发现的过程中究竟发生了什么？科学家是否也会像艺术家有时那样，经历一段非凡的创造力爆发期？
我认为这揭示了那种创造性想象力的非线性特征，对吧？显然，他一直在反复思考这些问题——我的意思是，每一篇论文都是一次重大的概念转变。极其激进，完全打破了当时物理学家或数学家所固有的思维模式。
奇怪的是，在很大程度上，爱因斯坦并不一定是一位天赋异禀的数学家。他拥有极其敏锐的物理直觉，但他许多工作的核心在于数学、几何学与物理学之间深度的结合。
因此，我认为在某种程度上，当我思考他大脑中那种非凡的能力时，我认为那是对看似完全不相关的思想进行综合的能力。他以某种方式看到了它们之间的联系，并能够运用数学和物理学的语言将其阐述出来，并将它们与现实联系起来。
我想回到黑洞的话题上来。对我来说，特别是读了你的书之后，黑洞有点让人感到毛骨悦然。它们其实就是星星的尸体。所以说，这些尸体会吸收周围的一切并将它们毁灭。这还是挺令人毛骨悦然的，所以我就先提出来了。第二个我想问你的问题是，你在早期黑洞形成方面取得了一次突破，我想请你来总结一下。
那么黑洞有很多不同的大小。恒星质量的黑洞其实就是死去的星星的尸体。你有一颗星星，它出生时可能有太阳的8到10倍甚至更多质量；它注定会度过它的一生并留下一颗黑洞。
这些黑洞质量是太阳的几倍，而我们在星系中心看到的黑洞则是太阳的几百万倍，甚至几十亿倍。所以最大的问题是：你如何从这种大小的黑洞长大到我们普遍在星系中心看到的那种大小？
那么宇宙本身——我们有一个时钟。我们有138亿年的时间，所以假设第一颗星星爆炸了，这就是你成长它们的总时间。那么我们就思考：你如何才能让它们长大呢？
你可以让它们长大——它们可以互相碰撞变得更大；它们可以吞食周围的大量气体；它们可以变得更大。这曾经是主流的观点，认为你会从这些轻小的种子——恒星尸体——开始，慢慢长大，最终形成超大质量黑洞。
但后来发生了一件有趣的事情，那就是从观测上看。人们开始发现这些十亿太阳质量的黑洞出现在越来越早的宇宙时代，这意味着宇宙中的时间不足以让这些小种子生长为那些庞然大物。你根本就没有那么多时间。所以必须有另外某种方式，这就是动机所在——正是来自于斯隆数字天文测绘 survey 的数据。这是一个从地面进行的天文测绘，使用的是地面望远镜。他们正在发现这些类星宙体。类星宙体是正在活跃吞噬的超大质量黑洞，因此它们正在狼吞虎咽地吞食所有气体。
所以基本上，你所看到的光——它们是非常明亮的灯塔。你实际上并不是在看到黑洞本身。你真正看到的，是被黑洞强大的引力拉入并被加热的气体的最后挣扎。更可怕的是，现在的情况更加可怕了。
绝对正确。被加热、不断被加热，速度越来越快，最终开始发光，因为它被加热了。这就是我们检测到的光芒，它显示出如此高的温度，以至于只能是黑洞强大的引力将其拉入。这就是类星宙体的本质。当黑洞在吞食时，你会看到它作为一个明亮的灯塔，即使在最大的宇宙距离上也能看到。
但如果它没有在吞食，而是静静地坐着，你根本看不到它。所以这些类星宙体被发现了，这时候我就想，这并不是只有一个奇怪的物体。他们在早期宇宙中发现了大群这样的物体。所以一定有某种解决方案。你会如何制造它们呢？
我知道这听起来可能很疯狂，但我试着拼凑出让我走上某条思维路径的东西，我想我大概弄明白了。
我不知道你是否有在英国待过的时间，但水龙头确实是一个问题。他们没有混合水龙头。所以如果你想要热水和冷水，你基本上必须同时打开两个水龙头，你必须这样做。他们不把水龙头混合在一起。真是落后啊。漫威，是吧？他们殖民了我的国家，我就想……所以当我在英国读研究生的时候，我养成了一个习惯，喜欢泡澡。
于是我就经常泡淀。在印度，这会被认为是……你知道的，坐在自己的脏水里，但我还是喜欢泡澡。当你泡完澡把浴缸的塞子拿出来时，水就会流得很快，但它会涡旋着往下去。但是在它形成涡旋之前，有一小部分水直接往下流。
