所以在听过这些话之后，我发现说自己“从20世纪80年代到现在一直在思考这个问题”，实际上有些厚颜无耻了。
我开始思考规律演化这一问题的原因非常值得一提，其实是因为我的朋友安迪·斯特罗明格（Andy Strominger）对弦理论的一个评价。斯特罗明格是美国一位非常著名的弦理论学家。我印象中大概在1988年，斯特罗明格刚刚完成一篇论文，内容是关于找到了存在大量弦理论的证据。一开始，只有5种，这还是可以接受的。但是之后却产生了成百上千种额外维度卷曲的方式。之后斯特罗明格找到了另一种可以产生更多种可能的方法。他对我说：“将这个理论与实验对应起来完全没有意义，因为无论物理实验的结果是什么，总有一种弦理论与其对应。”
为了得到与斯特罗明格同样的研究结果，很多人花费了很长时间，直到2000年以后，这个观点才被广泛认同。但是那次对话深深地震撼了我。之后我开始思考：你如何创建一种理论，从大量的备选规律中选择对的那个？不只这个问题，规律为什么是它们现在的样子？这个问题还存在很多谜团，因为从某些角度来看它们是有特殊之处的。其中一个特殊之处是，它们被选择的原因是因为它们可以构建出宇宙中的各种结构。宇宙中的结构有各种尺度，从分子和生物分子，到生物系统，再到地球上所有的结构和其他行星，再到星系，到星宿团，这些结构的尺度就可以组成一个非常大的集合。
无论你从哪一个尺度来观察宇宙，都不会乏味。这是为什么呢？解释这个问题有两个相互关联的理由，其中一个是因为规律的特殊性。特殊性的一个方面是，它们中都存在参数，我们并不知道这些参数取某些固定值的原因。这就像不同基本粒子的质量，比如电子、中微子、夸克以及基本力的强度。我提到的这些例子已经将由实验得到的30个参数值加入到了理论中。之后我们就得到了一个模型也即标准模型，与事实十分贴合。但我们却不知道为什么要取这样的30个值。所以我开始想象一种情境，在某些剧烈事件中，这些值发生了变化。或许大爆炸并不是时间的起点，而只是某次剧烈的事件，在这次事件中，我们目前的宇宙从旧的宇宙中产生，这些参数才拥有了目前的数值，使宇宙产生了与之前宇宙不同的现象。
我开始以这种角度来看待问题，试图搞清楚如何利用自然选择规律对我们目前的宇宙作出预测。这些预言将验证自然规律是否会沿着某些特定的方向变化。从这个过程中，我明白了一件事情：已经存在关于多重宇宙或者说我们的宇宙只是众多宇宙之一的这种假设，也已经有人猜测是人择原理选择了我们今天的宇宙。但是我意识到，我们不能在假设我们的宇宙只是众多宇宙之一的这个基础上来继续进行科学研究，因为我们并不能观测到任何有关证据。虽然我一直这样认为，但很多人似乎并不能洞察到其中的问题。
做科研并不是写小说，不会像哈利·波特一样讲述一些有极小可能会发生的神奇事件。科学必须是可以验证的，你提出的假说必须是可以被验证并且证实的。如果你提出的假设是我们的宇宙和许多其他宇宙同时存在，而我们和他们之间并没有任何联系，你并不能验证这些假设。但是如果你提出的假设是关于我们的宇宙如何从过去演化到现在的话，你的假设是关于过去实际发生过的事情，这是可以验证的。所以通过这些思考，我得到了一个结论：自然规律必然随着时间演化。这也是关于宇宙学和自然选择的结论。
同时，我目前的工作重心也停留在将引力量子化上。在量子引力中，我们将量子力学带入爱因斯坦的广义相对论方程中，然后我们得到一个不存在时间项的理论。这个结论曾由霍金和朱利安·巴伯等人通过不同的方式得到过。时间变量，即一切物理过程对时间的依赖。当我们将量子引力应用于宇宙学时，产生了量子宇宙学。在这个学说的基本方程中，时间变量不复存在。而时间在宇宙尺度开始增加时才显现，类似于温度被用来描述分子随机运动所具有的能量，压力被用来描述原子与壁碰撞时所有力的和。
时间在量子宇宙学的基本方程中是不存在的。我对量子宇宙学的研究已经进行了很多年，一开始时是与泰德·雅各布森（Ted Jacobson）合作，后来是与卡洛·罗韦利合作。我们解出了这个方程的一组解，而这是我研究量子引力的根基。所以在很多年间，我有两个研究方向在同时进行：一个是规律是随时间演化的，另一个是时间是从规律中显现出来的。而后一个观点实际上是说明了，规律中是不存在时间项的。
第一项工作实际上只是副业，我只是时不时地在我主要工作的间隙思考这个问题，所以经过很长时间我才发现，原来这两个研究方向之间是存在冲突的。虽然提到这个问题让我觉得有些羞愧，但是将其摊在桌面上来说，对我之后的讲述是有好处的。之后发生了一些事情，让这两者间的冲突更加明显，也帮助我找到了解决方法。
