Какво е антропичният принцип?

Най- антропичен принцип е убеждението, че ако приемем човешкия живот като дадено условие на Вселената, учените могат да използват това като отправна точка за извличане на очакваните свойства на Вселената като последователни с създаването на човека живот. Това е принцип, който има важна роля в космологията, по-специално в опитите да се справим с очевидната фина настройка на Вселената.

Фразата "антропичен принцип" е предложена за първи път през 1973 г. от австралийския физик Брандън Картър. Той предложи това на 500-годишнината от рождението на Николай Коперник, като контраст на Коперничански принцип което се разглежда като демодиращо човечеството от всякакъв вид привилегировано положение във Вселената.

Картър мисли, че хората имат а централен положение във Вселената. Принципът на Коперник все още е бил непокътнат. (По този начин терминът "антропичен", който означава "свързан с човечеството или с периода на съществуване на човека", е някак злополучен, като един от цитатите по-долу посочва.) Вместо това Картър е имал предвид, че фактът на човешкия живот е доказателство, което само по себе си не може да бъде напълно намалена. Както каза той, „Въпреки че нашата ситуация не е непременно централна, тя неизбежно е привилегирована за някои степен. "Правейки това, Картър наистина постави под въпрос неоснователна последица от Коперника принцип.

Преди Коперник стандартната гледна точка беше, че Земята е специално място, като се подчинява по същество различни физически закони от всички останали на Вселената - небето, звездите, другите планети, и т.н. С решението, че Земята не е коренно различна, беше съвсем естествено да се приеме обратното: Всички региони на Вселената са идентични.

Разбира се, можем да си представим много вселени, които имат физически свойства, които не позволяват човешкото съществуване. Например, може би Вселената може да се е образувала така, че електромагнитното отблъскване да е по-силно от привличането на силното ядрено взаимодействие? В този случай протоните биха се разпънали един друг, вместо да се свързват заедно в атомно ядро. Атомите, както ги познаваме, никога не биха се образували... и по този начин няма живот! (Поне така, както го знаем.)

Как науката може да обясни, че нашата Вселена не е такава? Е, според Картър, самият факт, че можем да зададем въпроса, означава, че очевидно не можем да бъдем в тази вселена... или всяка друга вселена, която ни прави невъзможно да съществува. Онези други вселени бих могъл са се образували, но не бихме били там, за да зададем въпроса.

Картър представи два варианта на антропния принцип, които са усъвършенствани и модифицирани много през годините. Формулировката на двата принципа по-долу е моя, но мисля, че улавя ключовите елементи на основните формулировки:

• Слаб антропичен принцип (WAP): Наблюдаваните научни ценности трябва да могат да позволят там да съществува поне един регион на Вселената, който има физически свойства, позволяващи на хората да съществуват, а ние съществуваме в този регион.
• Силен антропичен принцип (WAP): Вселената трябва да има свойства, които позволяват животът да съществува в нея в даден момент.

Силният антропичен принцип е силно противоречив. По някакъв начин, тъй като ние съществуваме, това се превръща в нищо повече от тройство. Въпреки това, в тяхната противоречива книга от 1986 г. Космологичният антропичен принцип, физиците Джон Бароу и Франк Типлер твърдят, че „трябва“ не е само факт, основан на наблюдението в нашата Вселена, а по-скоро основно изискване за съществуването на всяка вселена. Те базират този спорен аргумент до голяма степен върху квантовата физика и Антропичен принцип на участието (PAP) предложен от физика Джон Арчибалд Уилър.

Ако смятате, че не биха могли да станат по-противоречиви от това, Бароу и Типлер отиват много по-далеч от Картър (или дори Уилър), отправяйки твърдение, което има много малка достоверност в научната общност като основно условие на вселена:

Краен антропичен принцип (FAP): Интелигентната обработка на информация трябва да възникне във Вселената и след като се появи, тя никога няма да изчезне.

Наистина няма научно основание да се смята, че Финалният антропичен принцип има някакво научно значение. Повечето вярват, че е малко повече от теологично твърдение, облечено в неясни научни облекла. И все пак, като "интелигентен вид обработка на информация", предполагам, че може да не навреди да държим пръстите си кръстосани върху този... поне докато не разработим интелигентни машини и тогава предполагам, че дори FAP може да позволи апокалипсис на робот.