我注意到了这一点，我想……所以我想，这可能是我曾经思考过的一件事，也就是：我们能不能直接通过气体坍缩，完全绕过恒星的形成，直接形成一个黑洞？而且这个问题是：我们能否造出一个非常大的黑洞，也就是质量比太阳大上10倍、15倍、50倍的黑洞？事实证明，物理学确实允许这样做。如果你有大量非常稠密的气体——而在早期宇宙确实存在这样的气体——那么它就会 settling下来，通常是因为它有自旋，形成一个盘面。
所以这就是你最终会 settling到的状态，因为存在大量的角动量或自旋。然后就会出现不稳定性。这是大量的气体，一盘庞大的气体，它会变得不稳定，物质就会直接落向中心而不会碎裂。因为如果气体冷却并碎裂，那就是恒星形成的方式。而你想要阻止恒星的形成，对吧？所以你想让它变得不稳定，但你希望它快速变得如此不稳定，以至于所有物质都会落入其中，然后你就会有类似浴缸的情况。你直接坍缩大量气体并形成一个黑洞。所以这就解开了关键。
但对我来说有趣的是，据我所知，你发表了这篇论文，你获得了这项突破，但是要等上另外17年才能得到验证——幸运的是，结果证明你是对的——是通过……我想是詹姆斯·韦伯望远镜？是的，詹姆斯·韦伯。等了17年才得到验证是什么感觉的？——天啊。
—为自己辩护成功，然后当你发现自己是对的时候，接下来发生了什么？我其实不是一个特别有耐心的人，但科学会教你必须要有耐心。
所以告诉我们——我想詹姆斯·韦伯望远镜已经升空了。我想你知道你的理论即将被检验。
是的。所以我们在2017年写了一篇论文，其中做出了最清晰的预测。因为你其实永远无法直接看到黑洞，知道黑洞是如何形成的唯一方法就是观察黑洞与它所在宿主机星系之间的特殊关系。
所以如果一个黑洞是由这个重种子形成的，那么该黑洞的质量就会大于当时非常早期阶段的恒星质量。这正好与我们在近处宇宙中观察到的现象相反。比如，我们银河系中的黑洞质量是太阳的400万倍。
而恒星的质量比它大了4个数量级。恒星才是真正的主导。这种情况完全相反。所以我们在2017年发表了这篇论文。但我不知道你是否记得，詹姆斯·韦伯望远镜曾经因为预算超支、技术难题等原因被取消过多次。
当我们发表论文的时候，其实就正逢一次取消时期。我当时很兴奋，因为我们做出了非常清晰的预测。我们预测了光谱，并表示在韦伯望远镜上应该呈现出这样的特征，而望远镜却被取消了。我记得当时非常沮丧，然后想着，它总会重新启动的。接着这个天体UHZ1被发现了，它与我们在2017年论文中预测的黑洞质量、恒星质量以及光谱特性之间的关系完全一致，并且它也应该在X射线波段中被观测到。随后，它确实被具有X射线视力的钱德拉空间望远镜探测到了。
那真是一个难以置信的时刻。这就是作为一名科学家，你可能会为之奋斗一生的时刻。
现在，你已经准确地提到了许多关于那些比我们的太阳系大许多倍的恒星的数据；其中最大的数字是：宇宙中大约有 2 万亿个星系。每个星系里都有数以亿计的恒星。这些数字实在令人难以置信——它们代表了极其广阔的宇宙空间。那么，这个事实是否让你觉得人类的存在显得微不足道呢？
作为一名理论家、一个善于构建模型的人，我的一个重要能力就是能够站在中立的角度来看待问题。我可以从不同的角度进行论证，最终还是让数据来决定真相，对吧？因此，我认为人类的存在既是重要的，同时也是微不足道的。
从宏观的角度来看，人类确实微不足道——我们只是浩瀚宇宙中无数星系中的一个微小星球，而整个宇宙中还有无数这样的星系。但人类的重要性在于：正是我们大脑中那个“类似哈密瓜大小”的胶状器官（即大脑），让我们能够理解这一切。
所以，很难说人类真的毫无意义。我们确实很重要。另外，当我想到地球正面临的气候变化等重大问题时，我认为人类同样非常重要，因为我们有能力去改变这些状况。