第一件事情是关于量子引力本身的。如果想重现在无时间项的量子宇宙学中时间出现的过程，我们会面临很多技术方面的问题。虽然我不应该在这篇文章中提到很多有关技术方面的问题，但是我一直抱有这样一个观点：如果一个技术问题存在了很长时间，而经过很多人的研究依旧没有解决，这个时候我们或许应该检查一下这个问题背后的理论。之后或许会发现这并不是由技术不足导致的，而是基本概念上存在问题，甚至是哲学方面的问题。
这个观点是当我还是研究生时，费曼对我讲的。我不知道为什么自己总在引用他的话，但这也没什么不好。他曾说：“有些事情是所有人都相信，但没人可以证实的，如果你投身于这样的事情中，你的科学生涯可能会变得没有意义。”事实上，他说得更加直白：“如果你投身于这些很多人相信，却没有人可以证实的事情上，就是在浪费你的时间和生命，因为当这么多优秀的人都没办法证明的时候，有很大的可能性说明你也无法证明。或者你也可以提出一个新假设，来证明所有人固守的理念都是错的。”我常常会想起费曼说这些话时的语气和神态。在那个时候，他正在试图验证量子色动力学（QCD）中的限制条件是错误的，虽然这种想法本身可能不正确，但是他的确做了很多努力来自证。
所以我开始思考，或许我们对量子宇宙学中时间产生于规律的想法是错误的。我想到一个新的观点：在量子宇宙学中，或许时间是本质量，而空间则是从某些基础结构中诞生的。这就是第一件事情。
第二件事情是关于规律演化的，它伴随着所谓景观理论的形成。最初我参与研究这个理论的时候，只是一小部分人的想法而已，但是在大概2003年左右，随着越来越多的弦理论研究者得到同样的结果，这个理论才逐渐被重视。整个理论研究工作主要在斯坦福大学展开。这个理论的产生对弦理论有一定的促进作用，使弦理论与正暗能量、正宇宙学常数和真空能结合起来。
斯坦福大学的这些合作者们发现，他们仅仅通过存在很多弦理论这一先决条件，就可以得到一个正的真空能。所以，事实上，他们的工作又与安迪·斯特罗明格1988年的想法不谋而合。然后突然之间，很多关于景观理论的讨论，或者关于景观理论动态和变化的理论开始涌现，当然伦纳德·萨斯坎德在这之中扮演了重要角色。而在这种状况下，我开始有些动摇了：如果所有人都将这个理论纳入考虑范围，那我是不是也该认真思考一下这种可能性？
第三件事情是我开始同一位哲学家进行交流。巴西哲学家罗伯托·昂格尔（Robert M.Unger）也曾从自己的角度思考过规律演化的问题。这段对话大概发生在六七年前，他带着责备的语气说了以下内容：“你已经对规律随时间的演化作了大量思考和计算，但是你从来没有深入思考过这个过程对我们理解时间有什么意义。如果规律可以随时间演化，那么时间必然是基础。”我回答说：“是的。”但他继续说：“你并没有深入思考，并没有认真思考。”所以在这段对话之后，我们开始一起工作和讨论。
大概发生在五六年前的这三件事情，促使我开始重新思考，并且将规律随时间演化的问题与在量子力学中空间和时间的性质一起进行研究。我开始有了一个新观点，那就是，在量子引力中时间可能是最为基础的存在。
这个新的想法改变了我的研究方向，在过去的一年间，我工作的重心都在思考规律随时间演化的不同方式、不同假说，思考如果我们了解时间的性质可以得到怎样的结论，思考如何提出可以验证的理论和假说。这些事情仅通过思考就有很多种可能，于是为了限制这些可能，我主要集中于那些可验证的假设。
费曼曾对我说过：“如果你要研究量子引力，就必须做一些疯狂的事情。但无论你做什么，都要考虑其自然属性。如果你讨论一个数学公式的性质，你就只是在做数学，而没有联系实际。无论你做什么，你所提出的问题都必须能通过实验来解决，并且要先于你的思考。”所以我一直遵循这句话。
我要事先声明一点，宇宙自然选择理论的确提出了一些预测，而那些预言目前看来还是站得住脚的。让我来谈一些更新鲜的观点。
举几个例子来说，因为宇宙的自然选择发生在很久之前。有一个法则我称其为优先原则（principle of precedence），我认为它非常有趣，由于它源于量子力学，所以用量子力学的观点来描述。优先原则源于对量子力学基础的思索，这是我偶然会思考的另一个问题。我们选取一个量子系统，我一直认为量子系统是宇宙中我们可以操纵、测量或对其进行实验的那一小部分。我们经常对量子系统做些处理。我认为在量子宇宙之下不会存在除此之外的任何东西。
