Из этого можно извлечь полезную науку, но большая часть науки, которая упоминает об этом, совсем не такова.
“Голос внутри тебя
Это весь день шепчет, ‘Я чувствую, что это правильно для меня, Я знаю, что это неправильно». - Шел Сильверштейн
Вселенная имеет фундаментальные законы, которые мы наблюдаем. Кроме того, мы существуем и сделаны из вещей, из которых мы сделаны, подчиняясь тем же фундаментальным законам. И, следовательно, мы можем построить два очень простых утверждения, против которых было бы очень трудно возразить:
- Мы должны быть готовы принять во внимание тот факт, что наше положение во Вселенной обязательно является привилегированным в той мере, в какой оно совместимо с нашим существованием в качестве наблюдателей.
- Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы допускать создание в ней наблюдателей на каком-то этапе.
Эти два утверждения, впервые произнесенные физиком Брэндоном Картером в 1973 году, известны соответственно как Слабый антропный принцип и Сильный антропный принцип. Они просто отмечают, что мы существуем внутри этой Вселенной, которая имеет те же фундаментальные параметры, константы и законы, что и она. И наше существование является достаточным доказательством того, что Вселенная позволяет существам вроде нас появляться в ней.
Эти простые и очевидные факты на самом деле имеют большое значение. Это говорит нам о том, что наша Вселенная действительно существует с такими свойствами, которые разумный наблюдатель мог бы развить в ней. Это резко контрастирует со свойствами, несовместимыми с разумной жизнью, которая не может описать нашу Вселенную на том основании, что никто никогда не сможет ее наблюдать. То, что мы здесь, чтобы наблюдать за Вселенной , что мы активно участвуем в акте наблюдения - , подразумевает, что Вселенная устроена таким образом, чтобы допустить наше существование. В этом суть антропного принципа.
Это также позволяет нам сделать ряд законных научных заявлений и предсказаний о Вселенной. Тот факт, что мы являемся наблюдателями, состоящими из углерода, говорит нам о том, что Вселенная каким-то образом создала углерод, и привел Фреда Хойла к предсказанию, что возбужденное состояние ядра углерода-12 должно существовать при определенной энергии, чтобы три гелия-4 ядра могут сливаться в углерод-12 внутри звезд. Пять лет спустя физик-ядерщик Уилли Фаулер открыл и подтвердил как теоретическое состояние Хойла, так и механизм его формирования - «тройной альфа-процесс», что привело к пониманию того, как образовались тяжелые элементы во Вселенной. в звездах на протяжении всей истории Вселенной.
Вычисление того, каким должно быть значение энергии вакуума нашей Вселенной - энергии, присущей самому пустому пространству - , исходя из квантовой теории поля, дает абсурдное значение, которое слишком велико. Энергия пустого пространства определяет, насколько быстро растет скорость расширения Вселенной (или скорость ее сжатия, если она отрицательная); если бы оно было слишком высоким, мы бы никогда не смогли сформировать жизнь, планеты, звезды или даже сами молекулы и атомы. Учитывая, что Вселенная возникла вместе с галактиками, звездами, планетами и людьми на ней, значение энергии вакуума Вселенной, рассчитанное Стивеном Вайнбергом в 1987 году, должно быть не более чем в 10^-118 раз больше числа, которое дают нам наши наивные расчеты. Когда мы открыли темную энергию в 1998 году, мы впервые измерили это число и пришли к выводу, что оно в 10^-120 раз превышает наивное предсказание. Антропный принцип привел нас туда, где наша вычислительная мощь не сработала.
Тем не менее два первоначальных удивительно простых утверждения, Слабый и Сильный антропные принципы, были настолько неправильно истолкованы, что теперь они обычно используются для оправдания нелогичных, ненаучных утверждений. Люди утверждают, что антропный принцип поддерживает мультивселенную; что антропный принцип свидетельствует о струнном ландшафте; что антропный принцип требует, чтобы у нас был большой газовый гигант, чтобы защитить нас от астероидов; что антропный принцип объясняет, почему мы находимся на таком расстоянии от галактического центра. Другими словами, люди используют антропный принцип, чтобы доказать, что Вселенная должна быть именно такой, какая она есть, потому что мы существуем такими, какие мы есть. И это не только неверно, это даже не то, что говорит антропный принцип.
Антропный принцип просто гласит, что мы, наблюдатели, существуем. И что мы существуем в этой Вселенной, и, следовательно, Вселенная существует таким образом, что позволяет появиться наблюдателям. Если вы установите законы физики так, что существование наблюдателей невозможно, то то, что вы установили, явно не описывает нашу Вселенную. Доказательства нашего существования означают, что Вселенная допускает наше существование, но это не значит, что Вселенная должна была разворачиваться именно таким образом. Это не значит, что наше существование обязательно. И это не значит, что Вселенная должна была породить нас именно такими, какие мы есть. Другими словами, вы не можете сказать: «Вселенная должна быть такой, какая она есть, потому что мы здесь». Это вовсе не антропология; это логическая ошибка. Так как же мы здесь оказались?
В 1986 году Джон Бэрроу и Фрэнк Типлер написали влиятельную книгу «Антропный космологический принцип», в которой они переформулировали принципы. Они заявили:
- Наблюдаемые значения всех физических и космологических величин не равновероятны, но они принимают значения, ограниченные требованием существования мест, где может развиваться углеродная жизнь, и требованием, чтобы Вселенная была старой достаточно, чтобы он уже сделал это.
- Вселенная должна обладать теми свойствами, которые позволяют жизни развиваться в ней на определенном этапе истории.
Итак, вместо «наше существование в качестве наблюдателей означает, что законы Вселенной должны быть такими, чтобы существование наблюдателей было возможно», мы получаем «Вселенная должна допускать существование разумной жизни на основе углерода и что Вселенные, в которых жизнь не развивается, запрещены. Барроу и Типлер идут дальше и предлагают альтернативные интерпретации, в том числе:
- Вселенная в том виде, в каком она существует, была создана с целью создания и поддержания наблюдателей.
- Наблюдатели необходимы для создания Вселенной.
- Для существования нашей Вселенной необходим ансамбль Вселенных с разными фундаментальными законами и константами.
Если последнее звучит как плохая интерпретация мультивселенной, то это потому, что все сценарии Бэрроу и Типлера основаны на плохой интерпретации самоочевидного принципа!
Это правда, что мы существуем в этой Вселенной, и что законы природы таковы, каковы они есть. Глядя на то, какие неизвестные могут быть ограничены фактом нашего существования, мы можем кое-что узнать о нашей Вселенной. В этом смысле антропный принцип имеет научную ценность! Но если вы начнете рассуждать о том, каковы отношения между человечеством, наблюдателями или другими рассуждениями post hoc ergo propter hoc, вы упускаете возможность по-настоящему понять Вселенную. Не поддавайтесь плохим антропным аргументам; тот факт, что мы здесь, не может сказать нам, почему Вселенная именно такая, а не какая-то другая. Но если вы хотите лучше предсказать параметры Вселенной, которые у нас есть на самом деле, тот факт, что мы существуем, может привести вас к решению, к которому вы, возможно, не пришли бы никаким другим способом.