Изложите содержание антропного принципа что означает тонкая подстройка вселенной

Антропный принцип. «Тонкая подстройка» Вселенной

Разобщенность мира, которая имела место в классиче­ской физике между физической картиной мира и челове­ком, преодолевается. Ибо сама жизнь является следстви­ем определенным образом нарушенных симметрий. Однако возникает вопрос, как получилось такое согласованное на­рушение симметрий, что в результате всех перипетий воз­ник человек? По мере проникновения в тайны строения фи­зического мира от элементарных частиц до галактик не пе­рестаешь удивляться точно «подобранным» значениям фундаментальных постоянных, удивительному совпадению ряда чисел, построенных из этих фундаментальных посто­янных, так называемой «тонкой подстройкой» Вселенной. А если бы в природе реализовалась другая последователь­ность чисел? Появился бы человек и каким бы он был? Попытка связать основные особенности того мира, в кото­ром мы живем, с самим фактом существования человека, познающего этот мир, привела к формулированию принци­па, который вряд ли можно назвать строго физическим принципом, но который, тем не менее, основывается на нео­споримом факте существования человека в нашей Вселен­ной. Этот принцип был назван антропным.

Антропный принцип в физике впервые был сформули­рован в 1961 году Д. Дикке, а в дальнейшем развит Б. Картером, которому и принадлежит сам термин «антроп­ный принцип». Антропный принцип утверждает, что мир

таков, каков он есть, потому что в противном случае некому был бы спрашивать о том, почему мир таков. Можно ска­зать, что наука со времен Коперника развивалась таким образом, что наблюдателю-человеку в ней отводилась весь­ма скромная роль. Человек не занимал какого-либо при­вилегированного, центрального положения в науке о Все­ленной. Как бы без внимания оставался и тот факт, что необходимой предпосылкой нашего существования являют­ся благоприятные условия (температура, химический состав окружающей среды и т. д.), возникновение которых оказа­лось возможным благодаря именно тонкой подстройке значений физических величин во Вселенной. Некоторые ученые обратили внимание на ограниченность такого под­хода, считая, что строение физического мира неотделимо от обитателей, наблюдающих его в самом фундаментальном смысле. Наше положение в мире, если и не является цен­тральным, то неизбежно — привилегированным. И можно заранее, до наблюдений предсказать ряд астрофизических и других факторов по той причине, что то, что мы ожида­ем наблюдать, должно быть ограничено условиями, необ­ходимыми для нашего существования как наблюдателей. Основанием для таких предсказаний и служит антропный принцип — как принцип, отражающий невероятно тонкую подстройку Вселенной.

Можно привести несколько примеров, свидетельствую­щих о том, что свойства окружающего нас мира явились результатом определенной согласованности соответствую­щих фундаментальных констант. Интервал возможных значений этих констант, обеспечивающий нам мир, пригод­ный для жизни, очень мал. Так, ослабление на несколько порядков константы сильных взаимодействий привело бы к тому, что на ранних стадиях расширения Вселенной об­разовывались бы, в основном, только тяжелые элементы, и в мире не было бы источников энергии. Если на несколь­ко порядков было бы меньше гравитационное взаимодей­ствие, то не возникло бы условий для протекания ядерных реакций в звездах. Усиление слабых взаимодействий пре­вратило бы на ранних этапах эволюции Вселенной все ве­щество в гелий, а значит, отсутствовали бы реакции термо­ядерного синтеза в звездах. Наконец, усиление на несколь­ко порядков электромагнитного взаимодействия привело бы к заключению электронов внутри атомных ядер и не-

возможности вследствие этого химических превращений и реакций. Не говоря уже о том, что если бы первоначаль­ная скорость расширения Вселенной хотя бы на 0,1% была бы меньшей критической скорости расширения, то Вселенная достигла бы лишь 3 10 — 6 своего теперешнего радиуса, после чего она бы начала сжиматься. Разумеется, «таких если бы» существует еще достаточное количество, но и приведенных примеров достаточно, чтобы понять: в современную физику наряду с идеей самоорганизации вхо­дит также идея целесообразности, что приводит к появле­нию в физической картине мира человека как уникального и одновременно естественного результата глобально-косми­ческой эволюции.

