Kaj je antropsko načelo?

The antropično načelo je prepričanje, da lahko znanstveniki, če jemljemo človeško življenje kot dano stanje vesolja, uporabljajo to kot izhodišče za pridobivanje pričakovanih lastnosti vesolja, ki so skladne z ustvarjanjem človeka življenje. Gre za načelo, ki ima pomembno vlogo v kozmologiji, zlasti pri poskusu soočanja z očitno natančno nastavitvijo vesolja.

Stavek "antropični princip" je prvič predlagal leta 1973 avstralski fizik Brandon Carter. To je predlagal ob 500-letnici rojstva Nikolaja Kopernika, v nasprotju s Kopernikov princip na katerega se šteje, da je človeštvo izgnal iz kakršnega koli privilegiranega položaja v vesolju.

Karter ni mislil, da ga imajo ljudje osrednja položaj v vesolju. Načelo Kopernika je bilo še vedno v bistvu nedotaknjeno. (Na ta način je izraz "antropičen", ki pomeni "povezan s človeštvom ali obdobjem človekovega obstoja", nekoliko nesrečen, kot je eden od spodnjih citatov Carter je imel v mislih samo to, da je dejstvo človeškega življenja dokaz, ki sam po sebi ne more biti popolnoma znižano. Kot je dejal, "Čeprav naše razmere niso nujno osrednje, so nekatere neizogibno privilegirane Carter je s tem resnično postavil pod vprašaj neutemeljeno posledico Kopernika načelo.

Pred Kopernikom je bilo običajno stališče, da je Zemlja posebno mesto, ki je temeljno spoštovalo drugačni fizični zakoni kot v vsem drugem vesolju - nebesa, zvezde, drugi planeti, itd. Z odločitvijo, da Zemlja ni bistveno drugačna, je bilo zelo naravno domnevati nasprotno: Vse regije vesolja so enake.

Seveda bi si lahko predstavljali veliko vesolja, ki imajo fizične lastnosti, ki človeškemu obstoju ne omogočajo. Mogoče je na primer vesolje nastalo tako, da je bilo elektromagnetno odbojnost močnejše od privlačnosti močne jedrske interakcije? V tem primeru bi se protoni med seboj potisnili narazen, namesto da bi se skupaj povezovali v atomsko jedro. Atomi, kot jih poznamo, ne bi nikoli nastali... in s tem nobenega življenja! (Vsaj kot vemo.)

Kako lahko znanost razloži, da naše vesolje ni takšno? No, dejstvo, da lahko postavimo vprašanje, Carter pravi, da očitno ne moremo biti v tem vesolju... ali katerega koli drugega vesolja, ki nam onemogoča obstoj. Ta druga vesolja bi lahko oblikovali, vendar nas ne bi bilo, da bi postavili vprašanje.

Carter je predstavil dve različici antropskega principa, ki sta bili skozi leta izpopolnjeni in spremenjeni. Besedilo obeh načel spodaj je po mojem mnenju, vendar mislim, da zajema ključne elemente glavnih formulacij:

• Šibko antropično načelo (WAP): Opazovane znanstvene vrednote morajo imeti možnost dovoliti, da obstaja vsaj eno območje vesolja, ki ima fizične lastnosti, ki človeku omogočajo, in znotraj te regije.
• Močno antropsko načelo (WAP): Vesolje mora imeti lastnosti, ki omogočajo, da v nekem trenutku obstaja življenje znotraj njega.

Močno antropsko načelo je zelo sporno. Ker obstajamo, na nek način to ne postane nič drugega kot truizem. Vendar pa v njihovi kontroverzni knjigi iz leta 1986 Kozmološko antropsko načelo, fiziki John Barrow in Frank Tipler trdijo, da "mora" ni samo dejstvo, ki temelji na opazovanju v našem vesolju, ampak je temeljna zahteva, da lahko obstaja vsako vesolje. Ta kontroverzni argument v veliki meri temeljijo na kvantni fiziki in Načelo sodelovalnega antropika (PAP) predlagal fizik John Archibald Wheeler.

Če mislite, da ne bi mogli biti bolj sporni od tega, Barrow in Tipler greta veliko dlje kot Carter (ali celo Wheeler) s trditvijo, ki ima zelo malo verodostojnosti v znanstveni skupnosti kot temeljni pogoj tega vesolje:

Končno antropsko načelo (FAP): Inteligentna obdelava informacij mora začeti obstajati v vesolju in ko bo enkrat obstajala, ne bo nikoli izumrla.

Resnično ni nobene znanstvene utemeljitve za domnevo, da ima Končni antropski princip kakršen koli znanstveni pomen. Večina verjame, da je malo več teološka trditev, oblečena v nejasna znanstvena oblačila. Kljub temu kot vrsta "inteligentne obdelave informacij" verjetno ne bi škodovala, da bi se na tem držali prsti... vsaj dokler ne razvijemo inteligentnih strojev, potem pa predvidevam, da celo FAP morda omogoča apokalipso robota.

