Čo je antropický princíp?

antropický princíp je viera, že ak vezmeme ľudský život ako danú podmienku vesmíru, vedci ju môžu použiť ako východiskovým bodom na odvodenie očakávaných vlastností vesmíru ako konzistentného s vytváraním človeka life. Je to zásada, ktorá má dôležitú úlohu v kozmológii, najmä v snahe vyrovnať sa so zjavným doladením vesmíru.

Frázu „antropický princíp“ prvýkrát navrhol austrálsky fyzik Brandon Carter v roku 1973. Navrhol to pri príležitosti 500. výročia narodenia Nicolaus Copernicus, na rozdiel od Kopernikský princíp to je považované za to, že znížilo ľudstvo z akéhokoľvek privilegovaného postavenia vo vesmíre.

Teraz to nie je tak, že si Carter myslel, že ľudia majú centrálnej pozícia vo vesmíre. Kopernikský princíp bol v zásade nedotknutý. (Týmto spôsobom je výraz „antropický“, ktorý znamená „vzťahujúci sa na ľudstvo alebo obdobie existencie človeka“, trochu nešťastný, ako jedna z citácií nižšie naznačuje.) Namiesto toho mala Carter na mysli iba to, že skutočnosť ľudského života je jedným z dôkazov, ktoré samy osebe nemôžu byť úplne zľavnené. Ako povedal, „Aj keď naša situácia nie je nevyhnutne ústredná, niektorým je nevyhnutne zvýhodnená „Carter tým skutočne spochybnil nepodložený dôsledok Koperníka Princíp.

Pred Copernicusom bolo štandardné hľadisko, že Zem je zvláštne miesto a zásadne sa poslúcha iné fyzikálne zákony ako celý vesmír - nebesá, hviezdy, ďalšie planéty, atď. S rozhodnutím, že Zem sa zásadne nelíšila, bolo veľmi prirodzené predpokladať opak: Všetky oblasti vesmíru sú totožné.

Samozrejme si vieme predstaviť veľa vesmírov, ktoré majú fyzikálne vlastnosti, ktoré neumožňujú ľudskú existenciu. Napríklad, možno sa vesmír mohol vytvoriť tak, že elektromagnetické odpudenie bolo silnejšie ako príťažlivosť silnej jadrovej interakcie? V tomto prípade by sa protóny navzájom vytlačili namiesto toho, aby sa spojili do atómového jadra. Atómy, ako ich poznáme, by sa nikdy nevytvorili... a teda žiadny život! (Aspoň ako to vieme.)

Ako môže veda vysvetliť, že náš vesmír nie je taký? Podľa Carterovej samotná skutočnosť, že si môžeme položiť otázku, znamená, že v tomto vesmíre samozrejme nemôžeme byť... alebo akýkoľvek iný vesmír, ktorý znemožňuje existenciu. Tieto ďalšie vesmíry mohol sa vytvorili, ale my sme tam neboli, aby sme položili otázku.

Carter predstavil dva varianty antropického princípu, ktoré sa v priebehu rokov veľa upravovali a upravovali. Znenie týchto dvoch zásad je moje vlastné, ale myslím si, že zachytáva kľúčové prvky hlavných formulácií:

• Slabý antropický princíp (WAP): Pozorované vedecké hodnoty musia byť schopné umožniť existenciu aspoň jednej oblasti vesmíru, ktorá má fyzikálne vlastnosti umožňujúce existenciu ľudí, a my v nej žijeme.
• Silný antropický princíp (WAP): Vesmír musí mať vlastnosti, ktoré v ňom v určitom okamihu umožňujú existenciu života.

Silný antropický princíp je vysoko kontroverzný. V niektorých ohľadoch, keďže existujeme, nie je to nič iné ako len pravdivosť. Avšak vo svojej kontroverznej knihe z roku 1986 Kozmologický antropický princíp, fyzici John Barrow a Frank Tipler tvrdia, že „musí“ nie je len fakt založený na pozorovaní v našom vesmíre, ale skôr základná požiadavka na existenciu akéhokoľvek vesmíru. Tento kontroverzný argument vo veľkej miere zakladajú na kvantovej fyzike a Participatívny antropický princíp (PAP) navrhol fyzik John Archibald Wheeler.

Ak si myslíte, že nemohli byť kontroverznejší ako toto, Barrow a Tipler idú oveľa ďalej ako Carter (alebo dokonca (Tvrdí Wheeler), ktorý tvrdí, že má veľmi malú dôveryhodnosť vo vedeckej komunite ako základnú podmienku vesmír:

Záverečný antropický princíp (FAP): Vo vesmíre musí dôjsť k inteligentnému spracovaniu informácií a akonáhle dôjde k jeho vzniku, nikdy nezomrie.

Skutočne neexistuje vedecké opodstatnenie pre presvedčenie, že konečný antropický princíp má nejaký vedecký význam. Väčšina z nich verí, že ide skôr o teologické tvrdenie oblečené do nejasne vedeckého oblečenia. Napriek tomu si myslím, že ako druh „inteligentného spracovania informácií“ by nemuselo byť na škodu udržať naše prsty na tomto... aspoň dovtedy, kým nevyvineme inteligentné stroje, a potom predpokladám, že aj FAP by mohol umožniť apokalypsu robota.

