Kas ir antropiskais princips?

Visuma vēstures laika skala. (2009. gada jūnijs). NASA / WMAP zinātnes komanda

The antropiskais princips ir pārliecība, ka, ja mēs uztveram cilvēka dzīvību kā noteiktu Visuma stāvokli, zinātnieki to var izmantot kā sākumpunktu, lai iegūtu paredzamās Visuma īpašības, kas atbilst cilvēka dzīvības radīšanai. Tas ir princips, kam ir svarīga loma kosmoloģijā, īpaši mēģinot tikt galā ar visuma šķietamo precizēšanu.

Antropiskā principa izcelsme

Frāzi 'antropiskais princips' 1973. gadā pirmo reizi ierosināja Austrālijas fiziķis Brendons Kārters. Viņš to ierosināja 500. dzimšanas gadadienā Nikolajs Koperniks , kā kontrasts ar Kopernika princips tiek uzskatīts, ka tas ir pazeminājis cilvēci no jebkāda veida priviliģētas pozīcijas Visumā.

Nav tā, ka Kārters domāja, ka cilvēkiem ir centrālais pozīcija Visumā. Kopernika princips pamatā joprojām bija neskarts. (Tādā veidā termins 'antropisks', kas nozīmē 'attiecas uz cilvēci vai cilvēka pastāvēšanas periodu', ir nedaudz neveiksmīgs, kā norāda viens no zemāk esošajiem citātiem.) Tā vietā Kārters domāja tikai to, ka fakts cilvēka dzīvība ir viens no pierādījumiem, ko nevar pilnībā ignorēt. Kā viņš teica: 'Lai gan mūsu situācija ne vienmēr ir centrālā, tā neizbēgami zināmā mērā ir priviliģēta.' To darot, Kārters patiešām apšaubīja Kopernika principa nepamatotās sekas.

Pirms Kopernika standarta uzskats bija tāds, ka Zeme ir īpaša vieta, kas pakļaujas būtiski atšķirīgiem fizikālajiem likumiem nekā viss pārējais Visums - debesis, zvaigznes, citas planētas utt. Ar lēmumu, ka Zeme nav fundamentāli atšķirīgi, bija ļoti dabiski pieņemt pretējo: Visi Visuma reģioni ir identiski .

Mēs, protams, varētu iedomāties daudzus Visumus, kuriem ir tādas fiziskas īpašības, kas nepieļauj cilvēka eksistenci. Piemēram, varbūt Visums varēja izveidoties tā, ka elektromagnētiskā atgrūšanās bija spēcīgāka par spēcīgās kodolenerģijas mijiedarbības pievilcību? Šajā gadījumā protoni izstumtu viens otru, nevis savienotos kopā atoma kodolā. Atomi, kā mēs tos pazīstam, nekad neveidotos ... un līdz ar to dzīvība! (Vismaz tā, kā mēs to zinām.)

Kā zinātne var izskaidrot, ka mūsu Visums nav tāds? Nu, saskaņā ar Kārtera teikto, pats fakts, ka mēs varam uzdot jautājumu, nozīmē, ka mēs acīmredzami nevaram atrasties šajā Visumā ... vai jebkurā citā Visumā, kas padara neiespējamu mūsu pastāvēšanu. Tie citi Visumi varētu ir izveidojušies, taču mēs nebūtu tur, lai uzdotu jautājumu.

Antropiskā principa varianti

Kārters iepazīstināja ar diviem antropiskā principa variantiem, kas gadu gaitā ir daudz pilnveidoti un pārveidoti. Divu tālāk minēto principu formulējums ir mans, bet es domāju, ka tajā ir ietverti galveno formulējumu galvenie elementi.

Vājš antropiskais princips (WAP):Novērotajām zinātniskajām vērtībām ir jāspēj pastāvēt vismaz vienam Visuma reģionam, kam ir fiziskas īpašības, kas ļauj eksistēt cilvēkiem, un mēs esam šajā reģionā.Spēcīgs antropiskais princips (WAP):Visumam ir jābūt īpašībām, kas ļauj tajā kādā brīdī pastāvēt dzīvībai.