我们假设有一个量子系统，一些离子处于离子阱中，我们想测量它们的量子力学性质，所以我们将其放置在初始状态。通过改变它们或使它们与外部作用来使其发生演化，例如外加磁场、电场或者利用不同探针来探索它们，然后进行测量。因为是量子力学，所以我们并不知道确定的实验结果，每个结果都有不同的可能性。
我们来考虑一个经过多次研究的系统。在过去对这个系统的多次实验中，我们已经知道了结果的统计分布。如果再次进行实验和测量，那么必然会得到过去已出现过的结果中的一个。如果我们继续重复多次实验，又将得到一个统计分布规律。这次分布必然同之前得到的相同。就算明年甚至100年、10亿年之后再做这个实验，我们也会非常自信能得到同一个分布规律。这种自信从何而来？因为我们都有一种形而上学的观念，就是这些规律并不会随着时间而变化，所以由这些规律导出的结果也不会随着时间而变化。规律现在以这样的方式作用于这个系统，过去也是这样作用，未来一年、100万年、10亿年都会以这种方式作用，结果不会有任何变化。自然会重复它自身，由于自然规律的不变性，实验也是可重复的。
如果你细细品味，就会发现这真的是一个非常古怪的想法，因为它包含了很多非物理学性质的神秘主义和形而上学的想法，包含了不属于这个世界的一些状态：某些系统外的不变量使系统发生了变化。每每想到这个问题，我都认为这是宗教思想的残余，就像有人认为我们的世界之外存在上帝，上帝操纵了一切一样。
让我们来尝试另外一种假设。如果当我们设定了系统的初始状态，使其发生改变，然后对其进行测量，自然会不会用其本身的方式去回顾过去，然后想：“过去有没有发生过类似的事情？如果有，那就从之前发生过的事情中随机选取一个，然后重复一下就可以了”。这就是自然的习惯。自然会回顾过去有没有发生过类似事件，如果有一次，那可不可以直接给出同样的结果；如果有很多次，那就从里面随机选择一个，给出对应的结果。这样的方式也会给出我们与过去一样的统计分布规律，因为从根本上来说，你只是在对过去的整体取样，所以根本不需要什么不随时间变化的规律。只需要我刚刚提到的优先原则，当你进行实验的时候，自然会回想过去然后给出过去的结果。
那现在你可以说，这其实也是一种形而上学的思想，因为自然需要接触到它的过去，当相似的事件或测量发生的时候，还要鉴别出来。的确是这样，但是这种形而上学的观念与之前提到的规律作用于系统外部的形而上学观念不同，并且也会导致完全不同的结论。当我们选取这种观点时，就可以在不考虑规律与时间之间关系的前提下，重现标准量子力学的预言。
你能验证这个观点吗？就像我提到过的，我只对可验证的理论感兴趣。所以，你当然可以验证它，目前有很多人都在研究量子技术，在制造一些之前没有任何先例的新系统。
例如，在滑铁卢大学量子计算研究所（Institute for Quantum Computing），雷蒙德·拉弗莱姆（Raymond Laflamme）、大卫·科里（David Cory）和他们的同事们正在制造一个全新的系统。我和他们交流过，我说：“你们在做的这个全新系统之前并没有先例。或许它并不会得出你们预计的结果，因为它并不知道如何做，所以你们会得到一些完全随机的输出结果。”他们笑了，我问他们这有什么可笑的。他们回答说：“当我们第一次做实验的时候，当然会得出一些完全随机的结果，因为实验必然会存在一些设计方面的问题，还有一定的实验误差。当我们第一次设计好这个实验并在实验室里首次进行的时候，我们从未得到过预期的结果。”
“这正是我想要的回答。是不是最终实验结果会稳定下来，然后开始输出重复的结果？”我问他们。他们的回答是肯定的。所以我继续发问：“那么当实验结果稳定下来时，你如何区分是因为你的实验成功导致的，又或许是由于我的假设——自然已经养成了‘习惯’所导致的？”他们只是给出了模棱两可的回答。所以我们继续对区分这两种原因的可能性进行讨论。
所以目前，就像大多数理论一样，它虽然有可能是错误的，但却是可以验证的。对于我来说，这就已经证明了它是科学的。
目前的状况让人稍稍有些担忧。在过去的20年间，一些非常聪明的人都在试图发展理论物理学，我们目前处于一个比较尴尬的境地。因为20世纪70年代中期已经基本建立的粒子物理学以及80年代早期的宇宙学，已经被目前的实验多次验证，并且不断提高精度，但却没有新的发现。