Както беше посочено по-горе, слабите и силни версии на антропния принцип в някакъв смисъл са наистина верни точки относно нашето положение във Вселената. Тъй като знаем, че съществуваме, можем да отправим определени специфични твърдения за Вселената (или поне нашия регион на Вселената) въз основа на това знание. Мисля, че следният цитат добре обобщава обосновката на тази позиция:

„Очевидно е, че когато съществата на планета, която поддържа живота, изследват света около тях, те са длъжни да установят, че средата им удовлетворява условията, които изискват да съществуват.

Възможно е това последно твърдение да се превърне в научен принцип: Самото ни съществуване налага правила, определящи от къде и по кое време е възможно да наблюдаваме Вселената. Тоест фактът на нашето битие ограничава характеристиките на вида среда, в която се намираме. Този принцип се нарича слаб антропичен принцип... По-добър термин от „антропичен принцип“ би бил „принцип на подбор“, защото принципът се отнася до това как собствените ни познания за нашето съществуване налага правила, които избират от цялата възможна среда само онези среди с характеристиките, които позволяват живот ". -- Стивън Хоукинг & Леонард Млодинов, Големият дизайн

Ключовата роля на антропния принцип в космологията е да помага да се обясни защо нашата Вселена има свойствата, които притежава. Някога космолозите наистина вярваха, че ще открият някакво основно свойство, което определя уникалните ценности, които наблюдаваме във нашата вселена... но това не се е случило. Вместо това се оказва, че във Вселената има най-различни стойности, които изглежда изискват много тесен, специфичен диапазон, за да може нашата Вселена да функционира по начина, по който го прави. Това стана известно като проблем с фината настройка, тъй като е проблем да се обясни как тези стойности са така фино настроени за човешкия живот.

Антропичният принцип на Картър позволява широк спектър от теоретично възможни вселени, всяка от които съдържа различни физически свойства, а нашето принадлежи към (сравнително) малкия набор от тях, който би позволил на човека живот. Това е основната причина, поради която физиците смятат, че има много вселени. (Вижте нашата статия: "Защо има множество вселени?")

Това разсъждение стана много популярно сред не само космолозите, но и физиците, участващи в него теория на струните. Физиците откриха, че има толкова много възможни варианти на теория на струните (може би до 10⁵⁰⁰, което наистина размива ума... дори умовете на теоретиците на струните!), които някои, по-специално Леонард Сускинд, започнаха да възприемат гледната точка, че има огромно струнна теория пейзаж, което води до множество вселени и антропни разсъждения трябва да се прилага при оценката на научните теории, свързани с нашето място в този пейзаж.

Един от най-добрите примери за антропни разсъждения дойде, когато Стивън Уайнбърг го използва за прогнозиране на очакваната стойност на космологична константа и получи резултат, който предсказва малка, но положителна стойност, която не отговаря на очакванията на Денят. Близо десетилетие по-късно, когато физиците откриха, че разширяването на Вселената се ускорява, Вайнберг осъзнава, че по-ранните му антропни разсъждения са забелязани на:

"... Малко след откриването на нашата ускоряваща се вселена, физикът Стивън Уайнбърг предложи, въз основа на аргумент, който е разработил повече от десетилетие по-рано - преди откриването на тъмна енергия-че... може би стойността на космологичната константа, която измерваме днес, беше някак си „антропично“ избрана. Тоест, ако по някакъв начин е имало много вселени и във всяка вселена стойността на енергията на празното пространство е взела произволно избрана стойност въз основа на някаква вероятност разпределение между всички възможни енергии, тогава само в онези вселени, в които стойността не е толкова различна от това, което измерваме, животът, както знаем, би могъл да се развива... Казано по друг начин, не е твърде изненадващо да открием, че живеем във вселена, в която можем да живеем! " - Лорънс М. Краус,

Наистина няма недостиг на критици на антропния принцип. В две много популярни критики на теорията на струните, тази на Лий Смолин Проблемът с физиката и на Питър Уайт Дори грешно, антропичният принцип е цитиран като една от основните спорни точки.

Критиците правят валидно мнение, че антропичният принцип е нещо отклонение, защото преосмисля въпроса, който науката обикновено задава. Вместо да търсите конкретни стойности и причината, поради която тези ценности са такива, каквито са вместо това дава възможност за цял диапазон от стойности, стига да са в съответствие с вече известния край доведе. Има нещо коренно смущаващо в този подход.