Антропный принцип развития вселенной

АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП

АНТРОПНЫЙ ПРИНЦИП – один из фундаментальных принципов современной космологии, который фиксирует связь между крупномасштабными свойствами нашей Вселенной (Метагалактики) и существованием в ней человека, наблюдателя. Термин «антропный принцип» предложил английский математик Б.Картер (1973): «то, что мы ожидаем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необходимыми для нашего существования как наблюдателей». Наряду с общей формулировкой антропного принципа известны также его модификации: «слабый антропный принцип», «сильный антропный принцип», «принцип участия» («соучастника») Дж. Уилера и «финалистский антропный принцип» Ф.Типлера. Формулировка сильного антропного принципа, по Картеру, гласит: «Вселенная (и следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось существование наблюдателей». Перефразируя Декарта (cogito ergo mundus talis est – я мыслю, поэтому мир таков, каков он есть), Уилер афористически выразил суть антропного принципа словами: «Вот человек; какой должна быть Вселенная?» Вместе с тем антропный принцип пока не получил общепринятой формулировки. Среди формулировок антропного принципа встречаются и явно эпатирующие, тавтологические (типа «Вселенная, в которой мы живем, – это Вселенная, в которой живем мы», и т.п.).

Антропный принцип претендует ответить на вопрос: почему Вселенная такова, какой мы ее наблюдаем? Мировоззренческая острота этого вопроса обусловлена тем, что наблюдаемые свойства Вселенной жестко связаны с численными значениями ряда фундаментальных физических констант. Если бы значения этих констант были хотя бы немного другими, то было бы невозможным существование во Вселенной ни атомов, ни звезд, ни галактик, ни возникновения условий, которые сделали возможным появление человека, наблюдателя. Как выражаются космологи, Вселенная «взрывным образом неустойчива» к численным значениям определенного набора фундаментальных констант, с необычайной точностью «подогнанных» друг к другу таким образом, что во Вселенной могли возникнуть высокоорганизованные структуры, включая человека. Иными словами, человек мог появиться отнюдь не в любой по своим свойствам Вселенной. Соответствующие условия, выделяемые набором фундаментальных констант, ограничены узкими пределами.

В развитии антропного принципа как научного принципа можно выделить несколько этапов: дорелятивистский, релятивистский, квантовый релятивистский. Так, дорелятивистский этап охватывает рубеж 19–20 вв. Английский эволюционист А.Уоллес сделал попытку переосмыслить коперниканское понимание места человека во Вселенной на основе альтернативных, т.е. антикоперниканских, идей. Этот подход был развит и Картером, который считает, что, вопреки Копернику, хотя положение человека во Вселенной не является центральным, оно неизбежно в некотором смысле привилегированное. В каком именно смысле человек, т.е. земной наблюдатель, занимает во Вселенной выделенное положение, разъясняют модификации антропного принципа – слабый антропный принцип и сильный антропный принцип. Согласно слабому антропному принципу, возникновение человека в расширяющейся Вселенной должно быть связано с определенной эпохой эволюции. Сильный антропный принцип считает, что человек мог появиться лишь во Вселенной с определенными свойствами, т.е. наша Вселенная выделена фактом нашего существования среди других вселенных.

Обычно антропный принцип обсуждается в плане дилеммы: физический ли это принцип или философский. Такое противопоставление неосновательно. То, что обычно подразумевают под антропным принципом, несмотря на простоту и краткость формулировок, на самом деле имеет гетерогенную структуру. Напр., в структуре сильного антропного принципа можно выделить три уровня: а) уровень физической картины мира («Вселенная взрывным образом неустойчива к изменениям фундаментальных физических констант»); б) уровень научной картины мира («Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе эволюции допускалось появление человека»); в) уровень философско-мировоззренческих интерпретаций, т.е. различных типов объяснения смысла антропного принципа, среди которых – теологические объяснения («аргумент от замысла»), телеологические объяснения (человек – цель эволюции Вселенной, задаваемая трансцендентным фактором), объяснения в рамках концепций самоорганизации.