在粒子物理学方面，大型强子对撞机证实了希格斯粒子的存在。这种粒子的性质类似于希格斯粒子的标准模型，但除此之外没有其他新发现。没有任何关于超对称结构、额外维度、新一代的夸克或者亚结构的证据。这些不同的观点，有些比较流行，有些虽然不太被大多数人认可，但至少已经被拿来讨论。无论流行与否，这些处于标准模型之外的理论，目前没有一个被实验及观测证实。在宇宙学中，普朗克卫星给出的结果看起来与暴胀理论的观点是一致的。这是标准模型和暴胀模型的胜利。
保罗·斯坦哈特有一个非常有趣的观点，他认为普朗克卫星的结果不应该用来证实暴胀理论。我非常尊敬甚至崇敬斯坦哈特，但是对这个观点我却并不能轻易接受。当然，从比较单纯的层面上来说，宇宙就是暴胀理论所描绘的样子，这是提出暴胀理论的人该为之自豪的方面。但是这种情况导致了一个难题，就是我们没有任何证据来证明任何超出这个模型范围的事物存在。
在我研究的量子引力领域，有一部分人对这样一个观点感兴趣：某些天体物理学实验应该可以看到空间和时间结构的分解，而时间和空间结构是从广义相对论得到的，并且这些天体物理学实验可以从伽玛暴的传播或某些宇宙射线中给出量子空间和时间的证据。我们等待量子时空的信号已经等待了10多年，而截至目前并没有得到任何可靠的结果。这令我们非常受挫。
还记得我引用过的费曼的话吗？当很多非常聪明的人在某一假设下，进行了很长时间的研究却没有得到任何正面的结果时，或许我们应该重新评估所做假设的可靠性。而事实上，费曼本人当时所做研究的基本观点都已经存在很久了。这段话的意思并不是说每个人都要去质疑，这是一部分人应该去做的事情。而我自己正在做，因为我的研究历程，我一部分的研究是针对量子引力，还有一部分是关于宇宙自然选择，而剩下一部分原因是我的个人喜好，因为我曾经学过一段时间哲学。虽然我的博士专业是物理学，但我在本科阶段的确曾投身于哲学，并一直对哲学抱有很大的兴趣，且一直对物理学基本问题的研究历史有很深的兴趣。所以我开始对一些假设进行重新评估。对于结果我们可以拭目以待。
我得到的结论在我看来并不模糊，而是可以一一明确列出的。第一个就是我曾经考虑过的问题，这种通过固定的规律得到的，作用于固定空间状态的方法，是自我限制的（self-limiting）。而性质不随时间变化的原子根据同样不随时间变化的运动规律，在空间中的运动也是自我限制的。当然这种方法在作用于宇宙的小部分时，是正确的。但当我们将其作用于整个宇宙或者考虑更加深层次的问题时，它就不再适用了。
我给出一个利用这种方法失效的例子，就简化法好了。简化法是一个非常好的解决问题的方法，并且已经存在了上百年。它的内容大概是：当你想了解一个由部分或材料组成的系统的性质时，可以通过解释每一部分或者组成它的材料的性质来解释。这是一种常识，很多科学的成功都可以归功于与常识的一致。
那当你想了解基本粒子的性质时，采用这个方法会怎么样呢？基本粒子有其自身的性质。它们有质量和电荷量，并且受到不同的作用力而运动。但根据目前的观点，它们是不可以再细分的。就算可以，你只是在重复以上问题，因为一再细分下去，你总会达到某个不拥有子结构的结构。
是否还有其他方法可以解释基本粒子的性质？当然不是通过简化法。所以我们需要一种新的方法论。这就是我得到的第一个结论：我们所信奉的、已经经过百年验证的物理学定律并不是错误的，而是在到达某个节点的时候就会失效而已。当你想解决极小问题的时候，简化法不再可用。同样，当你推之另一个极限，不断用其来解释更大的系统，直到到达整个宇宙的时候，这一方法同样无效。
虽然我已经提到过其失效的多种原因，其实还有更多。我只再多说一个：当对宇宙的小部分做实验时，我们会一次次地重复实验。这是科学方法的一部分，你不断做实验的目的是为了重现实验结果。而通过这一次次的实验，你成功地将规律的影响和初始条件的影响分开了。你可以从不同的起点开始，来观察那些在结果中保持不变的现象，这些就是由规律导致的。所以你可以非常清楚地区别规律和初始条件相关的性质。
而当我们面对的是整个宇宙时，就不能这么做了。因为我们只有一个宇宙，而宇宙只有一条时间线。我们不能对其进行任何设定，因为不是我们“启动”了它。而事实上，这在宇宙学或者暴胀理论的研究中，是一个很严重的问题，因为我们不能分别检验对基本规律的假设和初始条件的假设，由于宇宙只存在一个初始条件，而我们正处于这个初始条件导致的结果中。这就是一些研究方法失效的另一个原因。所以我才会说我们需要一个新的方法论。
找寻这个方法的一个非常好的领域就是与之相关的旧观点。而这个旧观点是由莱布尼茨、马赫和爱因斯坦提出的，即时间与空间和基本粒子的性质不是本征的，而是与时间相联系的。这就是我所得到的第二个结论。