我喜欢“宇宙管理者”（即人类在宇宙中扮演重要角色的）这一概念。我认为我们确实拥有改变世界的能力，只是目前我们还没有充分地发挥这种能力。因此，我不愿意将人类视为微不足道的存在。事实上，我们非常重要——因为我们能够塑造自己的世界，并且已经具备了理解宇宙奥秘的智慧。
你在书中有一句话让我感到非常震惊和惊讶。我之前并不知道这个事实，现在我想读给你听，你可以解释一下：“我们骨骼中的所有钙元素，其实都曾经在恒星的核心中形成，然后在那些恒星爆炸（即超新星爆发）时被释放到宇宙中。”这句话让我觉得：我有一部分是“乌克兰人”的血统，另一部分则是“来自恒星”的成分……没错，正是这样。那么，这个过程究竟是如何发生的呢？
我认为这正是宇宙的奇妙之处所在。在宇宙诞生后的最初三分钟内，所有的氢、氦以及周期表中直到锂-7为止的所有元素都形成了。由于宇宙在不断膨胀和冷却，它已经不再具备合成更重元素的能力了。周期表中的其他所有元素（包括钙、铁等）都是在恒星的内部形成的。当这些恒星爆炸时，它们的物质被释放到宇宙空间中，随后这些气体又形成了新的恒星。因此，第一代恒星并没有合成所有的重元素（它们主要由氢和氦组成）。每一代新的恒星都会继续“合成”更重的元素；这是因为恒星爆炸时，会将新的化学元素释放到周围的气体中，从而“污染”了这些气体，使其含有更多的重元素。整个过程就像是一个连锁反应一样……这其中确实充满了许多巧合吧？当我们想到自己最终成为了人类这样的生命形式时，其实背后隐藏着无数随机事件的串联……那么，关于这些随机事件，我想问你一个问题：如果我去请教一位弦理论学家，或者你，他们会告诉我“大爆炸之前发生了什么”吗？他们会给出答案吗？
他们目前还没有一个能够通过实验或观测来验证的、关于大爆炸具体发生过程的详细解释。不过，由于这个领域最近取得了显著进展，他们至少可以解释为什么大爆炸所需的初始条件必须非常特殊（即必须具备特定的物理条件）。这确实是个难题：如果确实需要这样的初始条件才能形成我们现在的宇宙，那么为什么偏偏是这些条件呢？
现在，他们已经能够提出一些关于如何生成这些初始条件的理论。不过他们仍在努力解决的问题是：我们的宇宙具有四个维度（三个空间维度和一个时间维度）。因此，任何关于大爆炸之前以及宇宙起源的理论都必须解释为什么最终会形成四个维度。虽然他们已经提出了一些理论（这些理论中包含更多维度），但他们仍需要将这些维度“缩减”到四个。不过，确实已经取得了巨大的进展。
那么，我们真的知道大爆炸之前发生了什么吗？还不完全清楚，但我们已经有一些想法。在我看来，这些想法还有待进一步验证——因为或许存在可以通过实验来检验这些理论的方法。这只是时间问题罢了。顺便说一下，我是个乐观主义者；我相信未来可能会发现一些能够为我们提供关键线索的观测证据，那将是一个重大突破。
这确实非常重要，因为这也涉及到另一个问题：是否存在其他宇宙等等。
我认为这个词的起源与“万物合一”的概念有关；它的字面意思确实就是“所有事物都凝聚成一个整体”。然而，我们能够在这里进行这样的对话，其实需要许多条件同时满足：比如引力必须恰到好处，分子必须能够稳定地结合在一起，我们还必须有液态水……总之，各种因素都必须完美地配合才行。因此，我们能够出现在这里的可能性其实非常低。关于这个现象，有两种理论：第一种理论认为，宇宙中存在某种“力量”或“元素”，它在不断地微调宇宙的运行方式，使其变得适合生命存在；这可以被视为一种宗教信仰。
第二种理论则认为，宇宙中存在着几乎无限多个不同的平行宇宙，而我们恰好生活在其中一个“幸运的”宇宙中——就好比我们中了彩票一样。我第一次听到关于“多元宇宙”的理论，是在一个晚宴上，当时是一些天体物理学家向我们讲述这个概念的。
我记得他们说：“宇宙的数量是无限的，或者至少是近乎无限的；在其中一个宇宙中，也有一张和我们现在一样的桌子，上面坐着和我们一模一样的人，正在进行着和我们非常相似的对话。”当时我在心里想：“你们真的相信存在多个宇宙吗？我们真的有可能知道真相吗？”
