Co je antropický princip?

antropický princip je přesvědčení, že pokud vezmeme lidský život jako danou podmínku vesmíru, vědci to mohou použít jako výchozí bod k odvození očekávaných vlastností vesmíru jako souladu s vytvářením člověka život. Je to princip, který má důležitou roli v kosmologii, konkrétně ve snaze vypořádat se se zjevným doladěním vesmíru.

Frázi „antropický princip“ poprvé navrhl australský fyzik Brandon Carter v roce 1973. Navrhl to k 500. výročí narození Nicolaus Copernicus, na rozdíl od Kopernikův princip na to se pohlíží jako na to, že degradovalo lidstvo z jakéhokoli privilegovaného postavení ve vesmíru.

Teď to není to, co si Carter myslel, že lidé mají centrální pozice ve vesmíru. Kopernikův princip byl v podstatě nedotčen. (Tímto způsobem je termín „antropický“, který znamená „vztahující se k lidstvu nebo období existence člověka“, poněkud nešťastný, jako jedna z citací níže naznačuje.) Místo toho měla Carter na mysli pouze to, že skutečnost lidského života je jedním z důkazů, který sám o sobě nemůže být zcela zlevněné. Jak řekl: „Ačkoli naše situace není nutně ústřední, je pro některé nevyhnutelně privilegovaná „Tímto způsobem Carter opravdu zpochybnil nepodložený důsledek Koperníka zásada.

Před Copernicusem bylo standardní stanovisko, že Země je zvláštní místo a zásadně se poslouchá jiné fyzikální zákony než celý vesmír - nebe, hvězdy, ostatní planety, atd. S rozhodnutím, že Země se zásadně neliší, bylo velmi přirozené předpokládat opak: Všechny oblasti vesmíru jsou totožné.

Samozřejmě bychom si mohli představit mnoho vesmírů, které mají fyzikální vlastnosti, které neumožňují lidskou existenci. Například, možná by se vesmír mohl vytvořit tak, že elektromagnetické odpuzování bylo silnější než přitažlivost silné jaderné interakce? V tomto případě by se protony vzájemně tlačily, místo aby se spojily do atomového jádra. Atomy, jak je známe, by se nikdy nevytvořily... a tedy žádný život! (Alespoň jak to víme.)

Jak může věda vysvětlit, že náš vesmír není takový? Podle Cartera samotná skutečnost, že se můžeme na něco zeptat, znamená, že v tomto vesmíru samozřejmě nemůžeme být... nebo jakýkoli jiný vesmír, který nám znemožňuje existenci. Ty ostatní vesmíry mohl vytvořili, ale my bychom tam nebyli, abychom si položili otázku.

Carter představil dvě varianty antropického principu, které se v průběhu let hodně upravovaly a upravovaly. Znění těchto dvou principů je mé vlastní, ale myslím, že zachycuje klíčové prvky hlavních formulací:

• Slabý antropický princip (WAP): Pozorované vědecké hodnoty musí být schopny umožnit existenci alespoň jedné oblasti vesmíru, která má fyzikální vlastnosti umožňující existenci lidí, a my v této oblasti existujeme.
• Silný antropický princip (WAP): Vesmír musí mít vlastnosti, které v něm v určitém okamžiku umožňují život.

Silný antropický princip je vysoce kontroverzní. V některých ohledech, protože existuje, se to nestane ničím jiným než truismem. Ve své kontroverzní knize z roku 1986 Kosmologický antropický princip, fyzici John Barrow a Frank Tipler tvrdí, že „musí“ není jen fakt založený na pozorování v našem vesmíru, ale spíše základní požadavek na existenci jakéhokoli vesmíru. Zakládají tento kontroverzní argument z velké části na kvantové fyzice a Participativní antropický princip (PAP) navrhl fyzik John Archibald Wheeler.

Pokud si myslíte, že nemohli být kontroverznější než tohle, Barrow a Tipler jdou mnohem dále než Carter (nebo dokonce Wheeler), který tvrdí, že má velmi malou věrohodnost ve vědecké komunitě jako základní podmínku EU vesmír:

Závěrečný antropický princip (FAP): Ve vesmíru musí vzniknout inteligentní zpracování informací a jakmile vznikne, nikdy nezemře.

Ve skutečnosti neexistuje žádné vědecké ospravedlnění pro přesvědčení, že Final Antropic Princip má nějaký vědecký význam. Většina lidí věří, že jde o teologický požadavek oblečený do nejasného vědeckého oblečení. Přesto, jako druh „inteligentního zpracování informací“, myslím, že by nemohlo být na škodu držet naše prsty na tomto... alespoň dokud nevyvíjíme inteligentní stroje, a pak předpokládám, že i FAP možná umožní robotickou apokalypsu.

