מהו העיקרון האנתרופי?

ה עיקרון אנתרופי היא האמונה שאם ניקח חיי אדם כתנאי נתון ליקום, מדענים עשויים להשתמש בזה כ נקודת המוצא לגזור תכונות צפויות של היקום כתואמות את יצירת האדם החיים. זהו עיקרון שיש לו תפקיד חשוב בקוסמולוגיה, במיוחד בניסיון להתמודד עם הכוונון עדין של היקום.

הביטוי "עיקרון אנתרופי" הוצע לראשונה בשנת 1973 על ידי הפיזיקאי האוסטרלי ברנדון קרטר. הוא הציע זאת במלאת 500 שנה להולדתו של ניקולאוס קופרניקוס, בניגוד ל העיקרון הקופרניקאי נתפסת כמי שהורידה את האנושות מכל סוג של עמדה מיוחסת ביקום.

עכשיו, זה לא שקרטר חשב שלאנשים יש מרכזי מיקום ביקום. העיקרון הקופרניקני עדיין היה שלם. (באופן זה, המונח "אנתרופי", שפירושו "התייחסות לאנושות או לתקופת קיומו של האדם", הוא מעט מצער, כאחת הציטוטים להלן מלמד.) במקום זאת, מה שקרטר חשב לעצמו היה רק ​​העובדה שחיי אדם הם ראיה אחת שלא יכולה, כשלעצמה, להיות לגמרי בהנחה. כמו שאמר, "למרות שמצבנו אינו בהכרח מרכזי, הוא בהכרח זוכה בחלקם בהיקף זה. "בכך קרטר באמת הטיל ספק בתוצאה בלתי מבוססת של הקופרניקאן עקרון.

לפני קופרניקוס, נקודת המבט הסטנדרטית הייתה שכדור הארץ הוא מקום מיוחד, מציית באופן בסיסי חוקים פיסיקליים שונים מכל שאר היקום - השמים, הכוכבים, כוכבי הלכת האחרים, וכו ' עם ההחלטה שכדור הארץ אינו שונה באופן מהותי, היה טבעי מאוד להניח את ההיפך:

יכולנו, כמובן, לדמיין הרבה יקומים שיש להם תכונות פיזיות שאינן מאפשרות קיום אנושי. לדוגמא, אולי היקום יכול היה להיווצר כך שהדחייה האלקטרומגנטית הייתה חזקה יותר ממשיכה של האינטראקציה הגרעינית החזקה? במקרה זה, פרוטונים היו מרחיקים זה את זה זה מזה במקום להיקשר זה לזה לגרעין אטומי. אטומים, כידוע, לעולם לא יווצרו... וכך אין חיים! (לפחות כפי שאנחנו מכירים את זה.)

איך המדע יכול להסביר שהיקום שלנו אינו כזה? ובכן, לדברי קרטר, עצם היכולת לשאול את השאלה פירושו שלכאורה איננו יכולים להיות ביקום הזה... או כל יקום אחר שמאפשר לנו להתקיים. אותם יקומים אחרים יכול נוצר, אבל לא היינו שם כדי לשאול את השאלה.

קרטר הציג שתי גרסאות של העיקרון האנתרופי, ששונו ושונו רבות במהלך השנים. הניסוח של שני העקרונות שלהלן הוא שלי, אבל אני חושב לוכד את מרכיבי המפתח של הניסוחים העיקריים:

• עקרון אנתרופי חלש (WAP): ערכים מדעיים שנצפו חייבים להיות מסוגלים לאפשר להתקיים לפחות אזור אחד ביקום שיש לו תכונות פיזיות המאפשרות לבני אדם להתקיים, ואנחנו קיימים באזור זה.
• עקרון אנתרופי חזק (WAP): ביקום חייב להיות בעל תכונות המאפשרות חיים להתקיים בתוכו בשלב מסוים.

העיקרון האנתרופי החזק שנוי במחלוקת רבה. במובנים מסוימים, מכיוון שאנו קיימים, הדבר הופך להיות לא יותר מאשר טרוריזם. עם זאת, בספרם השנוי במחלוקת משנת 1986 העיקרון האנתרופי הקוסמולוגי, הפיזיקאים ג'ון בארו ופרנק טיפלר טוענים כי "החובה" איננה רק עובדה המבוססת על התבוננות ביקום שלנו, אלא דרישה בסיסית לקיום כל יקום. הם מבססים טיעון שנוי במחלוקת זה במידה רבה על פיזיקת הקוונטים עקרון אנתרופי משתתף (PAP) שהוצע על ידי הפיזיקאי ג'ון ארצ'יבלד ווילר.

אם אתה חושב שהם לא יכלו להיות יותר מעוררי מחלוקת מזה, בארו וטיפלר מרחיקים הרבה יותר מקרטר (או אפילו וילר), טוען טענה המחזיקה במעט מאוד אמינות בקהילה המדעית כתנאי יסודי של יקום:

עקרון אנתרופי סופי (FAP): עיבוד מידע אינטליגנטי חייב להיווצר ביקום, וברגע שהוא יתקיים הוא לעולם לא ימות.

אין שום הצדקה מדעית להאמין כי העיקרון האנתרופי הסופי הוא בעל משמעות מדעית כלשהי. רובם מאמינים שזו מעט יותר טענה תיאולוגית לבושה בבגדים מדעיים מעורפלים. ובכל זאת, כמין "מעבד מידע מושכל", אני מניח שזה לא יזיק להחזיק את האצבעות על זה... לפחות עד שנפתח מכונות אינטליגנטיות, ואז אני מניח שאפילו ה- FAP עשוי לאפשר אפוקליפסה של רובוט.

