Kas yra antropinis principas?

Visatos istorijos laiko juosta. (2009 m. birželis). NASA / WMAP mokslo komanda





The antropinis principas yra įsitikinimas, kad jei laikysime žmogaus gyvybę tam tikra visatos sąlyga, mokslininkai gali tai panaudoti kaip atspirties tašką, kad gautų numatomas visatos savybes, atitinkančias žmogaus gyvybės kūrimą. Tai principas, turintis svarbų vaidmenį kosmologijoje, ypač bandant susidoroti su akivaizdžiu visatos koregavimu.

Antropinio principo kilmė

Pirmą kartą frazę „antropinis principas“ 1973 m. pasiūlė australų fizikas Brandonas Carteris. Jis tai pasiūlė per 500-ąsias gimimo metines Nikolajus Kopernikas , kaip kontrastas Koperniko principas manoma, kad tai pažemino žmoniją nuo bet kokios privilegijuotos padėties visatoje.



Dabar ne tai, kad Carteris manė, kad žmonės turi centrinis padėtis visatoje. Koperniko principas iš esmės vis dar buvo nepaliestas. (Tokiu būdu terminas „antropinis“, reiškiantis „susijęs su žmonija arba žmogaus egzistavimo laikotarpiu“, yra šiek tiek apgailėtinas, kaip rodo viena iš toliau pateiktų citatų.) Vietoj to, Carteris turėjo omenyje tik tai, kad faktas žmogaus gyvybė yra vienas iš įrodymų, kurių negalima visiškai atmesti. Kaip jis sakė: „Nors mūsų padėtis nebūtinai yra pagrindinė, ji neišvengiamai tam tikru mastu yra privilegijuota“. Tai darydamas Carteris iš tikrųjų suabejojo ​​nepagrįsta Koperniko principo pasekme.

Iki Koperniko buvo laikomasi standartinio požiūrio, kad Žemė yra ypatinga vieta, paklūstanti iš esmės skirtingiems fiziniams dėsniams nei visa kita visata – dangus, žvaigždės, kitos planetos ir tt. Nusprendus, kad Žemė iš esmės nėra kitaip, buvo labai natūralu manyti priešingai: Visi visatos regionai yra vienodi .



Žinoma, galėtume įsivaizduoti daugybę visatų, turinčių fizinių savybių, kurios neleidžia žmogui egzistuoti. Pavyzdžiui, galbūt visata galėjo susiformuoti taip, kad elektromagnetinis atstūmimas būtų stipresnis nei stiprios branduolinės sąveikos trauka? Tokiu atveju protonai išstumtų vienas kitą, o ne susijungtų į atomo branduolį. Atomai, kaip mes juos žinome, niekada nesusiformuotų... taigi ir gyvybės! (Bent jau taip, kaip mes tai žinome.)

Kaip mokslas gali paaiškinti, kad mūsų visata nėra tokia? Na, pasak Carterio, pats faktas, kad galime užduoti klausimą, reiškia, kad akivaizdžiai negalime būti šioje visatoje... ar bet kurioje kitoje visatoje, dėl kurios mums neįmanoma egzistuoti. Tos kitos visatos galėtų susiformavo, bet mes nebūtume ten, kad galėtume užduoti klausimo.

Antropinio principo variantai

Carteris pristatė du antropinio principo variantus, kurie bėgant metams buvo daug tobulinami ir modifikuoti. Toliau pateiktų dviejų principų formuluotės yra mano pačios, tačiau manau, kad apima pagrindinius pagrindinių formuluočių elementus:

    Silpnas antropinis principas (WAP):Pastebimos mokslinės vertybės turi leisti egzistuoti bent vienam visatos regionui, turinčiam fizinių savybių, leidžiančių egzistuoti žmonėms, ir mes egzistuojame tame regione.Stiprus antropinis principas (WAP):Visata turi turėti savybių, leidžiančių tam tikru momentu joje egzistuoti gyvybei.

Stiprus antropinis principas yra labai prieštaringas. Kai kuriais atžvilgiais, kadangi mes egzistuojame, tai tampa tik truizmu. Tačiau jų prieštaringai vertinamoje 1986 m Kosmologinis antropinis principas , fizikai Johnas Barrowas ir Frankas Tipleris teigia, kad „privalumas“ yra ne tik faktas, pagrįstas stebėjimu mūsų visatoje, bet ir esminis reikalavimas, kad visata egzistuotų. Šį prieštaringą argumentą jie daugiausia grindžia kvantine fizika ir Dalyvavimo antropinis principas (PAP) pasiūlė fizikas Johnas Archibaldas Wheeleris.



Prieštaringa intarpa – paskutinis antropinis principas

Jei manote, kad jie negali būti labiau prieštaringi, Barrow ir Tipleris žengia daug toliau nei Carteris (ar net Wheeleris), pareikšdami teiginį, kuris mokslinėje bendruomenėje yra labai mažai patikimas kaip pagrindinė visatos sąlyga:

Galutinis antropinis principas (FAP): Visatoje turi atsirasti protingas informacijos apdorojimas ir, atsiradęs, jis niekada neišnyks.

Tikrai nėra jokio mokslinio pagrindimo manyti, kad galutinis antropinis principas turi kokią nors mokslinę reikšmę. Dauguma mano, kad tai yra šiek tiek daugiau teologinis teiginys, apsirengęs neaiškiai moksliniais drabužiais. Vis dėlto, kaip „protingai informacijos apdorojimo“ rūšiai, manau, gali nepakenkti laikyti kumščius šiai rūšiai... bent jau tol, kol sukursime išmaniąsias mašinas, o tada, manau, net FAP gali leisti roboto apokalipsei. .