На философском уровне противостоят друг другу два типа интерпретации антропного принципа. Его понимают, с одной стороны, следующим образом: объективные свойства нашей Вселенной таковы, что они на определенном этапе ее эволюции привели (или должны были привести) к возникновению познающего субъекта; если бы свойства Вселенной были иными, их просто некому было бы изучать (А.Л.Зельманов, Г.М.Идлис, И.Л.Розенталь, И.С.Шкловский). С другой стороны, при анализе смысла антропного принципа может быть поставлен обратный акцент: объективные свойства Вселенной таковы, какими мы их наблюдаем, потому что существует познающий субъект, наблюдатель (принцип соучастника исключительно к этому сводит смысл антропного принципа).

Читайте также: Что за секта вселенная

Антропный принцип является предметом дискуссии в науке и философии. Одни авторы считают, что антропный принцип содержит объяснение структуры нашей Вселенной, тонкой подгонки физических констант и космологических параметров. По мнению других авторов, никакого объяснения в собственном смысле слова антропный принцип не содержит, а иногда он рассматривается даже как пример ошибочного научного объяснения. Эвристическую роль антропного принципа иногда рассматривают, подчеркивая лишь его физическое содержание и лишая каких-либо социокультурных измерений. Вселенная, с этой точки зрения, – обычный релятивистский объект, при изучении которого антропные аргументы выглядят в значительной степени метафорически. Другая точка зрения состоит в том, что «человеческое измерение» не может быть исключено из антропного принципа.

1. Barrow J.D., Tipler F.J. The Anthropic Cosmological Principle. Oxf., 1986;

2. Астрономия и современная картина мира. M., 1996.

Источник

«Мы видим Вселенную такой, потому что только в ней мог возникнуть наблюдатель, человек».

Одной этой фразой, пожалуй, можно описать антропный принцип . Но так ли все просто?

Термин «антропный принцип» был предложен английским физиком Брендоном Картером в 1973 году, который, как и многие из нас, задавался вопросами вечности: случайно ли появление Вселенной? Связь человека и Вселенной – глобальный процесс? Какое место занимает человек во Вселенной?

Антропный принцип является одним из фундаментальных принципов современной космологии, который описывает существование человека во Вселенной. Иными словами антропный принцип можно описать так: мы видим Вселенную такой, какая она есть, ибо будь она другой, нас бы не было, мы бы не изучали окружающий нас мир и не сидели бы сейчас в интернете. А если ещё проще: не стоит искать то, чего нет на самом деле. Всё, что мы знаем, видим, слышим и чувствуем, всё, что нас окружает, может быть описано законами физики. Там, где они не работают, нет жизни в известной нам форме.

Однако особенности восприятия у всех живых существ разные. Если мы чего-то не замечаем, то это не значит, что этого «чего-то» нет. Например, летучие мыши ориентируются в пространстве при помощи эхолокации, издавая высокочастотные звуки, которые мы не слышим. В свою очередь, эти животные почти лишены зрения, они не видят мир таким, каким видим его мы. Если бы мы не имели органов зрения, мы бы не знали понятия цвета и многих других вещей, и, возможно, утверждали бы, что этого нет. Поэтому исследовать наш окружающий мир необходимо с учетом всех возможных деталей.

При помощи антропного принципа ученые пытаются объяснить устройство Вселенной.

Существуют два основных типа антропного принципа:

1 . Слабый антропный принцип предполагает, что Вселенная, которую мы наблюдаем, представляет собой структуру, допускающую наше присутствие как наблюдателя. Наблюдатель учитывается, да, он существует, но нет ответа на то, откуда он взялся. Мы могли бы возникнуть, а могли и никогда не появиться здесь. Обращается внимание на то, что возможности для развития и существования жизни тесно связаны с законами природы и развитием самой Вселенной. Здесь также говорится о том, что во Вселенной могут существовать особые области, где действуют известные нам законы физики. Именно в таких областях мы и возникли. Мы могли возникнуть чисто случайно. В других областях Вселенной могут быть другие законы, и, следовательно, наше возникновение там исключено. Эта версия может быть применима к теории Мультивселенной: в нашей Вселенной мы существуем. Окажись мы в другой вселенной с «другой физикой», мы не протянем там и секунды.