第三个结论是，时间必须是最基本的量。时间是一直存在的，而不是突然出现的，并不只是个大概现象，当然也不是一个推论。这就是我所得到的结论，而我最近的工作也是建立在这些结论的基础上的。
我应该将自己置于一个怎样的位置上呢？与我工作紧密联系的两个领域：一个是量子引力，另一个是宇宙学。在量子引力领域中，目前有很多研究项目都在进行，而其中我最为关心的就是圈量子引力论。圈量子引力论目前得到了比较好的结果，我会花上一点时间来介绍，因为我们之前并没有涉及。
圈量子引力论是一个比较有争议的研究项目。它直接将量子力学应用于广义相对论，不再考虑对额外维度、粒子和自由度的假设。这其中利用的广义相对论的特殊形式与规范场论相近。它与杨-米尔斯理论（Yang-Mills theory）也很相近。这种形式是由阿贝·阿希提卡（Abhay Ashtekar）提出的。目前这是一个非常繁荣的研究领域。
每隔两年，我们都会举办一个国际会议。今年我是会议的组织者之一。今年的会议在加拿大圆周理论物理研究所举办，时间定在7月，会议有几百人注册。这种方式与20世纪80年代时我与卡洛·罗韦利、阿贝·阿希提卡坐在一起讨论问题，并且将其记录在笔记本上的方式非常不同，虽然我本人非常喜欢那种方式。作为某些事情的倡议者是一种非常好的体验，所以我时常回忆起那个美好的时代。
圈量子引力论给了我们量子几何在普朗克尺度上的微观结构，它大概比原子尺度要小20个量级。圈量子引力论必须要面对的一个关键问题是：我们目前所看到的周围的时空是怎样从量子图景中出现的？广义相对论方程是如何出现并用于描绘大尺度时空的动力学特征的？在过去5～10年间，回答这些问题的理论物理学家们已经取得了一定的进步。所以这个项目依旧是一个充满活力的项目。
然而，这个项目还面临着两大挫折。其中一个是，理论不能与实验相结合。我和其他人曾经希望可以直接测量到时空的几何量子结构。这些天体物理学实验目前还没有任何量子结构的迹象。另一个是，圈量子引力论对宇宙小部分结构的处理是非常成功的，但我不认为当考虑广义相对论方程后，并将其作用于整个宇宙时，它还依然有效，因为这样做之后，时间项就会消失。而我认为时间是基础项。但圈量子引力论仍旧是一个非常有前景的理论，因为它不断在前进。虽然不能说明它的正确性，但是这说明它正在不断解决需要解决的问题，这就是真正的科学。
目前有很多优秀的年轻人在这个领域工作，他们非常有天分，经常给我一些惊喜，这对我来说是一种享受。对于这个研究领域，我其实是一脚门里，一脚门外的，因为我对宇宙学的兴趣以及对时间本质的兴趣将我拉出了这个领域。但我很多好朋友依旧在那里，我依然会参与一些会议。而我所做的部分工作也与圈量子引力相关，所以作为这个领域的一分子，我感到非常开心。虽然不再处于中心区域，但目前的领导者比起我来更适合那个位子。
而另一项我所参与的工作，弦理论，虽然也非常有前景，但目前也存在一部分停滞。我们不再常常听到弦理论学家讨论弦理论或M理论的基本构想，而这是我最感兴趣并且曾尝试去做的部分。我们也不再听到弦理论学家提到一个非常“跃进”的观点，即弦理论是解释一切的理论，虽然我认为仍旧有很多人相信这个论点。
而弦理论在两个领域有非常不错的表现。其中一个是数学领域，与其相关的数学或数学物理学都是非常漂亮的。通过ADs/CFT对偶（或称为马尔达希纳猜想），弦理论能应用于一些普通的系统，比如液体、流体或某些固体系统。弦理论也可以推导出某些实验现象。虽然这对完成弦理论没有任何帮助，但是它在这一方面的确发展得比较好。还有一些其他项目，存在因果动力三角论（causal dynamical triangulations）、量子引力、因果集等一些少部分人在做的事情，这些人支持景观的观点。
在宇宙学中，暴胀理论和宇宙学标准模型与实验结果是十分符合的。但是我十分同意尼尔·图罗克和保罗·斯坦哈特所提出的一个非常重要的观点。他们假设，暴胀理论是正确的，在这一前提下，如果不处理奇点的话，就没有办法解决初始条件的问题，或者以我的观点是解决自然规律的问题。奇点指的是，在暴胀之前，宇宙处于高密状态，在某段有限时间内广义相对论失效的状态。
