想象一个宇宙，在那里星星依然闪耀，行星依然形成，水依然存在，但液体却粘稠得让活细胞几乎无法运作。即使有生命所需的化学成分，条件也可能使生物体无法存在。科学家们揭示了物理基本法则与生命存在能力之间的显著联系。他们的研究结果表明，宇宙一些最基本物理常数的相对小变化可能会显著改变液体的流动方式，从而阻碍必需生物过程的进行。这一发现详列在《科学进展》发表的研究中，来自伦敦女王玛丽大学的物理学家科斯佳·特拉亨科（Kostya Trachenko）。他的理论分析确定了基本物理常数值的一个额外约束：它们必须允许液体以支持细胞内外生命的方式移动。这项研究提出了一个深刻的问题：为什么自然的基本法则具有似乎非常适合生命存在的值？ 塑造我们宇宙的基本常数基本物理常数是决定宇宙如何运作的数字。例子包括电子的质量和电荷以及普朗克常数，这在量子力学中发挥着核心作用，量子力学描述了极小尺度下的物质和能量。这些量通常被认为是普遍且随时间不变的。它们的值影响从原子和化学键的行为到驱动恒星并产生生命所需元素的核反应的一切。尽管其重要性，科学家们仍然不知道这些常数为何具有我们观察到的特定值。2020年出现了一个重要线索，当时特拉亨科及其同事证明，基本物理常数对液体的粘度施加了下限。粘度描述了流体抵抗流动的强度。水的粘度相对较低，容易倾倒，而蜂蜜和焦油则粘度更高，流动缓慢。研究人员显示，流体自由流动有一个基本的限制，而这个限制最终与自然的基本常数相关。2023年的研究进一步探讨了这一联系对生物学的影响。 微小的物理变化为何可能使生命不可能每一个活细胞都依赖于分子的运动。养分必须到达需要的地方，废物产物必须被清除，并且无数的化学反应必须在液态环境中发生。另一个重要过程是扩散，颗粒通过流体自然扩散。扩散有助于分子在细胞中移动，并使生命所需的许多化学反应得以发生。如果这些液体的粘度变化过大，这些过程可能会遭到严重干扰。粘度过高的液体可能阻碍重要材料的有效移动，而粘度过低也可能妨碍生物功能所需的控制流动。特拉亨科解释了这一惊人联系：“理解水在杯子里如何流动与弄清楚基本常数的伟大挑战密切相关。活细胞内和之间的生命过程需要运动，而粘度决定了这种运动的特性。如果基本常数改变，粘度也会随之改变，影响我们所知道的生命。例如，如果水的粘度与焦油一样，生命将不再以其现在的形式存在，甚至可能根本不存在。这不仅适用于水，因此所有依赖液态状态运作的生命形式都会受到影响。” 这些影响超越了水。尽管所有已知生命都依赖于水，但宇宙中其他地方的假想生物可能依赖于不同的液体。同样的基本物理约束仍然会影响这些液体的行为。特拉亨科暗示，支持细胞生命的常数范围可能出奇窄。“任何基本常数的变化，包括增加或减少，都会对流动和液态生命产生同样坏的影响。我们预计这个窗口相当狭窄：例如，血液的粘度只需几个百分点的基本常数变化（如普朗克常数或电子电荷）就可能变得过粘或过稀，影响身体功能。”这些预测来自理论模型，而非科学家实际改变基本常数的实验。不同生命形式可能耐受的精确限制仍不确定。 一个历经数十亿年的宇宙之谜这些发现特别引人注目的原因在于，影响液体流动的基本常数也决定了负责在恒星内部创造重元素的核反应。早在第一个活细胞出现之前，