Antropinio principo pagrindimas

Kaip minėta aukščiau, silpnosios ir stipriosios antropinio principo versijos tam tikra prasme yra tikrovės apie mūsų padėtį visatoje. Kadangi žinome, kad egzistuojame, remdamiesi šiomis žiniomis galime pateikti tam tikrus konkrečius teiginius apie visatą (ar bent jau mūsų visatos regioną). Manau, kad ši citata gerai apibendrina šios pozicijos pagrindimą:

„Akivaizdu, kad kai būtybės planetoje, kuri palaiko gyvybę, tyrinėja juos supantį pasaulį, jos privalo pastebėti, kad jų aplinka tenkina joms reikalingas sąlygas.
Paskutinįjį teiginį galima paversti moksliniu principu: pati mūsų egzistencija nustato taisykles, lemiančias, iš kur ir kuriuo metu galime stebėti visatą. Tai reiškia, kad mūsų buvimo faktas apriboja aplinkos, kurioje atsiduriame, savybes. Tas principas vadinamas silpnu antropiniu principu... Geresnis terminas nei „antropinis principas“ būtų buvęs „atrankos principas“, nes šis principas reiškia, kaip mūsų pačių žinios apie mūsų egzistavimą nustato taisykles, kurios atrenka iš visų galimų. aplinka, tik ta aplinka, kurios savybės leidžia gyventi“. -- Stephenas Hawkingas ir Leonardas Mlodinovas, Didysis dizainas

Antropinis principas veikiant

Pagrindinis antropinio principo vaidmuo kosmologijoje yra padėti paaiškinti, kodėl mūsų visata turi tokias savybes, kokias ji turi. Anksčiau kosmologai tikrai tikėjo, kad atras kažkokią esminę savybę, kuri nustato unikalias vertybes, kurias stebime mūsų visatoje... bet taip neatsitiko. Atvirkščiai, paaiškėja, kad visatoje yra įvairių vertybių, kurioms, regis, reikalingas labai siauras, specifinis diapazonas, kad mūsų visata veiktų taip, kaip veikia. Tai tapo žinoma kaip koregavimo problema, nes tai yra problema paaiškinti, kaip šios vertybės yra taip tiksliai suderintos su žmogaus gyvenimu.



Carterio antropinis principas leidžia sukurti daugybę teoriškai įmanomų visatų, kurių kiekviena turi skirtingas fizines savybes, o mūsų priklauso (palyginti) mažam jų rinkiniui, kuris leistų gyventi žmogaus gyvenime. Tai yra pagrindinė priežastis, kodėl fizikai mano, kad tikriausiai yra kelios visatos. (Žr. mūsų straipsnį: ' Kodėl egzistuoja kelios visatos? ')

Šis samprotavimas tapo labai populiarus ne tik tarp kosmologų, bet ir su juo susijusių fizikų stygų teorija . Fizikai nustatė, kad yra tiek daug galimų stygų teorijos variantų (galbūt net 10500, kuris tikrai sujaukia protą... net stygų teoretikų protus!), kad kai kurie, ypač Leonardas Susskindas , pradėjo laikytis požiūrio, kad yra daug stygų teorijos peizažas , kuris veda į daugybę visatų, o antropiniai samprotavimai turėtų būti taikomi vertinant mokslines teorijas, susijusias su mūsų vieta šiame kraštovaizdyje.



Vienas geriausių antropinių samprotavimų pavyzdžių buvo, kai Stephenas Weinbergas jį panaudojo numatydamas numatomą kosmologinės konstantos vertę ir gavo rezultatą, numatantį nedidelę, bet teigiamą reikšmę, kuri neatitiko tos dienos lūkesčių. Beveik po dešimtmečio, kai fizikai atrado, kad visatos plėtimasis vis spartėja, Weinbergas suprato, kad jo ankstesni antropiniai samprotavimai buvo teisingi:

„... Netrukus po to, kai buvo atrasta mūsų greitėjanti visata, fizikas Stephenas Weinbergas pasiūlė, remdamasis argumentu, kurį jis sukūrė daugiau nei prieš dešimtmetį – prieš atrandant tamsioji energija – kad... galbūt kosmologinės konstantos, kurią šiandien matuojame, reikšmė buvo kažkaip „antropiškai“ parinkta. Tai yra, jei kažkaip būtų daug visatų ir kiekvienoje visatoje tuščios erdvės energijos vertė būtų atsitiktinai pasirinkta, remiantis tam tikru tikimybių pasiskirstymu tarp visų įmanomų energijų, tai tik tose visatose, kuriose vertė nėra tokia skirtinga. Iš to, ką mes matuojame, gyvenimas, kaip mes ją žinome, galėtų vystytis... Kitaip tariant, nenuostabu pastebėti, kad gyvename visatoje, kurioje galime gyventi! -- Lawrence'as M. Kraussas,

Antropinio principo kritika

Antropinio principo kritikų tikrai netrūksta. Dviejose labai populiariose stygų teorijos kritikose Lee Smolin's Bėdos su fizika ir Peteris Woit's Net Neteisinga , antropinis principas minimas kaip vienas iš pagrindinių ginčų.

Kritikai teigia, kad antropinis principas yra kažkoks išsisukinėjimas, nes jis perfrazuoja klausimą, kurį paprastai užduoda mokslas. Užuot ieškoję konkrečių verčių ir priežasties, kodėl tos vertės yra tokios, kokios yra, ji leidžia naudoti visą verčių diapazoną, jei jos atitinka jau žinomą galutinį rezultatą. Šiame požiūryje yra kažkas iš esmės nerimą keliančių.