Spēcīgais antropiskais princips ir ļoti pretrunīgs. Dažos veidos, tā kā mēs pastāvam, tas kļūst tikai par patiesību. Tomēr savā pretrunīgajā 1986. gada grāmatā Kosmoloģiskais antropiskais princips , fiziķi Džons Barovs un Frenks Tiplers apgalvo, ka “obligāti” nav tikai fakts, kas balstīts uz novērojumiem mūsu Visumā, bet gan pamatprasība jebkura Visuma pastāvēšanai. Viņi pamato šo strīdīgo argumentu galvenokārt uz kvantu fiziku un Līdzdalības antropiskais princips (PAP) ierosināja fiziķis Džons Arčibalds Vīlers.

Pretrunīga starpspēle — pēdējais antropiskais princips

Ja jūs domājat, ka viņi nevar kļūt par strīdīgākiem par šo, Barovs un Tiplers iet daudz tālāk nekā Kārters (vai pat Vīlers), izvirzot apgalvojumu, kas zinātnieku aprindās ir ļoti maz ticams kā Visuma pamatnosacījums:

Galīgais antropiskais princips (FAP): Visumā ir jārodas inteliģentai informācijas apstrādei, un, tiklīdz tā sāks pastāvēt, tā nekad neizmirs.

Patiesībā nav zinātniska pamatojuma uzskatīt, ka galīgajam antropiskajam principam ir kāda zinātniska nozīme. Lielākā daļa uzskata, ka tas ir nedaudz vairāk par teoloģisku apgalvojumu, kas ietērpts neskaidri zinātniskā apģērbā. Tomēr, kā “inteliģentas informācijas apstrādes” sugai, es domāju, ka varētu nenākt par ļaunu turēt īkšķus par šo... vismaz līdz brīdim, kad mēs izstrādāsim viedas mašīnas, un tad es domāju, ka pat FAP varētu pieļaut robotu apokalipsi. .

Antropiskā principa attaisnošana

Kā minēts iepriekš, antropiskā principa vājās un spēcīgās versijas savā ziņā patiešām ir patiesas patiesības par mūsu stāvokli Visumā. Tā kā mēs zinām, ka esam, mēs varam izvirzīt noteiktus konkrētus apgalvojumus par Visumu (vai vismaz mūsu Visuma reģionu), pamatojoties uz šīm zināšanām. Es domāju, ka šāds citāts labi apkopo šīs nostājas pamatojumu:

'Acīmredzot, kad būtnes uz planētas, kas atbalsta dzīvību, pārbauda apkārtējo pasauli, tām noteikti ir jāatklāj, ka viņu vide atbilst nosacījumiem, kas viņiem nepieciešami, lai pastāvētu.

Šo pēdējo apgalvojumu ir iespējams pārvērst par zinātnisku principu: mūsu eksistence uzliek noteikumus, kas nosaka, no kurienes un kurā laikā mēs varam novērot Visumu. Tas ir, mūsu esamības fakts ierobežo tās vides īpašības, kurā atrodamies. Šo principu sauc par vājo antropisko principu... Labāks termins nekā 'antropiskais princips' būtu bijis 'atlases princips', jo šis princips attiecas uz to, kā mūsu zināšanas par mūsu eksistenci nosaka noteikumus, kas izvēlas no visiem iespējamiem. vide, tikai tās vides ar īpašībām, kas pieļauj dzīvību. -- Stīvens Hokings un Leonards Mlodinovs, Lielais dizains

Antropiskais princips darbībā

Antropiskā principa galvenā loma kosmoloģijā ir palīdzēt izskaidrot, kāpēc mūsu Visumam ir tādas īpašības, kādas tam piemīt. Agrāk kosmologi patiešām ticēja, ka viņi atklās kaut kādu fundamentālu īpašību, kas nosaka unikālās vērtības, kuras mēs novērojam mūsu Visumā... bet tas nav noticis. Tā vietā izrādās, ka Visumā ir dažādas vērtības, kurām, šķiet, ir vajadzīgs ļoti šaurs, specifisks diapazons, lai mūsu Visums funkcionētu tā, kā tas darbojas. Tā ir kļuvusi pazīstama kā precizēšanas problēma, jo tā ir problēma, lai izskaidrotu, kā šīs vērtības ir tik smalki pielāgotas cilvēka dzīvei.