Ako je uvedené vyššie, slabé a silné verzie antropického princípu sú v určitom zmysle skutočne pravdy o našej pozícii vo vesmíre. Pretože vieme, že existujeme, môžeme na základe týchto vedomostí urobiť určité konkrétne tvrdenia o vesmíre (alebo aspoň o našom regióne vesmíru). Myslím si, že nasledujúci citát dobre zhŕňa odôvodnenie tohto postoja:

„Je zrejmé, že keď bytosti na planéte, ktorá podporuje život, skúmajú svet okolo seba, sú povinní zistiť, že ich prostredie spĺňa podmienky, ktoré potrebujú, aby existovali.

Je možné zmeniť toto posledné vyhlásenie na vedecký princíp: Naša samotná existencia ukladá pravidlá určujúce, odkiaľ a kedy je možné pozorovať vesmír. To znamená, že skutočnosť, že sme, obmedzuje vlastnosti prostredia, v ktorom sa nachádzame. Táto zásada sa nazýva slabá antropická zásada... Lepším pojmom ako „antropický princíp“ by bol „výberový princíp“, pretože tento princíp sa týka toho, ako naše vlastné vedomosti o naša existencia ukladá pravidlá, ktoré vyberajú zo všetkých možných prostredí iba tie prostredia, ktorých vlastnosti to umožňujú život. " -- Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Veľký dizajn

Kľúčovou úlohou antropického princípu v kozmológii je pomôcť vysvetliť, prečo má náš vesmír vlastnosti, ktoré má. Bolo to tak, že kozmológovia skutočne verili, že objavia nejaký základný majetok, ktorý stanoví jedinečné hodnoty, ktoré pozorujeme v našom vesmíre... ale toto sa nestalo. Namiesto toho sa ukazuje, že vo vesmíre existuje množstvo hodnôt, ktoré podľa všetkého vyžadujú, aby náš vesmír fungoval tak, ako to robí, veľmi úzky, špecifický rozsah. Toto sa stalo známym problémom jemného doladenia v tom, že je problémom vysvetliť, ako sú tieto hodnoty doladené pre ľudský život.

Carterov antropický princíp umožňuje širokú škálu teoreticky možných vesmírov, z ktorých každý obsahuje rôzne fyzikálne vlastnosti a naše patria k (relatívne) malému množstvu tých, ktoré by umožnili človeku life. Toto je základný dôvod, prečo fyzici veria, že existuje pravdepodobne viac vesmírov. (Pozri náš článok: "Prečo existuje viac vesmírov?")

Toto zdôvodnenie sa stalo veľmi obľúbeným nielen medzi kozmológmi, ale aj medzi fyzikmi, ktorí sa na ňom podieľajú teória strún. Fyzici zistili, že existuje toľko možných variantov teórie strún (možno až 10)⁵⁰⁰, čo naozaj zmýšľa... dokonca aj mysle strunových teoretikov!), že niektorí, najmä Leonard Susskind, začali zaujímať názor, že existuje obrovské množstvo teória strún, čo vedie k mnohým vesmírom a antropické zdôvodnenie by sa malo uplatňovať pri hodnotení vedeckých teórií týkajúcich sa nášho miesta v tejto krajine.

Jeden z najlepších príkladov antropického zdôvodnenia prišiel, keď ho Stephen Weinberg použil na predpovedanie očakávanej hodnoty kozmologická konštanta a získal výsledok, ktorý predpovedal malú, ale pozitívnu hodnotu, ktorá nezodpovedala očakávaniam deň. O takmer desať rokov neskôr, keď fyzici zistili, že expanzia vesmíru sa zrýchľovala, si Weinberg uvedomil, že jeho skoršie antropické uvažovanie bolo na mieste:

"... Krátko po objavení nášho zrýchľujúceho sa vesmíru fyzik Stephen Weinberg navrhol na základe argumentu, ktorý sa rozvinul o viac ako desať rokov skôr - pred objavením temná energia-To... možno, že hodnota kozmologickej konštanty, ktorú dnes merame, bola nejakým spôsobom vybraná „antropicky“. To znamená, že ak by nejako existovalo veľa vesmírov, v každom vesmíre by hodnota energie prázdneho priestoru vybrala náhodne vybranú hodnotu na základe určitej pravdepodobnosti. rozdelenie medzi všetky možné energie, potom iba v tých vesmíroch, v ktorých hodnota nie je taká odlišná od toho, čo meráme, by život, ako vieme, bolo schopné vyvíjať... Inak povedané, nie je príliš prekvapujúce, keď zistíme, že žijeme vo vesmíre, v ktorom môžeme žiť! “ - Lawrence M. Krauss,

Kritici antropického princípu naozaj nemajú nedostatok. V dvoch veľmi populárnych kritikách teórie strún, Lee Smolin's Problémy s fyzikou a Peter Woit's Ani zlé, antropický princíp sa uvádza ako jeden z hlavných bodov sporu.

Kritici tvrdia, že antropický princíp je niečo ako dodge, pretože to prehodnocuje otázku, ktorú sa veda bežne pýta. Namiesto toho, aby hľadali konkrétne hodnoty a dôvod, prečo sú tieto hodnoty také, aké sú namiesto toho umožňuje celý rozsah hodnôt, pokiaľ sú v súlade s už známym cieľom vyplývať. O tomto prístupe je niečo zásadne znepokojujúce.