2. Сильный антропный принцип строится на идее о том, что законы Вселенной таковы, что она обязательно должна породить наблюдателя. Жизнь – это цель Вселенной. Аналогию можно провести с природой, где наблюдается продолжение рода.

Иногда выделяется ещё и сверхсильный антропный принцип, указывающий на равенство между Богом и человеком. Приверженцы сверхсильного антропного принципа не подчеркивают превосходство Бога над миром и человеком: они взаимосвязаны и едины, иными словами – «Бог есть всё». Ни одна из сторон не может существовать без другой.

Таким образом, согласно антропному принципу, можно выделить несколько сценариев:

1. Вселенная одна. При благоприятных условиях (аналогично нашим) возникает жизнь.

2. Вселенная одна, но не все её области подчиняются известным нам законам физики. Там, где другие законы, наблюдатель не появится.

3. Мультивселенная. Вселенных огромное множество (хороший вопрос – где они все расположены и возможна ли связь с ними). В каждой Вселенной свои порядки.

В заключении можно сделать основные выводы об антропном принципе:

1. антропный принцип признает существование высшего порядка, выбравшего реализованный вариант эволюции Вселенной;

2. антропный принцип не отвергает существование параллельных вселенных (теорию Мультивселенной);

3. Вселенная, разум и жизнь неразрывно связаны между собой;

4. антропный принцип отвергает уникальность земной жизни: помимо нас есть и другие разумные обитатели, с которыми мы пока ещё не познакомились (к сожалению или счастью).

Источник

Антропный принцип

Антропный принцип – принцип, согласно которому все фундаментальные константы и основывающиеся на них физические законы четко определены, по той причине, что только в такой Вселенной мог возникнуть наблюдатель, то есть разумная жизнь.

Возникновение вопроса

С развитием науки ученые все более явно наблюдают «особенность» нашего мира, физические законы которого уникальным образом подходят для относительно стабильного существования Вселенной и формирования в ней разумной жизни.

К фундаментальным мировым константам обычно относят следующие параметры:

Скорость света (с) или предельная скорость распространения электромагнитных волн в вакууме — 299 792 458 метров в секунду.

Гравитационная постоянная (G) или постоянная Ньютона, которая определяет гравитационное взаимодействие между двумя массивными телами — 6,67408 x 10−11м3с−2·кг−1.
Постоянная Планка (h), определяющая связь энергии кванта электромагнитного излучения с его частотой – 6, 626 x 10−34 Дж·с.
Масса электрона (9,109 х 10−31 кг), протона (1,672 х 10−27 кг), а также заряд электрона (1,602 х 10−19 Кл).

Величины этих параметров находятся в мизерном интервале значений, допускающих существования разумной жизни и Вселенной в целом. Изменение каждой из этих констант значительным образом переменило бы известные нам законы физики, что привело бы к губительным последствиям. Рассмотрим несколько примеров:

При изменении масс протонов, участвующих в сильном взаимодействии, сила самого взаимодействия также выросла бы или уменьшилась. В первом случае во Вселенной не смог бы образоваться водород, а ядра многих требуемых для жизни химических элементов распались бы. Если бы сильное взаимодействие было меньше – его было бы недостаточно для образования элементов тяжелее водорода.
При изменении масс электронов, участвующих в слабом взаимодействии, также сменилось бы и слабое взаимодействие. При большей силе слабого взаимодействия во время Большого Взрыва образовалось бы значительно больше гелия, что привело бы к излишнему формированию звездами тяжелых элементов. Как результат – невозможность взрыва сверхновых и распространения образованных тяжелых элементов по Вселенной, а значит и невозможность зарождения жизни в известном виде. Если же слабое взаимодействие было бы значительно слабее, то количества гелия было бы недостаточно для взрыва сверхновых, что также не допускает существование жизни.