我相信多元宇宙的存在。虽然这个想法听起来很奇怪，但从逻辑上来说，它其实是一个非常令人安心的观点：因为“无限”本身就是一个极其深邃的概念——它的本质就是“一切皆有可能”，任何事情都可能发生。
那么，确实可能存在另一个宇宙：在那个宇宙中，大卫·布鲁克斯和普里娅坐在那里，但普里娅穿的是红色衬衫，而你穿着一件棕色的外套，对吧？所有可能存在的情景都是允许发生的。我认为，这正是我们许多科学家感到舒适的原因之一——因为这种“微调”（即宇宙形成的精细调节过程）本身并没有明确的理论依据；再加上随机性的作用，这些因素共同决定了宇宙的最终形态。
斯蒂芬·杰伊·古尔德曾指出：即使在地球上，如果我们把进化的过程倒带再重新播放一次，也不一定会产生与我们相似的智慧生物。进化过程中充满了随机性；即使在相同的条件下，地球上的生物多样性也可能完全不同。因此，我们必须记住：宇宙中各种生命形式的形成充满了随机性和偶然性。
这不仅仅是指“微调”过程本身，还包括那些在宇宙形成过程中发生的各种随机事件和干扰因素。从科学的角度来看，最合理的解释就是：存在一个概率分布，宇宙的演化过程可能有多种不同的路径；我们所看到的宇宙只是其中一种可能性而已。所有必要的条件都只是随机事件的结果罢了。这种解释既解释了宇宙的随机性，也解释了其中的“微调”现象。因此，从逻辑上讲，宇宙的数量可以是无限的——任何可能性都是存在的。
我知道你们可能会想：“那么，我们的宇宙为什么是这个样子呢？”其实，宇宙的形态本来就是不确定的、随机的。
接下来我想再谈谈科学家们。在我读过的你的书中，提到了一位英国牧师：他在1783年就提出了“黑洞”的概念，至少已经有了对黑洞存在的初步认识。这确实是非常了不起的成就。
关于黑洞的概念，其实并不完全属于爱因斯坦的原创理论；它起源于牛顿的学说。在牛顿的时代，人们认为光是由微小的粒子（即“光粒子”）组成的。因此，牛顿提出了这样的想法：存在某种物体，光无法从其中逃脱。虽然这还不完全符合现代对黑洞的定义，但确实可以看作是黑洞概念的早期雏形。有趣的是，在科学发展的历史进程中，总有一些人提出极其激进、颠覆性的观点——我不知道他们在当时被如何看待；也许他们是叛逆者，也许是社会上的异类。无论如何，他们的想法在当时确实非常前卫。而我们现在所做的，某种程度上也是在延续这种传统吧？
例如，印度的数学和天文学在当时非常发达。早在哥白尼之前，印度的天文学与占星术就紧密相连（西方也是如此）；人们能够灵活地运用这些知识来计算日心说或地心说（当时的“宇宙”指的是太阳系或地球为中心的体系）。因此，当时人们同时持有这两种不同的宇宙观。同样，在历法方面，印度也有太阳历和阴历等多种历法体系。这种“同时存在多种相互矛盾的观点”的现象，在科学领域其实很常见。
我认为，这正是科学精神的本质：能够包容各种不同的观点，然后通过数据和实证研究来辨别哪些观点是合理、正确的。
那么，科学究竟是在什么时候被“发明”出来的呢？据我所知，在很长一段时间里，人们其实并没有意识到自己正在从事科学活动；他们所做的更多是哲学思考。
关键观点：一切皆源于哲学。但在历史的某个时刻（无论是弗朗西斯·培根还是哥白尼的时代），科学开始从哲学中分离出来，人们开始真正思考：“究竟是否真的有人提出了‘科学’这一概念？”
我认为科学并非在某个特定的时刻被“发明”出来的；正如我刚才所说，科学其实是一种思维方式、一种看待世界的方式。这种思维方式早在培根和哥白尼之前就已经存在了——不仅存在于西方文明中，也存在于中国、印度等古老文明中（比如美索不达米亚文明）。
我认为，这种探索世界的科学精神其实早于启蒙运动，甚至早于所有这些伟大的科学家；它本质上是人类天性的一部分。科学的出现，可能是在人类不再仅仅专注于生存问题的时候开始的。事实上，为了生存而寻找策略本身，也是一种“突破”：人们开始超越自己的直接经验与世界观，去思考更广阔的世界。
