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然而，现在对大爆炸宇宙学也有了有意义的替代，而且它们最近已经显著地成熟起来。对“剧情说明书”的由来已久的替代是稳态模型，直到1965年人们都在广泛地讨论它，只是在1965年后大爆炸宇宙学才掩盖了它。在它的最初的陈述中，稳态模型坚持了爱因斯坦理论的基本哲学，但它通过说明物质是连续产生的因而代替了通过膨胀而失去的东西来处理其不稳定性。这样，宇宙的平均密度就保持为常数。
物质不断产生的概念要追溯到J· 金斯爵士的观点，1929年他写道，星云的中心具有“奇点”的性质，在奇点上物质从某种其他的、完全外在的领域倒进我们的宇宙，所以它们看上去就像一个不断创造物质的点。H·C·亚普和F·霍伊尔爵士把这一观点改进成了现代稳态模型形式，代替了物质完全从外在领域不断倒进我们的宇宙的观点。
按照准稳态宇宙学 （QSSC）目前的（1993年及其之后）解释，霍伊尔和他的同事们证明，物质创生产生在强引力场的爆炸中，引力场与前存在物质的致密聚合体相联系，例如在星系核中。根据 QSSC，宇宙普遍膨胀的根本原因是周期为400亿年的叠置振动，物质创生正是按照这些时间间隔集中起来的。当宇宙的尺度达到振动的最小值时物质创生也准时到达这一时期，从而完成一个周期。最近爆发的一次主要物质创生的起始时间大约在140亿年前，与“剧情说明书”的估计一致。
与其他理论相同，QSSC构成了一个多周期宇宙学。宇宙经历定时的创造周期，因此从现周期产生的物质就和前一次周期剩下的物质共存，在现今的140亿岁的宇宙中的星系就和以前周期创生的那些星系共存。某个星系是否是“我们的” （即我们这一周期的）可以由红移参量值来决定：那些由前一周期留下的星系相互之间的退行速度比我们这一周期中形成的星系快，也有更高的红移参数。
另一个多周期宇宙学是比利时的诺贝尔奖金获得者，热力学家I· 普里高津和他的同事提出的。与霍伊尔宇宙学的观点类似，他们认为大尺度的时空几何学产生了一个负能量的蓄水池，引力物质以此来汲取正能量。在多周期宇宙学中引力扮演着一个重要的角色，它不仅把星系聚合到一起，而且还是物质合成的基础。
普里高津和他的同事们提出的“自洽的非爆炸宇宙学”描画了一个物质创生的永久工厂。产生出的粒子的数量越大，产生的负能量就越多。①量子真空在存在引力相互作用时是不稳定的，因此物质和真空就形成了一个自创生的反馈环。激发物质的临界不稳定性会促使真空过渡到膨胀模型，而这一模型又促使开始另一物质合成时代。这样，可观察到的宇宙就不是从不可检验的前存在真空中创生出来的，它是在已经存在的宇宙中作为一个新周期而诞生的。
1。2 和谐常数之谜
多周期宇宙学坚持一个承诺：对“大爆炸之前是什么，对由大爆炸合成的物质最终衰亡后将会是什么”这样的疑问，将给出科学上有效的答案。现在，对这一问题的解答尽管取得了很大进步，但合理的答案仍没有消除现代宇宙学所面临的另一个谜，这就是有关宇宙中存在生命的可能性的问题。
正如我们一直知道的，生命在宇宙中是存在的，但是我们不知道生命是否仅在这一宇宙（或这一类型的宇宙）中是可能的。生命能够进化的条件是极其苛刻的，基本参数的微小变化就会导致生命在宇宙的广大范围内不可能存在。很幸运，宇宙参数恰好适合于生命存在。天文物理学家发现，不仅生命过程精确地与宇宙中的物理过程和谐一致（生命是在物理背景下出现的），而且宇宙中的物理特性也精确地与生命可能进化所需的条件和谐一致。但是，先前出现的条件是如何与仅仅在后来才出现的条件相适应的呢？
宇宙对生命的精确和谐包括宇宙中物质的量和分布，宇宙力的数值和控制物质相互作用的常数。看上去物质仅构成太空中的一种很稀薄的沉淀，但形成的这一沉淀却是允许生命进化所需的精确的适宜厚度。如果宇宙的物质含量甚至比现在的稍微大一点儿，那么恒星的更高密度就会产生星际间碰撞的极大可能性，从而把带有生命的行星撞出安全轨道，这将使行星上可能进化出某种生命形式的任何东西不是冻凝就是汽化。而且，如果束缚核粒子的强力仅仅比实际的小一点儿，那么氘核就不可能存在，像太阳这样的恒星就不能发光；而如果这个力比实际的稍微大一点儿，那么太阳和其他具有活力的恒星就将膨胀，也许会爆炸。