一个必要的假设是，大爆炸并不是时间的奇点，而只是一个事件、一次转变。在这次转变之前，可能存在一个性质和物理学定律与现在完全不同的宇宙。所以大爆炸变成了一次相转变，类似于之前宇宙中形成的黑洞。因此应该存在一个可以形成黑洞的奇点，然而这个奇点被量子效应抹平了，这就是我们所说的反弹。也就是说，当一颗恒星开始坍缩，当其达到无穷密度时，量子效应将其反弹并使其再次开始膨胀。这就形成了新的时间和空间区域，也就是新的宇宙。
这是关于大爆炸只是一次转变的假设，而图罗克和斯坦哈特有一个完全不同的假设，整个宇宙都要经历这样一个相转变。量子引力领域的人们有不同的假设。他们说，如果目前我们所知的空间性质像一块冰，那么当宇宙通过大爆炸的时候，空间将融化为液态并再次冻结。大爆炸就类似于一次短暂融化后的大面积冻结。这个假设对我来说是非常必要的，因为它解释了初始条件，而这是暴胀理论所没有做到的。在这一假设中，其初始条件是可信的，或者说解释了为什么宇宙早期非常特殊。
而无论图罗克和斯坦哈特的循环宇宙理论会怎样发展，我认为他们的假说、他们对暴胀理论的评论是正确的。不论暴胀理论正确与否，我认为他们所提到的相转变都是存在的，这样宇宙早期的性质就要追溯到大爆炸之前了。
这当然就要与我在量子引力方面的兴趣有一定的重叠了，因为在相转变发生的尺度上，量子引力的作用是十分重要的。而在量子引力领域，我们有量子宇宙学模型，也就是所谓的圈量子宇宙学模型，这是由马丁·波乔瓦尔德（Martin Bojowald）、阿贝·阿希提卡以及很多此领域的研究者共同发展的理论。这一模型显示，反弹是会发生的，而奇点将总会被反弹抹平。
因为宇宙学标准模型的成功，宇宙学仍旧是一个发展良好的学说。但我们面对的问题和粒子物理学家相同：为什么是这样一个特殊的宇宙？我们已经测量了宇宙的各种性质。无论暴胀理论正确与否，我们所在的宇宙都是一个特殊的宇宙。所以，为什么是这个宇宙？为什么不是一个根据已知物理学定律所给出的一个更加典型的宇宙？
这是关于初始条件的问题。我的一个很主要的观点是，我们不能在某些已经建立并使用很多年的方法论的基础上，来得到这些问题的答案。我们需要一套新的物理方法论，其中，规律是随时间演化的。
有没有与我有同样想法的人呢？有，也没有。同时在做宇宙学和量子引力研究的人并不多。举个例子，我的朋友卡洛·罗韦利，在某些领域，比如圈量子引力论，我们非常有共同话题。但是即便我们经常互相讨论，他却依然信奉不随时间变化的量子引力和量子宇宙学。
在哲学领域中，我所做的并不新鲜也不那么令人意外。我提到过的罗伯托·昂格尔，我们的合作就像毕加索对他与布拉克的合作的描述一样：就像偶尔在山上一起跳绳似的。与昂格尔一起工作是一种非常美妙的经历，一起提出某些新的观点，然后再互相否定。我们曾在讨论中回到了美国实用主义的传统思想中，回到了查理斯·皮尔士的想法。在这种时候，我的任何想法都不再新颖和独特。所以哲学家对此怎么看并不是十分清晰，但是我会坚持我的看法：时间是真实的，自然规律是随时间变化的。这个问题他们已经讨论和辩论了大概一个世纪。
我总是试图用自己的观点去说服其他人，因为我的思考过程并不是一蹴而就的，我现在得到的结果也并不是计划之内的。我并不喜欢和自己的想法作对，也不像我提到的其他人一样享受矛盾和冲突。我觉得我的工作只是提出一些观点，然后不断完善，以使它们变为科学的观点而不是哲学的。毕竟发展哲学观点是哲学家们的任务。
我还要提到另一个有关时间是真实的而不是幻觉的观点。热力学第二定律早就被完全建立了，并且在微观尺度是完全正确的。不规则度增加，熵就会变高，我们身边的大部分过程都是不可逆的。时间是支箭，有非常明确的指向性。我们不能回到过去。我们出生、长大、变老，然后死亡。如果我们将可乐洒在地毯上，无论怎样都不能再将其完全装回杯中。婴儿的出生是不可逆的。对朋友无意中在言语上造成的伤害也是不可逆的。生活中的很多事情，大部分事情都是不可逆的。这很大程度上是由热力学第二定律决定的。
19世纪晚期，玻尔兹曼成功地证明了热力学并不是基础科学，因为物质是由原子组成的。他提出，热力学可以由原子的行为来解释，所以热力学定律是由原子的基本定律决定的。温度并不是基本量，只是分子热运动的平均动能。熵也不是基本量，只是原子分布的不规则程度。
玻尔兹曼是正确的，但是当时的人们在他的解释中却发现了悖论。虽然对目前来说这是很大的冲击，但是在19世纪原子假设还没有那么流行，物理学家们对原子理论还没有统一的观点。所以反对他的人说：“你根据牛顿的基本运动理论推导出了有时间指向性的理论，但是牛顿的理论本身对时间却是可逆的。”如果你将原子在空间中的运动和相互作用拍成照片或短片，你可以将短片倒回，根据牛顿的理论，同样的事情依旧会发生。所以这是一个悖论，因为玻尔兹曼也可以通过牛顿的理论非常简单地证明反热力学第二定律：熵在过去高于将来。
