Mikä on antropinen periaate?

antropinen periaate on usko, että jos otamme ihmisen elämän tietyksi maailmankaikkeuden tilaksi, tutkijat voivat käyttää tätä nimellä lähtökohta universumin odotettujen ominaisuuksien saamiseksi johdonmukaisiksi ihmisen luomisen kanssa elämään. Se on periaate, jolla on tärkeä rooli kosmologiassa, erityisesti yritettäessä käsitellä maailmankaikkeuden ilmeistä hienosäätöä.

Ilmaus "antropinen periaate" ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1973 australialainen fyysikko Brandon Carter. Hän ehdotti tätä vuoden 2001 syntymisen 500 vuotta Nicolaus Copernicus, vastakohtana Kopernikalainen periaate sen katsotaan syrjäyttäneen ihmiskunnan kaikenlaisesta etuoikeutetusta asemasta maailmankaikkeudessa.

Nyt ei ole niin, että Carter ajatteli ihmisten olevan keskus- asema maailmankaikkeudessa. Kopernikalainen periaate oli edelleen periaatteessa ennallaan. (Tällä tavoin termi "antropinen", joka tarkoittaa "ihmisyyteen tai ihmisen olemassaoloaikaan liittyvää", on jonkin verran valitettavaa, kuten yksi alla olevista lainauksista osoittaa.) Sen sijaan Carter piti vain sitä, että ihmisen elämä on yksi todiste, jota ei sellaisenaan voida olla täysin diskontattu. Kuten hän sanoi: "Vaikka tilanteemme ei välttämättä ole keskeinen, se on väistämättä etuoikeutettu joillekin "Suorittamalla tämän, Carter todella kyseenalaisti Kopernikaanin perusteettoman seurauksen periaate.

Ennen Copernicusta yleinen näkemys oli, että Maa oli erityinen paikka, joka noudatti pohjimmiltaan erilaiset fyysiset lait kuin kaikki muu maailmankaikkeus - taivaat, tähdet, muut planeetat, jne. Päätöksen kanssa siitä, että maapallo ei ollut pohjimmiltaan erilainen, oli hyvin luonnollista olettaa päinvastaista: Kaikki maailmankaikkeuden alueet ovat identtiset.

Voisimme tietenkin kuvitella paljon universumeja, joilla on fyysisiä ominaisuuksia, jotka eivät salli ihmisen olemassaoloa. Ehkäpä maailmankaikkeus olisi voinut muodostua siten, että sähkömagneettinen heijastus oli voimakkaampaa kuin voimakkaan ydinvuorovaikutuksen vetovoima? Tässä tapauksessa protonit työntäisivät toisiaan toisistaan ​​sijasta, että ne sitoutuisivat yhteen ytimeen. Atomit, kuten tunnemme heidät, eivät koskaan muodostuisi... eikä siis elämää! (Ainakin sellaisena kuin me sen tiedämme.)

Kuinka tiede selittää, ettei maailmankaikkeus ole tällainen? Carterin mukaan se tosiasia, että voimme esittää kysymyksen, tarkoittaa sitä, että emme selvästikään voi olla tässä maailmankaikkeudessa... tai mikä tahansa muu maailmankaikkeus, joka tekee meille mahdottoman olemassaolon. Nuo muut universumit voisi ovat muodostuneet, mutta emme olisi siellä esittämättä kysymystä.

Carter esitti kaksi varianttia antropisesta periaatteesta, joita on hienostunut ja muunnettu paljon vuosien varrella. Seuraavien kahden periaatteen sanamuoto on oma, mutta mielestäni se kattaa tärkeimpien formulaatioiden keskeiset elementit:

• Heikko antropinen periaate (WAP): Havaittujen tieteellisten arvojen on voitava antaa olla olemassa ainakin yksi maailmankaikkeuden alue, jolla on fysikaaliset ominaisuudet, jotka sallivat ihmisten olemassaolon, ja meillä on olemassa kyseisellä alueella.
• Vahva antropinen periaate (WAP): Universumilla on oltava ominaisuuksia, jotka sallivat elämän olemassaolon siinä jossain vaiheessa.

