Care este principiul antropic?

principiu antropic este credința că, dacă luăm viața umană ca o condiție dată a universului, oamenii de știință pot folosi acest lucru ca atare punctul de plecare pentru a obține proprietățile așteptate ale universului ca fiind consecvent cu crearea de om viaţă. Este un principiu care are un rol important în cosmologie, în special în încercarea de a face față cu aparenta reglare a universului.

Expresia „principiu antropic” a fost propusă pentru prima dată în 1973 de fizicianul australian Brandon Carter. El a propus acest lucru la aniversarea a 500 de ani de la nașterea Nicolaus Copernic, în contrast cu Principiul copernican care este privit ca a retras umanitatea din orice fel de poziție privilegiată în univers.

Acum, nu este că Carter credea că oamenii au un central poziție în univers. Principiul copernican era încă practic intact. (În acest fel, termenul „antropic”, care înseamnă „legătură cu omenirea sau cu perioada existenței omului”, este oarecum nefericit, ca unul dintre citatele de mai jos indică.) În schimb, ceea ce Carter a avut în minte a fost doar faptul că faptul vieții umane este o dovadă care nu poate, în sine și în sine, să fie complet actualizate. După cum a spus, „Deși situația noastră nu este neapărat centrală, este inevitabil privilegiată pentru unii „Facând acest lucru, Carter a pus într-adevăr în discuție o consecință nefondată a copernicanului principiu.

Înainte de Copernic, punctul de vedere standard era că Pământul era un loc special, ascultând fundamental legi fizice diferite decât restul universului - cerurile, stelele, celelalte planete, etc. Cu decizia că Pământul nu a fost fundamental diferit, a fost foarte firesc să presupunem contrariul: Toate regiunile universului sunt identice.

Desigur, ne-am putea imagina o mulțime de universuri care au proprietăți fizice care nu permit existența umană. De exemplu, poate universul s-ar fi putut forma astfel încât repulsia electromagnetică să fie mai puternică decât atracția interacțiunii nucleare puternice? În acest caz, protonii s-ar împinge reciproc în loc să se lege împreună într-un nucleu atomic. Atomii, așa cum îi știm, nu s-ar forma niciodată... și astfel nici viață! (Cel puțin așa o știm.)

Cum poate știința să explice că universul nostru nu este așa? Ei bine, potrivit lui Carter, însăși faptul că putem pune întrebarea înseamnă că, în mod evident, nu putem fi în acest univers... sau orice alt univers care face imposibilă existența noastră. Acele alte universuri ar putea ne-am format, dar nu am fi acolo să punem întrebarea.

Carter a prezentat două variante ale principiului antropic, care au fost rafinate și modificate de-a lungul anilor. Formularea celor două principii de mai jos este a mea, dar cred că surprinde elementele cheie ale principalelor formulări:

• Principiul antropic slab (WAP): Valorile științifice observate trebuie să poată permite existența a cel puțin unei regiuni a universului care are proprietăți fizice care permit oamenilor să existe, iar noi existăm în acea regiune.
• Principiul antropic puternic (WAP): Universul trebuie să aibă proprietăți care să permită vieții să existe într-un moment dat.

Principiul antropic puternic este foarte controversat. În unele moduri, de vreme ce noi existăm, acest lucru nu devine altceva decât un truism. Cu toate acestea, în controversata lor carte din 1986 Principiul antropic cosmologic, fizicienii John Barrow și Frank Tipler susțin că „trebuie” nu este doar un fapt bazat pe observația din universul nostru, ci mai degrabă o cerință fundamentală pentru existența oricărui univers. Ei bazează acest argument controversat în mare parte pe fizica cuantică și Principiul antropic participativ (PAP) propus de fizicianul John Archibald Wheeler.

Dacă credeți că nu ar putea ajunge mai controversate decât aceasta, Barrow și Tipler merg mult mai departe decât Carter (sau chiar Wheeler), făcând o cerere care are o credibilitate foarte mică în comunitatea științifică ca o condiție fundamentală a univers:

Principiul antropic final (FAP): Prelucrarea inteligentă a informațiilor trebuie să apară în Univers și, odată ce va intra în existență, nu va dispărea niciodată.

Nu există nicio justificare științifică pentru a crede că Principiul Antropic Final are vreo semnificație științifică. Cei mai mulți cred că este puțin mai mult o afirmație teologică îmbrăcată în haine științifice vag. Totuși, ca specie de „procesare inteligentă a informațiilor”, presupun că ar putea să nu ne doară să ne menținem degetele încrucișate pe acesta... cel puțin până când dezvoltăm mașini inteligente, și atunci presupun că chiar și FAP-ul ar putea permite o apocalipsă robot.