事实上，这些反对者说的并没有错。正确解决这个悖论的方法是利用埃伦费斯特定理。这个定理是由爱因斯坦的两位好友，保罗·埃伦费斯特（Paul Ehrenfests）和塔季扬娜·埃伦费斯特（Tatyana Ehrenfest）建立的。他们搞清了玻尔兹曼证明的问题是对时间对称的。他证明的问题是，如果你找到这样一个系统，在某个时刻它的熵很低，那么很有可能它的熵在将来会增大，因为当事物随机运动时，其不规则性会增大。但是也有可能熵在过去比较大，你所看到的现象只是一个意外，玻尔兹曼将其称为波动。所以问题不再是“什么可以解释热力学第二定律”，而是“什么可以解释初始条件”。
要解释热力学第二定律，你需要假设初始条件是可改善的，所以系统才会以比想象中更加规则的方式开始。这对玻尔兹曼来说是一个更大的谜团。因为他并没有活在20世纪，所以他只能假设宇宙由牛顿定律所统治，并且宇宙是永恒的。玻尔兹曼只能假设我们生活在一个巨大的波动中，而宇宙有很大可能是平衡的，也即熵最大的状态，宇宙大多数时间都处于平衡态，而由于波动，偶尔会偏离一些。这些偏离形成了太阳，形成了我们所生活的世界。从目前来看，这种想法毫无疑问是错误的。
所以如果物理学定律都是对时间可逆的，那么为什么时间有如此强的指向性？罗杰·彭罗斯有一个想法我认为是非常值得探究的，它分为两个部分。第一个在他1979年的一篇文章中提到过。他提出，如果我们想通过观测宇宙来解决时间的指向性，那我们只能假定大爆炸的初始条件是极度特殊并且发生的可能性极低。我非常同意他的观点，而这个观点和我的谈论主题也不谋而合了。
所以，要解释目前规律的可逆性和大量观测事实的不可逆性之间矛盾的重心，就转移到了宇宙学上，宇宙学家需要解释为什么初始条件是这样一个可能性极低的事件。而作为一名宇宙学家，就我目前所知的是，没有任何一个宇宙学家在研究这个问题。因为他们有足够多的工作要做，有属于自己的问题要解决，所以更别提解释什么自然的不可逆性和热力学第二定律问题了。而目前，彭罗斯提出另一个观点，基础规律可能是关于时间不对称性的，而那些关于时间对称的规律则是衍生的和近似的。所以那些我们对部分宇宙拍摄下来的影片，如果将它们倒回重放的话，可能并不能说明大爆炸开始之后的真实宇宙的发展历史。让我来举个例子。
当环顾四周，我们看到了来自过去的光。当然通过望远镜，我们可以看到更久之前恒星发出的光。我们从未看到过来自未来的光，从未看到过来自未来恒星发出的星光，也从未看到过未来超新星爆发传出的辐射。但是光传播所遵循的规律即麦克斯韦方程组对时间是可逆的。它的解包括来自未来的光以及来自过去的能量和信息，解的个数和我们用到的解相同。所以这个规律对时间是对称的，但将其应用于实际情况时，我们却舍去了大部分解，只要其中有任何从未来到过去的项。
彭罗斯会说：“或许麦克斯韦方程组背后的真实理论是只能从过去向未来传递信息和能量，这样就不会存在问题和悖论。”我同意这个观点，这有可能是真正的量子引力理论。而之后这就成了一个挑战。我们是否可以提出一个假说，来说明这些基础规律如何对时间不对称、不可逆，并且了解目前这些规律如何变得可逆。我和我的一个同事玛丽娜·科尔特斯（Marina Cortes）正一起研究这个问题。
所以这是另一种方式，我们目前在基础物理学和宇宙学领域碰到了巨大的障碍，而这些哲学方面的批评对我们理解这些障碍是非常必要的，它们也成为我作为一名科学家不断进行研究的动力。之后这个工作将通过标准的科学方式来进行检验，那就是，它是否能引出一个可以由实验验证的假说？
注：李·斯莫林，著名理论物理学家，在圈量子引力论领域成就卓越，被誉为“现今最具原创力的理论学家之一”。其著作《时间重生》对如何统一相对论与量子力学、当代物理学的危机、宇宙的未来等一系列重要问题进行了深度思考。
10 我们的宇宙只是宇宙景观的一个角落
约翰·布罗克曼的导言：
对有些人来说，宇宙是亘古存在的。而对于我来说，它还是件新鲜事。2003年，我与弦理论的提出者伦纳德·萨斯坎德进行了一次谈话。因为被他引人入胜的故事吸引，等他走后我才想起来我忘了问他“宇宙里有什么新鲜事”。于是，我又给他发了封邮件。下面是他的回复。