Kot rečeno zgoraj, so šibke in močne različice antropičnega načela v nekem smislu resnično verodostojne o našem položaju v vesolju. Ker vemo, da obstajamo, lahko na podlagi tega znanja postavimo določene posebne trditve o vesolju (ali vsaj o naši regiji vesolja). Menim, da naslednji citat dobro povzema utemeljitev tega stališča:

"Očitno, ko bitja na planetu, ki podpira življenje, pregledajo svet okoli sebe, bodo morali ugotoviti, da njihovo okolje izpolnjuje pogoje, ki jih potrebujejo za obstoj.

To zadnjo trditev je mogoče spremeniti v znanstveno načelo: Že sam obstoj nam vsiljuje pravila, ki določajo, od kod in ob katerem času lahko opazujemo vesolje. To pomeni, da dejstvo našega bivanja omejuje značilnosti okolja, v katerem smo se znašli. Temu načelu pravimo šibko antropsko načelo... Boljši izraz kot "antropično načelo" bi bil "izbirno načelo", ker se načelo nanaša na to, kako naše znanje o naš obstoj nam vsiljuje pravila, ki od vseh možnih okolij izberejo samo tista okolja z lastnostmi, ki to omogočajo življenje. " -- Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Grand Design

Ključna vloga antropskega načela v kozmologiji je pomagati razložiti, zakaj ima naše vesolje lastnosti, ki jih ima. Včasih so kozmologi resnično verjeli, da bodo odkrili nekakšno temeljno lastnost, ki določa edinstvene vrednosti, ki jih opažamo v našem vesolju... vendar se to ni zgodilo. Namesto tega se izkaže, da obstajajo različne vrednosti v vesolju, za katere se zdi, da potrebujejo zelo ozko, specifično območje, da naše vesolje deluje tako, kot deluje. To je postalo znano kot težava z natančno nastavitvijo, saj je težava razložiti, kako so te vrednosti tako natančno prilagojene človeškemu življenju.

Carterjev antropski princip omogoča široko paleto teoretično možnih vesoljev, od katerih vsako vsebuje različne fizikalne lastnosti, naša pa spada med (relativno) majhen sklop le-teh, ki bi omogočil človeku življenje. To je temeljni razlog, za katerega fiziki verjamejo, da obstaja verjetno več vesoljev. (Oglejte si naš članek: "Zakaj obstaja več vesoljev?")

Ta sklep je postal zelo priljubljen med ne samo kozmologi, ampak tudi fiziki, ki sodelujejo pri tem teorija strun. Fiziki so ugotovili, da obstaja toliko možnih različic teorije strun (morda kar 10⁵⁰⁰, ki resnično preganja um... celo misli teoretikov strun!), ki jih nekateri, predvsem Leonard Susskind, so začeli sprejemati stališče, da je veliko teorija strun krajina, kar vodi v več vesoljev in antropsko sklepanje je treba uporabiti pri vrednotenju znanstvenih teorij, povezanih z našim krajem v tej pokrajini.

Eden najboljših primerov antropskega sklepanja je bil, ko ga je Stephen Weinberg uporabil za napovedovanje pričakovane vrednosti kozmološke konstante in dobil rezultat, ki je napovedoval majhno, vendar pozitivno vrednost, ki se ni ujemala s pričakovanji dan. Skoraj desetletje pozneje, ko so fiziki odkrili, da se širjenje vesolja pospešuje, je Weinberg spoznal, da je bilo njegovo zgodnejše antropično sklepanje opaženo na:

"... Kmalu po odkritju našega pospeševalnega vesolja je fizik Stephen Weinberg predlagal na podlagi trditve, ki jo je razvil več kot desetletje prej - pred odkritjem temna energija- to... morda so bile vrednosti kozmološke konstante, ki jo merimo danes, nekako »antropično« izbrane. To je, če je bilo nekako vesolje in je bilo v vsakem vesolju vrednost energije praznega prostora naključno izbrana vrednost, ki temelji na neki verjetnosti porazdelitev med vsemi možnimi energijami, potem samo v tistih vesoljih, v katerih vrednost ni tako različna od tiste, ki jo merimo, bi življenje, kot vemo, zmoglo razvijati se... Povedano drugače, ni presenetljivo, če ugotovimo, da živimo v vesolju, v katerem lahko živimo! " - Lawrence M. Krauss,

Kritikov antropičnega načela resnično ne primanjkuje. V dveh zelo priljubljenih kritikah teorije strun Lee Smolin's Težava s fiziko in Peter Woit's Niti narobe, antropsko načelo je navedeno kot eno od glavnih prerekanj.

Kritiki trdijo, da je antropično načelo nekaj posebnega pomena, saj ogroža vprašanje, ki ga običajno postavlja znanost. Namesto da bi iskali določene vrednote in razlog, zakaj so te vrednote takšne, kot so namesto tega omogoča celoten obseg vrednosti, če so skladne z že znanim koncem rezultat. Pri tem pristopu je nekaj bistveno motečega.