确实，理解星辰对于生存至关重要（尤其是当人类想要迁徙到其他地方时）。在人类能够绘制星图或制造观测仪器之前，他们就已经依靠星辰来进行导航了。
关于科学家的刻板印象（比如认为科学家是冷漠、缺乏情感的“机器”），虽然有时确实存在，但我的经验往往与此相反。我想再读一段爱因斯坦的话，这段话讲述了人们成为科学家的动机。
他写道：“只有那些意识到理论科学的开创性工作需要付出巨大努力，尤其是那种不可或缺的奉献精神的人，才能理解这种工作所源于的情感力量。科学家的宗教情怀表现为对自然法则和谐之美的狂喜与惊叹。”我很喜欢这段话，因为它展现了那种激情。毕竟，这很难。那么，你会如何描述你或你同事们的动力呢？
科学家们在事后回顾发现过程时往往会犯错，将其描述为一种冷冰冰、客观的知识追求。
我认为这实际上对我们是有害的，因为科学和艺术、写作以及任何其他创造性事业一样，本质上都是人类的活动。它们非常相似，其中蕴含着巨大的激情。科学家们在工作中投入了极大的热情。甚至在科学实践中，客观性与主观性交织在一起的方式也令人着迷。
我认为科学家们在强调客观性，以及由此带来的科学知识在真理性和有效性等方面的特权地位时，表现得过于谨慎了。
但在我看来，科学更令人惊叹之处在于，当你深入剖析科学实践时，会发现它实际上是客观性与主观性的结合。尽管过程纷繁复杂，其中却蕴含着严谨性。这正是科学的标志，也是科学区别于其他领域的关键。例如，我认为库恩以及许多其他科学哲学家并未充分关注科学的一个方面，部分原因在于，正如我开头所暗示的，如果你不是实践者，没有亲身投身于科学研究，没有提出激进的想法并目睹必须面对的所有障碍——来自同行的批评、等待数据验证等等——除非你真正深陷其中，否则你无法真正看清这一点。而这一过程，正是一群拥有深厚领域知识的科学家进行裁决、达成共识的过程。这显然是主观的，但其中存在严谨性。
这种严谨性源于另一个常被低估的事实：科学和科学思想包含思想的内容和思想的语境。
语境与内容密不可分。我认为，许多科学家在谈论科学时——他们之所以能如此，是因为他们亲身从事科学研究——往往未能意识到这一点。我认为，正是在二十世纪八十年代和九十年代，我们因此向科学的社会建构主义批评敞开了大门。当时，像布鲁诺·拉图尔这样杰出的思想家提出诸如“科学中没有内容，一切都是语境”之类的观点。这实际上是对科学的极端简化。
理论的验证过程看似理性，甚至线性。但最初提出想法的过程，在我看来更像是在创作一首诗，那是一种想象力的行为。
现在我想谈谈你思考和撰写过很多的一个话题，那就是科学与人文之间的关系。
观众和听众可能都听说过“两种文化”这个说法。我先用一分钟时间简要介绍一下这个词的由来。二战结束后，有一位名叫C. P. 斯诺的人，他受过物理学家的训练，也就是受过科学训练，后来他成为了一名小说家，而且是一位非常出色的小说家。他发表了一篇论文，指出我们已经分裂成了两种文化。
其中一种是人文文化，这些人连热力学第二定律是什么都不知道。另一种是科学文化，而这些人连狄更斯的作品都读不进去。他们差异太大了。这个观点在当时引起了人们的强烈共鸣，并演变成了一个重大的讨论议题。
斯诺除了指出这种分裂之外，还认为科学界的人——不是指他的小说家朋友们，而是指科学界的人——正在构建未来。他们是在为社会做贡献，而人文学者们却在无所作为，表现得十分被动。
你认为“两种文化”在当今社会依然适用吗？你在弥合这两者之间的鸿沟方面有什么经验？
C. P. 斯诺对“两种文化”的描述带有鲜明的时代印记。在那个特定的时期，现代性工程、科学技术改变世界——那正是世界开始去殖民化的时期。
当时广大社会和文化中存在着巨大的问题，比如贫困。你需要机器，你需要——正是在那种背景下，他提出了关于两种文化的辩论。你是对的，它在当时确实具有巨大的现实意义。
所以我认为，所发生的事情——非常不幸的是，学术结构、大学和研究机构基于院系划分而形成的组织方式，以及这种专业化，甚至说是过度专业化，还有那种将专业知识等同于过度专业化的观念，对吧？
