Universum har grundläggande lagar som vi kan följa. Vi finns också i den, de saker som vi skapas från, och allt detta följer också grundläggande lagar. Baserat på detta kan två mycket enkla uttalanden konstrueras som det skulle vara mycket svårt att argumentera för:
- Vi måste vara redo att acceptera det faktum att vår plats i universum nödvändigtvis måste anpassas så att vi kan existera som observatörer.
- Universum (och därmed de grundläggande parametrar som det beror på) måste ha förmågan att skapa observatörer vid ett visst stadium.
Dessa två villkor, som först uttrycktes av fysikern Brandon Carter 1973, är kända som de svaga respektive starka antropiska principerna. De säger helt enkelt att vi finns i ett universum som har grundläggande konstanter, lagar och liknande. Och vår existens bevisar att universum tillåter varelser som vi att existera inuti den (ledsen för tautologin, men som den är).
Dessa enkla, självklara fakta har faktiskt mycket vikt. De berättar för oss att universum finns med sådana egenskaper att en intelligent observatör kan utvecklas i den. Detta är motsatsen till egenskaper som är oförenliga med intelligent liv, som inte kan beskriva vårt universum på jorden, som ingen någonsin har observerat. Vi är här för att observera universum, och vår aktiva handling av observation innebär att universum är utformat för att säkerställa vår existens. Detta är kärnan i den antropiska principen.
Och det gör det möjligt för oss att göra ett antal ganska relevanta vetenskapliga uttalanden och förutsägelser om universum. Det faktum att vi är kolobservatörer berättar att universum var tvungen att skapa kol på något sätt. Baserat på detta förutspådde Fred Hoyle att det upphetsade tillståndet för kol-12-kärnan måste existera vid en viss energi för att de tre helium-4-kärnorna ska smälta in i kol-12 i inre av stjärnor. Fem år senare upptäcktes och bekräftades Hoyles teoretiska tillstånd och mekanism för dess utseende - den tredubbla alfaprocessen - av kärnfysikern Willie Fowler och fick oss att förstå hur tunga element var uppradade i universums tidiga historia.
Kampanjvideo:
Att beräkna värdet på vakuumenergin i vårt universum - den energi som finns i tomrummet - inom ramen för kvantfältsteorin ger ett absurt värde, för högt. Energin i det tomma utrymmet avgör hur snabbt universums expansionshastighet (eller sammandragningshastigheten) ökar; om det var för högt skulle liv, planeter, stjärnor, atomer och molekyler aldrig bildas. Men eftersom det finns galaxer, stjärnor, planeter och människor i universum bör värdet av universums vakuumenergi, som beräknats av Steven Weinberg 1987, inte överstiga 10-118 gånger det värde som vi härledde i våra naiva beräkningar. När vi hittade mörk energi 1998 kunde vi mäta detta antal för första gången, och det visade sig vara 10-120 av våra prognoser. Den antropiska principen har visat ossatt våra beräkningar visade sig vara felaktiga.
Ändå har två förvånansvärt enkla uttalanden, svaga och starka antropiska principer, lyckats snedvrida så mycket att de nu är knutna till ologiska och antivetenskapliga uttalanden. Människor hävdar att den antropiska principen stöder teorin om flera universum; att den antropiska principen talar för världens strängbild; att den antropiska principen kräver att vi har en jätte gasjätt som skyddar oss från asteroider; att den antropiska principen förklarar varför vi är så långt från det galaktiska centrum som vi är. Med andra ord använder människor den antropiska principen för att hävda att universum är exakt vad det är för att vi finns. Men detta är inte bara fel, det har inte heller något att göra med den antropiska principen.
Den antropiska principen säger helt enkelt att vi - observatörer - finns. Och att vi finns i detta universum, vilket betyder att universum existerar på ett sådant sätt att observatörer kan existera. Om du fastställer fysikens lagar som inte tillåter observatörer att existera, får du allt annat än vårt universum. Vår existens innebär att universum tillåter oss att existera, men det betyder inte att universum borde ha utvecklats på detta sätt. Detta betyder inte att vår existens är nödvändig. Och detta betyder inte att universum borde ha höjt oss precis som vi är. Med andra ord kan du inte säga att "Universum är som det är, för vi är här." Detta är inte en antropisk princip - det är en logisk misstag.
1986 skrev John Barrow och Frank Tipler en fascinerande bok, The Anthropic Cosmological Principle, som reviderade dessa principer. De skrev:
De observerade värdena för alla fysiska och kosmologiska mängder är inte lika troliga, men de tar på sig värden begränsade av kravet på platser där kolbaserat liv kan utvecklas och kravet att universum är tillräckligt gammalt för att redan göra det.
Universum måste ha sådana egenskaper som gör att livet kan utvecklas i det vid ett visst stadium i historien.
Så istället för att säga "vår existens som observatörer betyder att universums lagar måste vara sådana att observatörer kan existera", får vi "universum måste tillåta intelligent liv baserat på kol att existera, och universer där livet inte utvecklas, inte tillåtet". Barrow och Tipler går längre och erbjuder alternativa tolkningar, inklusive följande:
- Universum, som det finns, var utformat för att skapa och underhålla observatörer.
- Observatörer är nödvändiga för att universum ska existera.
- En ensemble av universum med olika grundläggande lagar och konstanter är nödvändig för vårt universums existens.
Om den sista punkten låter som en dålig tolkning av flera universum, beror det på att alla Barrow och Tiplers manus bygger på dåliga tolkningar av principen om självbevis.
Ja, vi finns i universum och följer naturlagarna som de är. Genom att observera vilka okända som kan begränsas av vår existens kan vi lära oss något om vårt universum. I den meningen har den antropiska principen vetenskapligt värde. Men om vi börjar snurra den antropiska principen som vi vill, kommer vi att göra den till ett dåligt instrument.
ILYA KHEL