21世纪的开端是现代科学的一道分水岭。我们对宇宙的认知将被全部改写。正在发生的事情远不止发现几个新现象或者新方程那么简单。这是历史上少见的几个时期之一。在这些时期，整个物理学和宇宙学的认知、我们的思维框架和世界观都发生了剧变。宇宙的年龄大概为100亿年、横纵大概为100亿光年，具备一系列独一无二的物理学定律，20世纪狭隘宇宙观正让步于更为宏大的全新理论。新的可能性孕育其中。
物理学家和宇宙学家渐渐认识到，我们这100亿光年，只是一个巨大得惊人的多重宇宙中巴掌大的一个地方而已。与此同时，在理论物理学家提出的新理论中，我们的一般自然规律只是一幅在数学上具有无数可能性的宏大景观中，一个不起眼的角落而已。
这一可能性景观是一个数学空间，它代表着理论上可能存在的一切环境。每一个可能的环境都具有自己的物理学定律、基本粒子和自然常数。有些环境与我们这一角相似，只是稍有不同。它们可能也具有电子、夸克和其他所有常见粒子，但引力却可能比我们强10亿倍；也可能，它的引力跟我们差不多，但电子却比原子核重；还有可能这些都与我们的世界类似，但却存在剧烈的斥力作用（称为宇宙学常数），使得原子、分子乃至星系分崩离析。就连空间维度也不是一成不变的了。这一景观的不同区域可能具有五维、六维直至十一维的空间。20世纪的老问题，“宇宙中会发现什么”正在变成“宇宙中不会发现什么”。
宇宙景观的多样性与空间的多样性相辅相成。作为我们目前发展得最完善的宇宙学理论，暴胀理论正引导我们走向多重宇宙的概念。用暴胀理论之父阿兰·古斯的话说，多重宇宙由数不尽的“口袋宇宙”填充而成。有些口袋很小，且永远没有机会变大；有些则可能像我们所处的这个一样大，但却空无一物。它们都存在于宇宙景观的一个个小角落里。
人类在宇宙中的地位也在经受重新审视和挑战。一个多样化的多重宇宙不太可能在它膨胀产生的这一小片区域之外的地方存在智慧生命。我们过去常思考的一些问题，比如“为什么自然常数是这个数而不是其他数”，会有许多让物理学家始料未及的答案。根据数学一致性，并不会有什么独一无二的值被选出来。因为宇宙景观允许巨量的可能值。上述问题的答案可能会是：“多重宇宙中的自然常数有些地方是这个数，有些地方是那个数。而我们这一小片的数是恰恰与我们这样的生命存在相匹配的数值。就这样，没其他答案了。”这种“如果不是这样，就不会有人的存在来问这个问题”式的答案，被称作人择原理。大多数物理学家对这种答案由衷地憎恶。它被视为一种妥协，放弃了对真理的高贵追求。但物理学、天文学还有宇宙学中空前的新发展，使得这些物理学家不得不重新审视他们对人择原理的偏见。这一巨大变革主要有四大理论支撑。其中两个来自理论物理学，两个来自实验和观测。
理论方面，诞生于暴胀理论的永恒暴胀理论认为，多重宇宙充满了子宇宙，也被称为口袋宇宙。这些口袋宇宙就像打开的香槟冒出的泡沫一样，在暴胀的空间中诞生着新的口袋宇宙。同时，作为我们最有希望的统一理论，弦理论提出了一个宏大的景观。根据这一理论，大约有10500种不同的环境可能存在。
最新的一些天文发现与新的理论恰好匹配。关于宇宙大小和形状的最新天文数据证实了，暴胀就是宇宙早期的正确演化理论。几乎没什么好疑虑的，我们的宇宙是镶嵌在一个巨大得多的多重宇宙中。但最引人注目的是，在我们这个口袋宇宙中，臭名昭著的宇宙学常数并不像我们想的那样为零。这一发现引起了巨大震动，唯一合理的解释似乎就是那饱受轻视的人择原理。
我不知道在探索这一巨大景观的过程中，我们的观点会经受多么匪夷所思的颠覆。但我知道，当22世纪到来时，那时的哲学家和物理学家将以怀旧的目光审视现在，并称之为宇宙学的黄金时代。在这个时代，20世纪的狭隘宇宙观让步于更宏大、更完善的多重宇宙观，随之诞生的是一个大到烧脑的宇宙景观。
下面是伦纳德在2003年11月的Edge论坛上就人择原理和弦理论早期历史的发言记录。
我常常思考世界是怎么变成现在这样的。物理世界中有很多未解的谜题。有些很艰深，有些很奇怪，我想要搞懂它们。我想知道是什么让这世界运行的。爱因斯坦说，他想知道上帝创造世界时在想什么。他不是一个有宗教信仰的人，但我明白他的意思。
我现在想搞明白的是，为什么宇宙是恰好适宜人类生存的？这事很奇怪。问题的关键是，为什么物理学定律中的常数是那些数。是巧合吗？它们的取值极端精确，如果差一点，人类可能就不会存在，这会是巧合吗？
举例来说，宇宙学常数是一个确定的数。如果这个数稍作变化，宇宙中可能就不会诞生星系、恒星、行星等天体。它是恰好取了这个数，才诞生我们所见的宇宙的吗？又或者说，宇宙形成方式的某些特征使得创造生命成为必然？