物理宇宙与生命参数的精确和谐构成了一系列巧合，在这一系列的巧合中，只要稍微偏离给定值，就会导致生命的完蛋，或者更确切地说，就会产生生命决不可能诞生的条件。如果中子不比原子核中的质子重，那么太阳和其他恒星有活力的寿命期就将缩小到几百年；如果电子的电荷和质子的电荷不精确地平衡的话，那么物质的所有构型就将是不稳定的，宇宙就将是仅由辐射和相对均匀的混合气体所组成。而且，如果在紧随大爆炸后的膨胀中没有从大尺度的规律性分离出来的精确的小尺度的规律性的话，那么就没有今天的星系和恒星，因而就不会有在其上寻求这些不解之谜的答案的人类居住的行星。
但是宇宙空间中物质的质量和分布以及四种宇宙力的值是如此精确地和谐，恰好使生命能够在宇宙中进化。宇宙的膨胀速率和宇宙力的值一定是在这个宇宙（或宇宙的这一周期）开始出现时就已经确定了，它们几乎不可能靠纯粹偶然性调节到产生生命的那个过程：根据R·皮诺斯
可供选择的宇宙中作正确的选择。当然，即使纯粹的偶然性也能产生有序，只要有足够的时间。P·戴维斯估计，要通过纯粹的随机过程达到我们现
所有这些数字都特别巨大。我们可能会问，这些数字是否也适用于在我们之前也许就已经存在的不同宇宙 （或同我们现在同时存在的宇宙）呢？如果适用，偶然性就将被大数定律所调节；在足够大的整体中，即使像我们这种不可几的宇宙也变得有合理存在的可能性。
如果我们抛弃非常大的大数宇宙的假设，那么就必须假定，宇宙常数按这样的方式调节是因为只有这样才能导致生命的进化，从而才能导致现在观察世界的人类的存在。这种对物理实在的解释类似于量子理论的哥本哈根学派的哲学，即物理实在依赖于观察者。
尽管如此，总还存在这样的可能：所有这些解释都将归于失败。那么，我们必须面对“我们所看到的宇宙是全能的造物主有目的的设计的结果”这样的可能性吗？
这些问题已经提出来了，假设也提出来了，但是还没有找到满意的答案。即使被大数定律修正后，偶然性还仍然不是一个合理的答案。造物主的有目的的设计克服了这一问题，但预先给定的目的对自然科学而言比纯粹的偶然能力甚至更难接受。而“人类学原则” （它告诉我们，宇宙之所以如此是因为我们人类正在观察它）尽管被广泛讨论，但几乎没有产生什么共鸣。不解之谜仍存在：宇宙怎么会在零时刻的时候预料到 100多亿年后出现的情况的呢？
生命之谜和大爆炸之谜是否有可能相互关联呢？如果我们对该宇宙的情况知道得更多的话，是否有可能会发现它的常数与生命的进化如此显著地和谐的原因呢？要解答这些问题，还有待探索。
2 物理现象中的谜
正如我们已经指出的，当代物理学家把基本粒子看作是嵌在力场中的物质能小包，这些小包不能小于普朗克最小长度，其存在时间也不能短于普朗克常数所规定的最短时间。这些长度和时间的确非常微小：普朗克长度是10…33m，比一般基本粒子的尺寸要小得多；普朗克时间是10…43s，大大地短于在原子尺度上大多数事件所存在的时间。这里所说的小包就是量子，量子论显示，它们确实是些稀奇古怪的玩意儿。
2。1 惠勒的龙
量子的怪异表现形式既包括非定域和非动力相互作用现象，也包括波粒二象性、海森堡的测不准原理等。所有这些都是不折不扣的佯谬，人们虽然经常求助于禁令处理它们，但终不能澄清它们。这些禁令就是，物理学家应该满足于发现各种观察结果之间的相互关系，而不是试图去解释这些观察结果意味着什么棗量子“本身” 是什么。
量子的怪异表现形式引起了科学史上可能是最著名、肯定是持续时间最长的关于实在的根本性质的深入讨论。从1927年到1933年，爱因斯坦和玻尔就关于令人费解的量子现象的解释进行了交谈和通信。爱因斯坦不接受似乎是量子表现形式所固有的不确定性，他一次又一次地提出论据证明，现有的量子论在逻辑上必定是不完备的；而玻尔则拒绝任何超越物理学家实际能够观察到的现象的解释。玻尔断言，自然界已经为能被测量和观察到的现象规定了一个绝对界限。实际上这种界限甚至具有更深层次的意义，因为它不让科学以任何明确的方式谈论量子和基本粒子的特性和属性。