După cum am spus mai sus, versiunile slabe și puternice ale principiului antropic sunt, într-un anumit sens, truisme cu adevărat despre poziția noastră în univers. De vreme ce știm că existăm, putem face anumite afirmații specifice despre univers (sau cel puțin regiunea noastră din univers) pe baza acestei cunoștințe. Cred că următorul citat rezumă bine justificarea acestei poziții:

„Evident, atunci când ființele de pe o planetă care susține viața examinează lumea din jurul lor, sunt obligate să constate că mediul lor satisface condițiile pe care trebuie să le existe.

Este posibil să transformăm acea ultimă afirmație într-un principiu științific: existența noastră însăși impune reguli care determină de unde și la ce oră este posibil să observăm universul. Adică faptul că ființa noastră restricționează caracteristicile tipului de mediu în care ne regăsim. Acest principiu se numește principiul antropic slab... Un termen mai bun decât „principiul antropic” ar fi fost „principiul selecției”, deoarece principiul se referă la modul în care cunoașterea noastră existența noastră impune reguli care selectează, din tot mediul posibil, numai acele medii cu caracteristicile care permit viaţă." -- Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Marele design

Rolul cheie al principiului antropic în cosmologie este acela de a ajuta la oferirea unei explicații pentru ce universul nostru are proprietățile pe care le face. Se simțea că cosmologii credeau cu adevărat că vor descoperi un fel de proprietate fundamentală care stabilește valorile unice pe care le observăm în universul nostru... dar acest lucru nu s-a întâmplat. În schimb, se dovedește că există o varietate de valori în univers care par să necesite o gamă foarte îngustă, specifică, pentru ca universul nostru să funcționeze așa cum o face. Aceasta a devenit cunoscută sub numele de problema de reglare fină, prin faptul că este o problemă pentru a explica modul în care aceste valori sunt atât de fin ajustate pentru viața umană.

Principiul antropic al lui Carter permite o gamă largă de universuri teoretic posibile, fiecare conținând proprietăți fizice diferite, iar a noastră aparține setului relativ relativ mic care ar permite omului viaţă. Acesta este motivul fundamental pentru care fizicienii cred că există probabil mai multe universuri. (Vezi articolul nostru: "De ce există mai multe universuri?")

Acest raționament a devenit foarte popular printre nu numai cosmologii, ci și fizicienii implicați teoria corzilor. Fizicienii au descoperit că există atât de multe variante posibile ale teoriei coardelor (poate 10⁵⁰⁰, care într-adevăr zdruncine mintea... chiar mintea teoreticienilor de coarde!) că unii, în special Leonard Susskind, au început să adopte punctul de vedere că există o vastă peisaj teoria coardelor, ceea ce duce la multiple universuri și raționamente antropice ar trebui aplicate în evaluarea teoriilor științifice legate de locul nostru în acest peisaj.

Unul dintre cele mai bune exemple de raționament antropic a venit atunci când Stephen Weinberg l-a folosit pentru a prezice valoarea așteptată a constantă cosmologică și a obținut un rezultat care a prezis o valoare mică, dar pozitivă, care nu se potrivește cu așteptările ziua. Aproape un deceniu mai târziu, când fizicienii au descoperit că expansiunea universului se accelera, Weinberg și-a dat seama că raționamentul său antropic anterior fusese vizibil:

"... La scurt timp după descoperirea universului nostru accelerat, fizicianul Stephen Weinberg a propus, pe baza unui argument pe care l-a dezvoltat cu mai bine de un deceniu mai devreme - înainte de descoperirea energie întunecată-acea... poate că valoarea constantei cosmologice pe care o măsurăm astăzi au fost cumva selectate „antropic”. Adică, dacă cumva au existat multe universuri, iar în fiecare univers, valoarea energiei spațiului gol a luat o valoare aleasă aleatoriu, bazată pe o oarecare probabilitate distribuirea între toate energiile posibile, apoi numai în acele universuri în care valoarea nu este atât de diferită de ceea ce măsurăm ar fi viața așa cum știm că ar putea evolua... Altfel spus, nu este prea surprinzător să aflăm că trăim într-un univers în care putem trăi! " - Lawrence M. Krauss,

Chiar nu lipsesc criticii principiului antropic. În două critici foarte populare ale teoriei de coarde, a lui Lee Smolin Problema cu fizica și a lui Peter Woit Nici măcar greșit, principiul antropic este citat drept unul dintre punctele principale ale contenției.

Criticii pun în valoare că principiul antropic este ceva de obstrucție, pentru că reface întrebarea pe care o pune în mod normal știința. În loc să cauți valori specifice și motivul pentru care aceste valori sunt ceea ce sunt în schimb, permite o întreagă gamă de valori atâta timp cât acestea sunt în concordanță cu un final deja cunoscut rezultat. Există ceva fundamental neliniștitor în această abordare.