Vahva antropinen periaate on erittäin kiistanalainen. Joillakin tavoin, koska meitä on olemassa, tästä tulee muuta kuin truismia. Kuitenkin heidän kiistanalaisessa 1986 kirjassaan Kosmologinen antropinen periaate, fyysikot John Barrow ja Frank Tipler väittävät, että "pakko" ei ole vain tosiasia, joka perustuu havaintoihin maailmankaikkeudessamme, vaan pikemminkin perustavanlaatuinen vaatimus minkä tahansa maailmankaikkeuden olemassaololle. He perustavat tämän kiistanalaisen väitteen suurelta osin kvantfysiikkaan ja Osallistuva antropinen periaate (PAP) ehdotti fyysikko John Archibald Wheeler.

Jos luulet, etteivät he pääseneet kiistanalaisempiin, Barrow ja Tipler menevät paljon pidemmälle kuin Carter (tai jopa Wheeler) esittämällä väitteen, jolla on hyvin vähän uskottavuutta tiedeyhteisössä maailmankaikkeus:

Lopullinen antropinen periaate (FAP): Älykkään tietojenkäsittelyn on oltava olemassa maailmankaikkeudessa, ja kun se syntyy, se ei koskaan kuole.

Ei todellakaan ole tieteellistä perustetta uskoa, että lopullisella antroppisella periaatteella on tieteellistä merkitystä. Useimpien mielestä se on vähän enemmän teologista väitettä, joka on puettu epämääräisesti tieteellisiin vaatteisiin. Edelleen "älykkäänä tietojenkäsittelylajana" luulen, että ei ehkä ole haittaa pitää sormemme ristissä tämän... ainakin siihen asti, kunnes kehitämme älykkäitä koneita, ja sitten luulen, että jopa FAP sallii robotin apokalypsin.

Kuten edellä todettiin, antropisen periaatteen heikot ja vahvat versiot ovat jossain mielessä todella truismeja asemastamme maailmankaikkeudessa. Koska tiedämme olemassa olevan, voimme esittää tietyn perusteella erityisiä väitteitä maailmankaikkeudesta (tai ainakin maailmankaikkeuden alueestamme). Mielestäni seuraava tarjous tiivistää tämän kannan perusteet:

"On selvää, että kun elämää tukevan planeetan olennot tutkivat ympäröivää maailmaa, heidän on pakko todeta, että heidän ympäristönsä täyttää olemassaolon edellyttämät ehdot.

Viimeisimmästä lausunnosta on mahdollista muuttaa tieteellinen periaate: olemassaolomme asettaa säännöt siitä, mistä ja milloin meillä on mahdollisuus tarkkailla maailmankaikkeutta. Toisin sanoen se, että olemme, rajoittaa sellaisen ympäristön ominaisuuksia, jossa olemme. Tätä periaatetta kutsutaan heikoksi antropiseksi periaatteeksi... Parempi termi kuin "antropinen periaate" olisi ollut "valintaperiaate", koska periaate viittaa siihen, kuinka oma tietomme olemassaolomme asettaa sääntöjä, jotka valitsevat kaikista mahdollisista ympäristöistä vain sellaiset ympäristöt, joilla on ominaisuudet, jotka sallivat elämä." -- Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Suuri muotoilu

Antropologisen periaatteen keskeinen rooli kosmologiassa on auttaa selittämään miksi universumillamme on ominaisuudet, joita sillä on. Aikaisemmin kosmologit uskoivat todella löytävänsä jonkinlaisen perusominaisuuden, joka asettaa ainutlaatuiset arvot, joita havaitsemme maailmankaikkeudessa... mutta tätä ei ole tapahtunut. Sen sijaan käy ilmi, että maailmankaikkeudessa on erilaisia ​​arvoja, jotka näyttävät tarvitsevan erittäin kapean, erityisen alueen, jotta universumimme toimisi samalla tavalla kuin se toimii. Tästä on tullut hienosäätöongelma, koska on ongelma selittää, kuinka nämä arvot on hienosäädetty ihmisten elämää varten.