כאמור לעיל, הגרסאות החלשות והחזקות של העיקרון האנתרופי הן, במובן מסוים, ממש טריזיות לגבי מיקומנו ביקום. מכיוון שאנו יודעים שאנחנו קיימים, אנו יכולים להעלות טענות ספציפיות לגבי היקום (או לפחות אזור היקום שלנו) על סמך הידע הזה. אני חושב שהציטוט הבא מסכם היטב את ההצדקה לעמדה זו:

"ברור שכאשר היצורים בכוכב לכת התומך בחיים בוחנים את העולם סביבם, הם נאלצים לגלות שהסביבה שלהם עומדת בתנאים שהם דורשים להתקיים.

אפשר להפוך את ההצהרה האחרונה לעיקרון מדעי: עצם קיומנו מטיל חוקים הקובעים היכן ובאיזו שעה אפשרית לנו להתבונן ביקום. כלומר, עובדת היותנו מגבילה את המאפיינים של סוג הסביבה בה אנו מוצאים את עצמנו. עיקרון זה נקרא העיקרון האנתרופי החלש... מונח טוב יותר מ"עקרון אנתרופי "היה" עיקרון הבחירה ", מכיוון שהעיקרון מתייחס לאופן שבו הידע שלנו על קיומנו מטיל חוקים הבוחרים, מתוך כל הסביבה האפשרית, רק את הסביבות עם המאפיינים המאפשרים החיים. " -- סטיבן הוקינג ולאונרד מלודינוב, העיצוב הגדול

תפקידו העיקרי של העיקרון האנתרופי בקוסמולוגיה הוא לסייע במתן הסבר מדוע ליקום שלנו יש את המאפיינים שהוא עושה. זה היה פעם שהקוסמולוגים באמת האמינו שהם יגלו איזשהו נכס בסיסי שקובע את הערכים הייחודיים שאנו צופים ביקום שלנו... אבל זה לא קרה. במקום זאת, מסתבר שיש ביקום מגוון של ערכים שנראים כאילו הם זקוקים לטווח מאוד ספציפי מאוד שהיקום שלנו יתפקד כמו שהוא עושה. זה התפרסם כבעיית הכוונון עדין, מכיוון שזו בעיה להסביר כיצד הערכים הללו מכוונים כל כך לחיים אנושיים.

העיקרון האנתרופי של קרטר מאפשר מגוון רחב של יקומים אפשריים תיאורטית, שכל אחד מהם מכיל תכונות פיסיקליות שונות, ושלנו שייכות לסט הקטן (יחסית) שיאפשר אנוש החיים. זו הסיבה הבסיסית לפיה פיזיקאים מאמינים שישנם ככל הנראה יקומים רבים. (עיין במאמר שלנו: "מדוע ישנם יקומים מרובים?")

הנמקה זו הפכה פופולרית מאוד בקרב לא רק קוסמולוגים, אלא גם הפיזיקאים המעורבים בה תיאוריית המיתרים. פיסיקאים גילו שיש כל כך הרבה גרסאות אפשריות של תורת המיתרים (אולי עד 10⁵⁰⁰, שבאמת מבלבל את הנפש... אפילו את דעתם של תיאורטיקני מיתרים!) שחלקם, בעיקר לאונרד סוסקינד, החלו לאמץ את התפיסה שישנו עצום נוף תורת המיתרים, שמובילה למספר יקומים והנמקה אנתרופית יש ליישם בהערכת תיאוריות מדעיות הקשורות למקומנו בנוף זה.

אחת הדוגמאות הטובות ביותר להיגיון האנתרופי הגיעה כשסטיבן וויינברג השתמש בה כדי לחזות את הערך הצפוי של ה- קבוע קוסמולוגי וקיבל תוצאה שניבאה ערך קטן אך חיובי, שלא התאים לציפיות של היום. כמעט עשור לאחר מכן, כשגילו הפיזיקאים שההתרחבות היקום מאיצה, ויינברג הבין שההנמקה האנתרופית הקודמת שלו הייתה במקום:

"... זמן קצר לאחר גילוי היקום המואץ שלנו, הציע הפיזיקאי סטיבן וויינברג, על סמך טיעון שפיתח יותר מעשור לפני כן - לפני הגילוי של אנרגיה שחורה–זה... אולי ערך הקבוע הקוסמולוגי שאנו מודדים כיום איכשהו נבחר "אנתרופית". כלומר, אם איכשהו היו יקומים רבים, ובכל יקום ערך האנרגיה של החלל הריק לקח ערך שנבחר באופן אקראי על סמך הסתברות מסוימת התפלגות בין כל האנרגיות האפשריות, אז רק באותם יקומים שבהם הערך אינו שונה ממה שאנחנו מודדים היו החיים כפי שאנו מכירים שהם יוכלו להתפתח... במילים אחרות, לא מפתיע לגלות שאנחנו חיים ביקום בו אנו יכולים לחיות! " - לורנס מ. קראוס,

באמת לא חסרים מבקרי העיקרון האנתרופי. בשתי ביקורות פופולריות מאוד על תורת המיתרים, של לי סמולין הבעיה עם הפיזיקה ופיטר וואה אפילו לא טועההעיקרון האנתרופי מצוטט כאחת מנקודות המחלוקת העיקריות.

המבקרים אכן מצביעים על כך שהעיקרון האנתרופי הוא משהו של דודג 'מכיוון שהוא מחדש את השאלה שהמדע בדרך כלל שואל. במקום לחפש ערכים ספציפיים והסיבה שבגללה אותם ערכים הם מה שהם, זה במקום זאת מאפשר מגוון שלם של ערכים כל עוד הם עולים בקנה אחד עם סיום ידוע כבר תוצאה. יש גישה מטרידה ביסודה בגישה זו.