Что такое антропный принцип?

антропный принцип есть вера в то, что, если мы примем человеческую жизнь как данное состояние вселенной, ученые могут использовать это как отправная точка для получения ожидаемых свойств вселенной, как в соответствии с созданием человека жизнь. Это принцип, который играет важную роль в космологии, особенно в попытках справиться с очевидной тонкой настройкой вселенной.

Фраза «антропный принцип» была впервые предложена в 1973 году австралийским физиком Брэндоном Картером. Он предложил это к 500-летию со дня рождения Николай Коперникв отличие от Принцип Коперника Считается, что он разжаловал человечество с любого привилегированного положения во вселенной.

Это не значит, что Картер думал, что люди центральный положение во вселенной. Принцип Коперника все еще был в основном не нарушен. (Таким образом, термин «антропный», что означает «относящийся к человечеству или периоду существования человека», несколько неудачен, поскольку одна из цитат ниже указывает.) Вместо этого Картер имел в виду лишь то, что факт человеческой жизни является одним из доказательств, которые сами по себе не могут быть полностью со скидкой. По его словам, «хотя наша ситуация не обязательно является центральной, она неизбежно является привилегированной для некоторых степень. "Делая это, Картер действительно поставил под сомнение необоснованные последствия Коперника принцип.

До Коперника стандартная точка зрения состояла в том, что Земля была особым местом, подчиняясь фундаментально другие физические законы, чем у всей остальной вселенной - небеса, звезды, другие планеты, и т.п. С решением о том, что Земля принципиально не отличается, было вполне естественно предположить обратное: Все регионы вселенной идентичны.

Конечно, мы могли бы представить себе множество вселенных, обладающих физическими свойствами, которые не допускают человеческого существования. Например, может быть, вселенная могла сформироваться так, чтобы электромагнитное отталкивание было сильнее притяжения сильного ядерного взаимодействия? В этом случае протоны раздвигают друг друга, а не соединяются в атомное ядро. Атомы, какими мы их знаем, никогда не сформируются... а значит нет жизни! (По крайней мере, так, как мы это знаем.)

Как наука может объяснить, что наша вселенная не такая? Ну, согласно Картеру, сам факт того, что мы можем задать вопрос, означает, что мы, очевидно, не можем быть в этой вселенной... или любая другая вселенная, которая делает невозможным для нас существование. Эти другие вселенные мог сформировались, но мы не были бы там, чтобы задать вопрос.

Картер представил два варианта антропного принципа, которые были усовершенствованы и изменены за многие годы. Формулировка двух принципов ниже - моя собственная, но я думаю, что она отражает ключевые элементы основных формулировок:

• Слабый антропный принцип (WAP): Наблюдаемые научные ценности должны позволять существовать, по крайней мере, одному региону вселенной, обладающему физическими свойствами, позволяющими существовать людям, и мы существуем в этом регионе.
• Сильный антропный принцип (WAP): У вселенной должны быть свойства, которые позволяют жизни существовать в ней в некоторый момент.

Сильный антропный принцип весьма спорен. В некотором смысле, поскольку мы существуем, это становится не чем иным, как трюизмом. Однако в их противоречивой книге 1986 года Космологический антропный принципфизики Джон Барроу и Фрэнк Типлер утверждают, что «необходимость» - это не просто факт, основанный на наблюдении в нашей вселенной, а скорее фундаментальное требование существования любой вселенной. Они основывают этот спорный аргумент в основном на квантовой физике и Принцип участия человека (PAP) предложенный физиком Джоном Арчибальдом Уилером.

Если вы думаете, что они не могли стать более спорным, чем это, Барроу и Типлер идут намного дальше, чем Картер (или даже Уилер), утверждая, что в научном сообществе очень мало доверия вселенная:

Финальный антропный принцип (ФАП): Интеллектуальная обработка информации должна появиться во Вселенной, и, как только она появится, она никогда не умрет.

На самом деле нет никаких научных оснований полагать, что Заключительный антропный принцип имеет какое-либо научное значение. Большинство полагает, что это немного больше теологического утверждения, одетого в неопределенно научную одежду. Тем не менее, как «интеллектуальная обработка информации», я полагаю, не помешало бы скрестить пальцы на этом... по крайней мере, до тех пор, пока мы не разработаем интеллектуальные машины, а затем я полагаю, что даже FAP может позволить апокалипсис робота.