Jak je uvedeno výše, slabé a silné verze antropického principu jsou v jistém smyslu skutečně truismy o naší pozici ve vesmíru. Protože víme, že existujeme, můžeme na základě těchto znalostí učinit určité konkrétní nároky na vesmír (nebo alespoň na náš region vesmíru). Myslím, že následující citace dobře shrnuje zdůvodnění tohoto postoje:

„Je zřejmé, že když bytosti na planetě, která podporuje život, zkoumají svět kolem sebe, musí zjistit, že jejich prostředí splňuje podmínky, které potřebují k existenci.

Je možné proměnit toto poslední prohlášení v vědecký princip: Naše samotná existence ukládá pravidla určující, odkud a kdy je možné pozorovat vesmír. To znamená, že naše bytí omezuje vlastnosti takového prostředí, ve kterém se nacházíme. Tento princip se nazývá slabý antropický princip... Lepším termínem než „antropický princip“ by byl „výběrový princip“, protože tento princip odkazuje na to, jak naše vlastní znalost naše existence ukládá pravidla, která vybírají ze všech možných prostředí pouze ta prostředí, jejichž vlastnosti to umožňují život." -- Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Velký design

Klíčovou úlohou antropického principu v kosmologii je pomáhat poskytovat vysvětlení, proč má náš vesmír vlastnosti, které má. Bylo to tak, že kosmologové skutečně věřili, že objeví nějaký druh základní vlastnosti, která stanoví jedinečné hodnoty, které pozorujeme v našem vesmíru... ale toto se nestalo. Místo toho se ukáže, že ve vesmíru existuje celá řada hodnot, které zřejmě vyžadují velmi úzký, specifický rozsah, aby náš vesmír fungoval tak, jak funguje. Toto se stalo známým jako problém jemného doladění v tom, že je problém vysvětlit, jak jsou tyto hodnoty tak jemně vyladěny pro lidský život.

Carterův antropický princip umožňuje širokou škálu teoreticky možných vesmírů, z nichž každý obsahuje různé fyzikální vlastnosti a naše patří k (relativně) malému souboru, který by umožňoval člověka život. To je základní důvod, proč fyzici věří, že existuje pravděpodobně mnoho vesmírů. (Viz náš článek: "Proč existuje více vesmírů?")

Toto zdůvodnění se stalo velmi populární nejen mezi kosmology, ale také mezi fyziky zapojenými do teorie strun. Fyzici zjistili, že existuje tolik možných variant teorie strun (možná až 10)⁵⁰⁰, který opravdu zamyšlí mysl... dokonce i mysl strunných teoretiků!) Leonard Susskind, začali přijímat názor, že existuje obrovské množství teorie řetězce strun, což vede k mnoha vesmírům a antropické uvažování by mělo být použito při hodnocení vědeckých teorií souvisejících s naším místem v této krajině.

Jeden z nejlepších příkladů antropického uvažování přišel, když ho Stephen Weinberg použil k předpovídání očekávané hodnoty kosmologická konstanta a získal výsledek, který předpovídal malou, ale pozitivní hodnotu, která neodpovídala očekáváním den. Téměř o deset let později, když fyzikové zjistili, že se expanze vesmíru zrychluje, si Weinberg uvědomil, že jeho dřívější antropické uvažování bylo na místě:

"... Krátce po objevení našeho zrychlujícího se vesmíru fyzik Stephen Weinberg navrhl na základě argumentu, který vyvinul o více než deset let dříve - před objevením temná energie-že... možná hodnota kosmologické konstanty, kterou dnes měříme, byla nějakým způsobem vybrána „antropicky“. To znamená, že kdyby nějak existovalo mnoho vesmírů, v každém vesmíru byla hodnota energie prázdného prostoru náhodně vybraná hodnota založená na nějaké pravděpodobnosti rozdělení mezi všechny možné energie, pak pouze v těch vesmírech, v nichž hodnota není tak odlišná od toho, co měříme, bude život, jak víme, že je schopen rozvíjet se... Jinými slovy, není příliš překvapivé, když zjistíme, že žijeme ve vesmíru, v němž můžeme žít! “ - Lawrence M. Krauss,

Kritici antropického principu opravdu nemají. Ve dvou velmi populárních kritikách teorie strun, Lee Smolin's Problémy s fyzikou a Petera Woita Ani špatně, antropický princip je citován jako jeden z hlavních bodů sporu.

Kritici přece platně poukazují na to, že antropický princip je něco jako dodge, protože to mění otázku, kterou se věda normálně ptá. Namísto hledání konkrétních hodnot a důvodu, proč jsou tyto hodnoty tím, čím jsou, jsou místo toho umožňuje celou škálu hodnot, pokud jsou v souladu s již známým koncem výsledek. O tomto přístupu je něco zásadně znepokojujícího.