Kārtera antropiskais princips pieļauj plašu teorētiski iespējamo Visumu klāstu, katrs satur dažādas fizikālās īpašības, un mūsējais pieder pie (salīdzinoši) mazā to kopuma, kas ļautu dzīvot cilvēka dzīvē. Tas ir galvenais iemesls, kāpēc fiziķi uzskata, ka, iespējams, pastāv vairāki Visumi. (Skatiet mūsu rakstu: ' Kāpēc pastāv vairāki Visumi? ')

Šis arguments ir kļuvis ļoti populārs ne tikai kosmologu, bet arī tajā iesaistīto fiziķu vidū stīgu teorija . Fiziķi ir atklājuši, ka ir tik daudz iespējamo stīgu teorijas variantu (varbūt pat 10⁵⁰⁰, kas patiešām satriec prātu... pat stīgu teorētiķu prātus!), ka daži, īpaši Leonards Saskinds , ir sākuši pieņemt uzskatu, ka ir plašs stīgu teorijas ainava , kas noved pie vairākiem Visumiem, un, novērtējot zinātniskās teorijas, kas saistītas ar mūsu vietu šajā ainavā, ir jāpiemēro antropiskais spriešana.

Viens no labākajiem antropiskās spriešanas piemēriem bija, kad Stīvens Veinbergs to izmantoja, lai prognozētu kosmoloģiskās konstantes paredzamo vērtību, un ieguva rezultātu, kas paredzēja nelielu, bet pozitīvu vērtību, kas neatbilst šīs dienas cerībām. Gandrīz desmit gadus vēlāk, kad fiziķi atklāja, ka Visuma izplešanās paātrinās, Veinbergs saprata, ka viņa agrākā antropiskā spriešana ir bijusi aktuāla:

'... Neilgi pēc mūsu paātrinātā Visuma atklāšanas fiziķis Stīvens Veinbergs ierosināja, pamatojoties uz argumentu, ko viņš bija izstrādājis vairāk nekā desmit gadus iepriekš - pirms tumšā enerģija – ka... iespējams, kosmoloģiskās konstantes vērtība, ko mēs šodien mērām, ir kaut kā “antropiski” izvēlēta. Tas ir, ja kaut kādā veidā būtu daudz Visumu un katrā Visumā tukšās telpas enerģijas vērtība būtu nejauši izvēlēta, pamatojoties uz kādu varbūtības sadalījumu starp visām iespējamām enerģijām, tad tikai tajos Visumos, kuros vērtība nav tik atšķirīga No tā, ko mēs izmērām, dzīve, kādu mēs to zinām, varētu attīstīties... Citiem vārdiem sakot, nav pārāk pārsteidzoši konstatēt, ka mēs dzīvojam Visumā, kurā mēs varam dzīvot! -- Lorenss M. Krauss,

Antropiskā principa kritika

Antropiskā principa kritiķu patiešām netrūkst. Divās ļoti populārās stīgu teorijas kritikās Lī Smolina Problēmas ar fiziku un Pīters Vaits Pat nav nepareizi , antropiskais princips tiek minēts kā viens no galvenajiem strīdu punktiem.

Kritiķi patiešām norāda, ka antropiskais princips ir kaut kas tāds kā izvairīšanās, jo tas pārformulē jautājumu, ko zinātne parasti uzdod. Tā vietā, lai meklētu konkrētas vērtības un iemeslu, kāpēc šīs vērtības ir tādas, kādas tās ir, tā vietā tiek izmantots viss vērtību diapazons, ja vien tās atbilst jau zināmam gala rezultātam. Šajā pieejā ir kaut kas pamatīgi satraucošs.