Как указывалось выше, слабые и сильные версии антропного принципа в некотором смысле являются истинными истинами в отношении нашего положения во вселенной. Поскольку мы знаем, что мы существуем, мы можем сделать определенные конкретные заявления о вселенной (или, по крайней мере, о нашем регионе вселенной), основываясь на этом знании. Я думаю, что следующая цитата хорошо суммирует обоснование этой позиции:

«Очевидно, что когда существа на планете, поддерживающей жизнь, исследуют окружающий их мир, они обязательно обнаруживают, что их окружение удовлетворяет условиям, которые им необходимы для существования.

Это последнее утверждение можно превратить в научный принцип: само наше существование налагает правила, определяющие, откуда и в какое время мы можем наблюдать вселенную. То есть факт нашего существования ограничивает характеристики среды, в которой мы находимся. Этот принцип называется слабым антропным принципом... Лучшим термином, чем «антропный принцип», был бы «принцип отбора», потому что этот принцип относится к тому, как наши собственные знания о наше существование навязывает правила, которые выбирают из всей возможной среды только те среды с характеристиками, которые позволяют жизнь «. -- Стивен Хокинг & Леонард Млодинов, Гранд Дизайн

Ключевая роль антропного принципа в космологии заключается в том, чтобы помочь объяснить, почему наша вселенная обладает свойствами, которыми она обладает. Раньше космологи действительно верили, что они обнаружат какое-то фундаментальное свойство, которое устанавливает уникальные ценности, которые мы наблюдаем в нашей вселенной... но этого не произошло. Вместо этого оказывается, что во вселенной существует множество ценностей, которые, похоже, требуют очень узкого, специфического диапазона для нашей вселенной, чтобы функционировать так, как она это делает. Это стало известно как проблема тонкой настройки, потому что это проблема объяснить, как эти значения так точно настроены для человеческой жизни.

Антропный принцип Картера допускает широкий круг теоретически возможных вселенных, каждая из которых содержит различные физические свойства, и наши принадлежат к (относительно) небольшому набору их, которые позволили бы жизнь. Это основная причина, по которой физики считают, что существует множество вселенных. (Смотрите нашу статью: «Почему существует множество вселенных?")

Это рассуждение стало очень популярным среди не только космологов, но и физиков, занимающихся теория струн. Физики обнаружили, что существует очень много возможных вариантов теории струн (возможно, до 10⁵⁰⁰, который действительно поражает воображение... даже умы теоретиков струн!), что некоторые, особенно Леонард Сусскинд, начали принимать точку зрения, что существует огромный пейзаж теории струн, что приводит к множеству вселенных и антропных рассуждений должны применяться при оценке научных теорий, связанных с нашим местом в этом ландшафте.

Один из лучших примеров антропных рассуждений пришел, когда Стивен Вайнберг использовал его, чтобы предсказать ожидаемое значение космологическая константа и получил результат, который предсказал небольшое, но положительное значение, которое не соответствовало ожиданиям день. Спустя почти десятилетие, когда физики обнаружили, что расширение Вселенной ускоряется, Вайнберг понял, что его ранние антропные рассуждения были сосредоточены на:

"... Вскоре после открытия нашей ускоряющейся вселенной физик Стивен Вайнберг предложил, основываясь на аргументе, который он разработал более десяти лет назад - до открытия темная энергия-тот... возможно, значение космологической постоянной, которую мы измеряем сегодня, было каким-то образом «антропно» выбрано. То есть, если каким-то образом было много вселенных, и в каждой вселенной значение энергии пустого пространства приняло случайно выбранное значение, основанное на некоторой вероятности Распределение между всеми возможными энергиями, тогда только в тех вселенных, в которых значение не настолько отличается от того, что мы измеряем, будет жизнь, как мы знаем, она сможет развиваться... Иными словами, неудивительно, что мы живем во вселенной, в которой мы можем жить! " - Лоуренс М. Краусс,

Там действительно нет недостатка в критиках антропного принципа. В двух очень популярных критических статьях теории струн Ли Смолина Беда с физикой и Питер Войт Даже не такантропный принцип упоминается в качестве одного из основных спорных вопросов.

Критики действительно подтверждают, что антропный принцип является чем-то вроде уловки, потому что он отражает вопрос, который обычно задает наука. Вместо того, чтобы искать конкретные значения и причину, по которой эти ценности такие, какие они есть, вместо этого учитывает весь диапазон значений, если они согласуются с уже известным концом результат. В этом подходе есть нечто принципиально тревожное.