据美国《科学日报》网站5月8日报道，伦敦玛丽王后大学的研究人员提出了一个惊人的想法，将最深奥的物理定律与生命本身的存在联系起来。他们的研究表明，宇宙的基本物理常数处于一个极其狭窄的范围内，液体能够在这个范围内流动，让活着的细胞能够赖以生存。一旦这些常数稍有变化，水、血液和其他维持生命的液体都会是另一番表现，以至于复杂的生物体可能永远不会出现。

这一研究是建立在物理学家科斯佳·特拉琴科及其同事的初期研究基础上的。当时的研究表明，液体黏度与基本物理常数直接相关，这一发现为液体的“流动性”设定了一个下限。而新的研究将这一发现扩展到生物学领域，探究塑造宇宙的这一物理规律是否也能悄悄决定细胞的正常功能。

生命依赖于微观运动。营养物质必须在细胞间流转，蛋白质需要正确折叠，分子要在液体环境中扩散。所有这些都取决于液体的黏度，这是决定液体流动难易程度的物理性质。

根据研究，宇宙似乎在一个令人吃惊的狭窄的“生物友好”窗口内运行，在这个世界中，液体的黏度和扩散度一直适合生命的生存。这其中的物理常数哪怕只改变几个百分点，生物体所必需的液体也会急剧变得黏稠或稀薄。

新研究认为：“了解水在杯子里是如何流动的与破解这个基本物理常数的巨大挑战密切相关。生命依赖活细胞内部的运动，而细胞液体的黏稠度决定了这种运动的特质。如果基本物理常数发生改变，细胞内部液体的黏度也会改变，正如我们所知，这将对生物体产生影响。比如，如果水像焦油一样黏稠，生命就不会以现在的形式存在，或者根本不会存在。不仅是水，所有依赖液体流动而运转的生命都会受到影响。”

研究小组认为，这一结果不仅是针对饮用水或海水，人类的血液、细胞液和维持生命的化学物质都依赖于液体流动性的微妙平衡。

特拉琴科说：“任何基本常数的变化，无论是增加或减少，都会对液体流动和依靠液体流动的生命产生影响。适合生命需求的窗口极其狭窄：例如，我们的血黏度变得太高或太低都不行，维持功能运转的基本常数只能在几个百分点内变化。”

物理学家长期以来一直在讨论为什么宇宙的常数似乎是微调的，电子电荷或基本力强度等数值的微小差异可能会影响构成行星和生命所需的重元素的形成。

新研究的不同寻常之处在于，它把针对恒星和星系的这一讨论转移到了细胞内部。研究认为，即使恒星和重元素的形成不受影响，如果液体不能在生物体内正常流动，生命也仍然不可能存在。

这就引入了第二层微调。这些常数不仅与充满物质的宇宙相容，也与依赖于液体微妙流动的生物系统相容。

研究人员甚至认为，这些常数可能发生过多个阶段的微调。特拉琴科将这种可能性与生物进化进行了比较。这个想法仍然是推测性的，但它提出了一种可能性，即大自然可能以科学家们尚无法完全理解的方式偏爱稳定的物理结构。

自初步研究结果发表以来，科学家们一直在继续探索液体黏度、扩散性和流动方式同基础物理常数的联系。后续的研究工作考察了细胞内的液体运动如何对物理常数施加额外的限制，特别是在涉及生化“机器”(如分子马达)的系统时。

其他研究人员还研究了液体黏度本身与更深层物理法则的相关性。2023年的一项分析结果强调，有越来越多的证据表明，液体的黏度可能与普遍的物理常数有关，而不仅仅是实验室测量的一个数值。

总之，这些研究正在重塑我们对一个古老的科学谜团的看法。科学家们不再仅仅通过宇宙学和粒子物理学的视角来观察自然界的常数，而是越来越多地提出这样的问题：即流动的液体和活细胞所需的运转条件是否也应该是方程的一部分。

这个想法仍然是高度理论性的。许多物理学家会警告说，对于自然常数为什么是现在的这种观测值，目前仍然没有公认的解释。但这项研究为破解物理学上最大的问题之一另辟蹊径。

几十年来，人们不断通过黑洞、恒星和亚原子粒子来探索基本常数的奥秘。而新的研究表明，问题的答案也可能存在于更接近日常生活的东西之中，比如液体在活细胞中的流动。（编译/潘晓燕）