爱因斯坦愿意同意这种看法：不可能同时测得一个基本粒子的位置和速度棗自然界似乎对这种知识设置了障碍。但他争辩说，这并不意味着基本粒子实际上在任何时候都没有确定的位置和确定的速度棗仅仅是我们看不见它的特性而已。玻尔不同意爱因斯坦的观点，他认为必须抛弃那种认为粒子同时具有位置和速度的观念。但是，如果粒子的位置和速度是不明确的，那么谈论量子粒子具有某种轨迹就没有意义。
日常的实在开始分解为各种新的形态，而且在他们对话的最后阶段，玻尔发现他自己不能用“现象”以外的任何术语来描述所观察到的事件。物理学家惠勒指出，“现象”是一个非常有意义的词，它意味着在谈论量子时，我们不再是讨论客观的实在，我们也不再有权力对“基本量子现象”本身究竟是什么提出疑问。E·魏格纳 （Eugene Wigner）就指出，量子物理学讨论“观察到的结果”，而不讨论“可以观察到的结果”。这就意味着，量子物理学家是在爱丽丝的仙境里工作，那里只存在事物的表象而不存在事物的实体棗是切希尔猫的嘻笑，但不是实际的切希尔猫。①
存在脱离实际的实在总让人痛苦，因而物理学家并不轻率地同意这种分离，他们不得不通过实验来达到他们的现象学结论，这种结论彻底粉碎了人们关于真实世界中大量物质应如何起作用的所有期望。典型的例子当然是现在出了名的双缝实验。你可以把一块屏幕放置在一束光的前面，并在屏幕上开一条狭缝以便让一部分光线能穿过去，然后在第一块屏幕的后面再放一块屏幕来记录穿过狭缝的光线。这样，结果就好像你让水流过一个小孔一样，你会发现有一种衍射效应：光束呈扇形散开，并在后一块屏幕上形成衍射图样。这就证明了光的波动性，而与光本身并不矛盾。但是，如果你在屏幕上再开一条狭缝，就会出现两种衍射图像的叠加，即使你每次只发射一个光子也是如此。狭缝后投射的波形成一种独特的干涉图像：当两个波阵面的相位差是180度时，它们相互抵消；当两个波阵面同相位时，它们相互加强，因此，看上去就好像单个光子同时通过了两个小孔一样。然而，这肯定不是每次只发射一个的粒子实体在我们实验中的表现形式 （图2）。
这种实验有好几个变种，一个比一个更令人费解。亚原子世界的某些最怪异的现象出现在“光束分裂实验”中，这里，光子也是以一定的时间间隔一个一个地发射的。当从发射枪发出的每个光子到达并撞击探测器时，探测器就会发出咔哒声或发亮。通常人们会预料，从发射枪发出后到达探测计数器的光子具有一定的轨迹，然而，这一预料没有兑现。
在光束分裂实验中，我们把一面半镀银的平面镜插在光子通过的道路上，这就把由连续发射的光子所组成的光束分裂开来，产生了这样的可能性：每两个光子中有一个可以通过平面镜，而另一个则被其反射。为了证实这种可能性，我们可以在半镀银的平面镜后面和与其成直角的位置上都放上计数器。人们预料，平均每两个光子中有一个光子沿一条光路前进，而另一个光子沿第二条光路前进。这一预料确实获得了实验的证实：两个计数器记录的光子数大体相等。但后来情况就出现了反常。把第二面半镀银的平面镜插在未受第一面平面镜偏转的光子的光路上，这面平面镜放置成这样的角度：使偏转的和未偏转的光子仍然必须到达两个计数器中的一个。因此，人们预料会听到两个计数器发出数量相等的咔哒声 （或看到数量相等的光信号）：单个发射的光子将仅仅调换目标。但情况并非如此，两个计数器中只有一个有咔哒声 （或发光），而另一个则没有，所有光子都到达了一个相同的目标。
双缝实验的结果可以重复。作为单个粒子发射的光子能像波一样相互干涉。在一面平面镜的上面，干涉是相消的：因为光子间相位差是180度，所以行为与波类似的光子相互削弱；在另一面平面镜的下面，干涉是相长的：光子的波相相同，因而它们相互加强。
这种实验也有许多形式，而这里的结果也变得越来越自相矛盾。第二面半镀银平面镜只在光子已经通过了第一面平面镜后插入，而且可能正在其向正常目标前进的光路上，第二股光子流仍