Carterin antropinen periaate mahdollistaa laajan valikoiman teoreettisesti mahdollisia maailmankaikkeuksia, joista kukin sisältää erilaisia ​​fysikaalisia ominaisuuksia, ja meidän omamme kuuluu (suhteellisen) pieneen joukkoon niistä, jotka mahdollistaisivat ihmisen elämään. Tämä on perusta, jonka vuoksi fyysikot uskovat, että universumeja on todennäköisesti useita. (Katso artikkeli: "Miksi siellä on useita maailmankaikkeuksia?")

Tästä päättelystä on tullut erittäin suosittu paitsi kosmologit, myös fyysikot säieteoria. Fyysikot ovat havainneet, että jousuteoriasta on niin monia mahdollisia variantteja (ehkä jopa 10)⁵⁰⁰, joka todella hämmentää mieltä... jopa joustavien teoreetikkojen mielet!) että jotkut etenkin Leonard Susskind, ovat alkaneet omaksua näkemyksen, että olemassa on laaja joustoteorian maisema, joka johtaa useaan universumiin, ja antropisia päättelyjä olisi käytettävä arvioidessamme tieteellisiä teorioita, jotka liittyvät paikkaamme tässä maisemassa.

Yksi parhaimmista esimerkkeistä antropisesta päättelystä tuli, kun Stephen Weinberg käytti sitä ennustamaan kosmologinen vakio ja sai tuloksen, joka ennusti pienen, mutta positiivisen arvon, joka ei sopinut odotuksiin päivä. Lähes vuosikymmentä myöhemmin, kun fyysikot havaitsivat maailmankaikkeuden laajentumisen kiihtyvän, Weinberg tajusi, että hänen aikaisemmat antropiset päätteensä olivat olleet paikalla:

"... Pian sen jälkeen, kun kiihtyvä universumimme oli löydetty, fyysikko Stephen Weinberg ehdotti väitteensä perusteella, jonka hän oli kehittänyt yli kymmenen vuotta aikaisemmin - ennen kuin tumma energia-että... Ehkä tänään mitatun kosmologisen vakion arvo valittiin jotenkin "antropisesti". Eli jos jollain tapaa oli monia maailmankaikkeuksia, ja jokaisessa maailmankaikkeudessa tyhjän tilan energian arvo otti satunnaisesti valitun arvon, joka perustuu tiettyyn todennäköisyyteen jakautuminen kaikkien mahdollisten energioiden kesken, silloin vain niissä universumeissa, joissa arvo ei ole niin erilainen kuin mitattaisiin, elämä eläisi, koska tiedämme sen kykenevän kehittyä... Toisin sanoen, ei ole liian yllättävää huomata, että elämme universumissa, jossa voimme elää! " - Lawrence M. Krauss,

Antropisen periaatteen kritiikoista ei todellakaan ole pulaa. Kahdessa erittäin suositussa joustoteorian kritiikissä Lee Smolin's Fysiikan ongelmat ja Peter Woitin Ei edes väärässä, antropiaalista periaatetta mainitaan yhtenä tärkeimmistä kiistakysymyksistä.

Kriitikot tosin väittävät, että antropinen periaate on välte, koska se muotoilee uudelleen kysymyksen, jota tiede yleensä kysyy. Sen sijaan, että etsitään tiettyjä arvoja ja syytä, miksi nuo arvot ovat sellaisia, mitä ne ovat, se sen sijaan sallii koko arvoalueen, kunhan ne ovat jo tunnetun lopun mukaisia tulos. Tässä lähestymistavassa on jotain perustavanlaatuista järkytystä.