При увеличении значения гравитационной постоянной звезды были бы горячее и менее стабильны, что не дало бы достаточно времени для зарождения разумной жизни. В противном случае малое значение этого параметра привело бы к формированию недостаточно горячих звезд и невозможности термоядерной реакции в них.
Размерность пространства. Если брать во внимание известный закон всемирного тяготения, в пространстве с большей размерностью, чем три, планеты падали бы на Солнце, а электроны на ядро атома. В двухмерном же пространстве массивные тела не смогли бы образовать устойчивую систему, связанную гравитацией, что основывается на ОТО .

Также жизненно важными параметрами являются: постоянная электромагнитного взаимодействия, уровень энтропии во Вселенной, и даже период полураспада бериллия-8, от которого зависит формирование углерода и других требуемых для жизни химических элементов.

Все вышеупомянутые факты указывают на то, что Вселенная сформирована таким образом, что разумная жизнь в ней имеет место быть. Большое количество подобных совпадений стало фундаментом для появления так называемой концепции «тонкой настройки Вселенной». Последняя обращает внимание на то, что значения именно жизненно важных констант оказываются точно определенными в пределах интервала, допустимого для формирования жизни. В то время как параметры, не влияющие столь остро на жизнь, могут варьироваться.

Антропный принцип и метавселенная

Антропный принцип призван ответить на вопрос наличия тонкой настройки Вселенной. Существует два типа этого принципа:

Слабый. Вселенная условно может быть разделена на области, в каждой из которых фундаментальные константы имеют разные значения. Однако мы наблюдаем именно такие значения, так как только при таких мировых константах мы смогли бы зародиться, как наблюдатели. Области же с другими значениями параметров скрыты от наблюдения по той причине, что не допускают в них формирования жизни, то есть наблюдателя.
Сильный. Вселенная обязана иметь благоприятные условия для формирования в ней разумной жизни, так как при иных условиях она просто не смогла бы существовать. Отдельным вариантом сильного принципа является так называемый «антропный принцип участия», согласно которому разумная жизнь плотно связана с существованием Вселенной и является ее неотъемлемой деталью.

Антропный принцип основывается на предположении, что Вселенная может существовать при некоторых других значениях фундаментальных констант, то есть при других физических законах. Учеными было выделено несколько вариантов, подходящих под формулировку антропного принципа:

Единая Вселенная, параметры физических законов которой постоянно меняются, в ходе ее длительной или вовсе бесконечной жизни. При благоприятных условиях, то бишь при определенных значениях физических констант зарождается разумная жизнь – наблюдатель.
Вселенная, которая разделяется на множество независимых и невзаимодействующих областей, физические параметры которых различны. В той области, которая удовлетворяет физическим условиям, достаточным для зарождения жизни, появляется наблюдатель.
Мультивселенная. Подразумевает множество других вселенных помимо нашей. Они носят название альтернативных вселенных или параллельных миров и имеют физические законы отличные от известных нам. Приверженцами этой версии устройства мира являются такие известные ученые современности как Стивен Хокинг, Брайан Грин, Митио Каку, Нил Тайсон и другие. Гипотеза о мультивселенной активно применяется в области теории струн .
Вселенные антропного принципа участия. То есть ряд Вселенных, возможно с несколько отличными значениями фундаментальных констант, которые все же включают в себя разумную жизнь.

Примечательно, что антропный принцип противоречит принципу Коперника, который утверждал, что место, где зародилось и обитает человечество, не является уникальным и особенным среди ряда других мест. Обобщением этих двух принципов есть утверждение о том, что уникальным является не место появления человечества или значения фундаментальных констант, а диапазон этих значений, при которых жизнь имеет право на существование.

Антропный принцип является одним из возможных объяснений упомянутой тонкой настройки Вселенной. Проверить достоверность этого аргумента представляется невозможным как сейчас, так и в будущем, так как ученые не смогут взаимодействовать с другими независимыми областями или вселенными, а значит, не смогут подтвердить их наличие или опровергнуть их существование.

Источник