我认为这导致了知识孤岛。我认为真正具有破坏性的是，越来越明显的是，所有全球性问题，我们社会面临的任何问题，都无法仅从单一视角或单一类型的干预中受益。它需要跨学科的联合知识，一种真正的多学科方法来解决问题，因为问题本身是多方面的，既有人文层面，也有技术层面。
在麻省理工学院，我也曾有过一种强烈的痛感——我来自一个有许多公共服务人员、许多人致力于印度发展的家庭。我觉得自己相当自私。于是我看到了一篇奇怪的文章，说世界银行设计了一些手动水泵用于取水。结果是，这些水泵被安装在了南印度许多许多村庄里，而那里是该国遭受干旱的地区。
报告说这些水泵没有被使用。虽然有干旱，但这些手动水泵却没人用。于是我说：“我想去调查一下。”所以我去了印度。那是我第一次接触。
实际上，我是一个城市长大的孩子。我的家人来自南印度，尽管我在德里长大。所以我去了这所农村大学，和他们讨论适宜技术，然后去了一个村庄去看这个手动水泵。我当时想，嗯，对吧？然后我走到那里，五秒钟内我就知道为什么它没被使用了。
所以我抽水试了一下，涌出了大量的水。所以这并不是技术问题，只是操作时必须采取的姿势问题。在印度，负责取水的是女性，她们穿着纱丽。如果双脚叉开、用力按压水泵，姿势会显得非常不雅。因此，没有女性愿意以那种姿态示人。那姿势看起来有些不雅观。于是我恍然大悟：“噢，原来是这样。这就是它没被使用的原因。”所有事情都是错综复杂的，对吧？你不能说这纯粹是一个科学问题，认为最好的计算机就能解决它。这终究是人的问题。
而且我们甚至还没谈到人工智能，对吧？我的意思是，我们所面临的所有重大问题——无论是智力层面的还是现实世界中的——都需要一种灵活的思维框架。
我们人类在运作时，会构建带有思维框架的模型。我们脑海中携带着这些框架，而每一个学科——这就是我看待科学与人文的方式——都为你提供了不同的上层建筑来审视世界，或者说提供了不同的视角来观察世界。
最终，你需要将所有的视角结合起来。这不仅能让你对世界本身有更丰富的认识，还能为你提供更丰富的工具和方法来干预世界、与世界互动。
我想是路德维希·维特根斯坦曾说过：“当所有科学问题都得到解决时，人类生活的基本问题依然未被触及。”我想他的意思是，像“我人生的意义是什么？”这类问题是无法通过科学来解决的。但或许科学框架可以提供参考——是的。也许这种区分并不像那句话所暗示的那样泾渭分明。
对于这个观点，科学家们分为两个阵营，而我属于相信科学可以回答某些特定类型问题的那一派。
有些问题确实属于科学的范畴；但确实也有一些问题超出了科学的探究范围。对于那些超出科学范围的问题，我们需要用其他的角度或思维方式来思考。我有一些非常亲密的科学家朋友，我们之间经常会有争论。
例如，在讨论某些话题时，情绪的波动会引发人们的愤怒——同样的事情可能会让不同的人产生截然不同的反应。问题是：我们能否真正弄清楚，究竟是哪些神经元被激活才会引发某人的愤怒呢？我们真的能够解开这个谜团吗？
我的一些科学家朋友并不认同我的观点；他们认为，在研究“是什么引发了愤怒”的过程中，其实也在定义“愤怒”本身，而这个定义可能并不是普遍适用的（即不同的人对“愤怒”的理解可能各不相同）。
在科学领域，人们通常习惯于寻找普遍适用的规律或结论；但在现实生活中，很多现象都极其复杂，并非所有问题都能用科学的方法来解释。因此，我认为我们这些科学家往往需要努力弥合不同的思维方式，认识到科学确实有其局限性。
有些问题科学能够解答，有些则无法解答。这并不是对科学的批评，而只是对科学认知方式的客观描述。不可否认，科学的力量确实非常强大。
现在我想说的是：我们生活在一个对科学充满怀疑和不信任的时代，这种态度非常可怕，而且完全是没有根据的、危险的。接下来我有两个随机的问题想问大家：如果埃隆·马斯克打电话给你，说：“普里娅，你对太空非常感兴趣，我正在往太空中发射火箭，你想搭一艘吗？”你会怎么回答？