Безусловно, антропный принцип возник не сейчас, кор­ни его имеют начало на самых ранних этапах истории че­ловеческой культуры. Однако «переоткрытие» антропного принципа в современной космологии имеет важное значе­ние в становлении нового постнеклассического типа науч­ной рациональности. Существуют разные версии антропно­го принципа: слабый антропный принцип, сильный антроп­ный принцип, финалистский антропный принцип, антроп­ный принцип, включающий соучастника-наблюдателя. Появляются и теологические нотки при обсуждении ант­ропного принципа. Все это повлияло на то, что многие ученые-физики с настороженностью относятся к этому принципу, рассматривая его как ненаучный. Однако поло­жение резко меняется, если антропный принцип рассмат­ривать в контексте синергетического самоорганизующего­ся процесса эволюции Вселенной. Здесь на первый план выдвигается идея о корреляции свойств наблюдателя и свойств мира подобно корреляции между состояниями двух разных частиц в эксперименте Эйнштейна — Подольско­го — Розена. То есть речь идет о вероятности того, что мир имеет наблюдаемые нами свойства. А это значит, что можно сравнивать вероятности оказаться в разных мирах с раз­ными свойствами. То есть антропный принцип получает не­теологическое объяснение при условии существования мно­жества миров. Следует сказать, что инфляционные сцена­рии раздувания Вселенной содержат в себе результаты, предсказывающие разделение Вселенной на неограниченно большое числом мини-вселенных — огромных областей, внутри которых реализуются свои типы физических ваку-

умов, размерностей пространства-времени, цепочек спонтан­ного нарушения симметрий. Так что вероятность возник­новения из этого огромного числа разных мини-вселенных таких, которые подобны нашей, в которых возможна жизнь, подобная нашей, существует. Как отмечает сам автор ин­фляционного сценария самовосстанавливающейся Вселен­ной А. Линде: «Мы живем в областях с определенными свойствами пространства-времени и материи не потому, что другие области невозможны, а потому что области обсуж­даемого типа существуют, а в других областях жизнь на­шего типа невозможна или маловероятна».

Современная физика с использованием антропного принципа как бы расширяет границы своего традиционно­го рассмотрения вопросов. Человек, рассматриваемый ранее лишь в качестве непосредственного потомка прогрессивной эволюции жизни в биосферных условиях, предстает уже в качестве непосредственного продукта космологической эво­люции Вселенной.

Вопросы для самоконтроля

1. Что доказывает теорема Нетер?

2. Сформулируйте известные вам законы сохранения.
Следствием каких симметрий эти законы являются?

3. В чем суть калибровочного принципа?

4. Какие типы физических взаимодействий вам изве­
стны? Какова их природа?

5. Расскажите о ферми- и бозе-частицах.

6. Приведите классификацию элементарных частиц.

7. Каковы физические идеи, лежащие в основе постро­
ения единой теории поля?

8. Опишите инфляционный сценарий эволюции Вселен­
ной.

9. Какова роль физического вакуума в структуре совре­
менной физической теории?

10. Каково значение антропного принципа в современ­
ной науке?

11. Охарактеризуйте основные черты постнеклассиче-
ского этапа в развитии физики.

Примечания

1 Различают продольные и поперечные волны. Механи­
ческая волна — это процесс распространения колебаний
частиц в упругой среде. Однако хорошо известно, что жид­
кости и газы — текучи, то есть в них не возникает сил
упругости при деформации сдвига, при изменении формы
тела. Следовательно, в жидкостях и газах могут существо­
вать только продольные механические волны, являющие­
ся следствием наличия сил упругости при деформации
сжатия (растяжения), то есть при изменении объема тел.

2 Здесь следует заметить, что сам по себе принцип инер­
ции свидетельствует об однородности точек пространства.
Тот факт, что принцип инерции был сформулирован толь­
ко в Новое время, говорит о том, что укоренившимся взгля­
дом на порядок вещей в природе была концепция Аристо­
теля о неоднородности точек пространства в подлунном
мире, согласно чему каждое тело стремится к своему есте­
ственному месту, тяжелое — вниз, а легкие газы — вверх).

3 Цит. по: Смородинский ЯЛ. Температура. М., 1987.
С. 12.

4 Цит. по: Дорфман Я.Г. Всемирная история физики.
М., 1979. С. 74.

5 Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М., 1965.
С. 39.

6 Цит. по: Эйнштейн А, Инфельд Л. Эволюция физи­
ки. М., 1965. С. 40.

7 Цит. по: Фен. Дж. Машины. Энергия. Энтропия. М.,
1986. С. 104.

8 Карно С. Размышления о движущей силе огня и о ма­
шинах, способных развивать эту силу. М. Пг., 1923. С. 5.

9 Майер Р. Закон сохранения и превращения энергии.
Четыре исследования 1841-1851 гг. М.-Л., 1933. С. 93-94.

10 Там же. С. 127.

11 Гельмгольц Г. О сохранении сил. М., 1922. С. 15.

12 Второе начало термодинамики. М.-Л., 1934. С. 133-
134.

13 Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М.,
1986. С. 173.

14 Ландау Л Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика.
М., 1964. С. 46.

15 Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. С. 308.

16 Больцман Л. Избранные труды. М., 1984.

Раздел IV

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Изложите содержание антропного принципа что означает тонкая подстройка вселенной

Вы можете воспользоваться поиском готовых работ или же получить помощь по подготовке нового реферата практически по любому предмету. Также вы можете добавить свой реферат в базу.