关键观点：
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我并不想真的去太空旅行。不过，这并不是因为缺乏冒险精神，而是基于对科学现实的深刻理解。我们至今仍未解决的一个根本性问题是辐射对人类的影响。即使在距离地球很近的国际空间站上，辐射问题依然存在（比如斯科特·凯利和那对双胞胎的研究就证明了这一点）。
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在没有解决这个根本问题的前提下，我们无法在太空中建立殖民地或实现其他目标。
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虽然我对太空探索充满兴趣，但认为我们可以在地球上找到解决问题的方法；我们对地球环境的破坏还有很多可以弥补的空间。
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我不喜欢狭小的空间环境，不过如果埃隆·马斯克邀请我参与更多的科学研究项目，我肯定会接受。
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最后一个问题是：你最喜欢的太空电影是哪一部？我很高兴你问了这个问题，因为这确实是一个“合理”的问题……
补充说明：
我之所以对地球上的科学研究更感兴趣，是因为克里斯托弗·诺兰（Christopher Nolan）是一位伟大的导演，而我的一位朋友兼同事（基普·索恩，Kip Thorne）曾为那部电影提供科学咨询，并因此获得了诺贝尔奖。他还写了一本关于该电影科学内容的书。
没错，整个过程中并没有违反任何物理定律。不过，还有另一件非常了不起的事情发生了，对吧？在电影中，制作团队对“黑洞如何扭曲光线”的现象进行了详细计算；负责视觉效果制作的 Double Negative 公司甚至还发表了一篇科学论文。
这真是两个完全不同的领域（好莱坞电影制作与诺贝尔奖得主的研究）的完美结合啊！你们见过好莱坞电影公司与诺贝尔奖得主共同撰写论文吗？他们确实发现了一些以前未被科学界注意到的现象——这些现象是通过复杂的数学计算（如光线追踪技术）才被揭示出来的。
他们发表的这篇论文经过了同行评审，对我来说，这简直就是“梦之团队”的完美典范啊！
Priya，从这次对话中我学到了很多。非常感谢你的参与，感谢你让我们拓宽了视野。真的非常感谢你的邀请，这次交流太有趣了！
通过这次对话，我感觉自己仿佛接受了一次天体物理学的“研究生教育”……我特别想问你一个问题：宇宙的浩瀚是否让你觉得人类的生命微不足道？不过，和 Priya 一起交流后，我的想法完全相反。人类在探索宇宙、绘制宇宙地图方面的努力，让我觉得人类的存在意义几乎是无可辩驳的。因此，面对宇宙的浩瀚，我并不会感到沮丧。
我想用《诗篇》中的话来表达我的感受：大卫王在《诗篇》8篇中写道：“你使我们比天使稍低一等”，但我更倾向于认同另一种观点——虽然我们远不及天使，但人类的成就依然令人赞叹。这次对话让我充满了感激之情。
非常感谢大家参加我们本周与 Priya Natarajan 的对话。这个播客由耶鲁大学制作，并得到了该校的支持。新剧集每周日都会发布，您可以在 YouTube、Apple、Spotify 或其他播客平台上收听。如果您想支持我们的工作以及我的同事们的工作，可以点击相应的链接进行捐赠。下周再见！
这一期的播客由 Rebecca Davis 制作，Christopher Beha 负责剪辑，Rob Smierciak 负责技术制作；播客的主题音乐也由 Rob Smierciak 设计。Claudine Ebeid 担任音频内容的执行制作人，Andrea Valdez 则是我们的主编。