Антропний принцип: сама понівечена ідея фізики

У Всесвіті є фундаментальні закони, які ми можемо спостерігати. Ще в ній існуємо ми, речі, з яких ми створені, і все це теж підкоряється фундаментальним законам. На основі цього можна спорудити два дуже простих твердження, з якими було б дуже важко сперечатися:

• Ми повинні бути готові прийняти той факт, що наше місце у Всесвіті обов'язково має бути пристосованим до того, щоб ми могли існувати в якості спостерігачів.
• Всесвіт (і, отже, фундаментальні параметри, від яких вона залежить) повинна розташовувати можливістю створення спостерігачів на певному етапі.

Два цих умови, які вперше висловив фізик Брендон Картер в 1973 році, відомі як слабкий і сильний антропные принципи відповідно. Вони просто кажуть, що ми існує у Всесвіті, у якої є фундаментальні константи, закони тощо. І наше існування доводить, що Всесвіт дозволяє існувати істот, на зразок нас всередині неї (пробачте за тавтологію, але як є).

Ці прості, само собою очевидні факти, насправді, несуть в собі багато вантажу. Вони говорять нам про те, що Всесвіт існує з такими властивостями, що в ній міг еволюціонувати розумний спостерігач. Це протилежно властивостями, несумісним з розумною життям, яка не може описати нашу Всесвіт на землі, яку ніхто ніколи не спостерігав. Ми тут, щоб спостерігати Всесвіт, і наш активний акт спостереження означає, що Всесвіт влаштована таким чином, щоб забезпечити наше існування. В цьому суть антропного принципу.

І він дозволяє нам зробити ряд цілком доречних наукових тверджень і прогнозів про Всесвіт. Той факт, що ми є спостерігачами з вуглецю, говорить нам, що Всесвіт повинна була в деякому роді створити вуглець. На основі цього Фред Хойл передбачив, що збуджений стан ядра вуглецю-12 повинно існувати при певній енергії, щоб три ядра гелію-4 могли зливатися в вуглець-12 в надрах зірок. П'ятьма роками пізніше відкриття теоретичного стану Хойла та механізму його появи — потрійний альфа-процес був відкритий і підтверджений фізиком-ядерником Віллі Фаулер і привів нас до розуміння того, як вишиковувались важкі елементи в ранній історії Всесвіту.

Розрахунок значення енергії вакууму нашого Всесвіту — енергії, властивої порожньому простору — в рамках квантової теорії поля дає абсурдне значення, занадто висока. Енергія порожнього простору визначає, наскільки швидко збільшується швидкість розширення Всесвіту (або швидкість стиснення); якби вона була занадто високою, життя, планети, зірки, атоми і молекули ніколи б не сформувалися. Але оскільки у Всесвіті присутні галактики, зірки, планети і люди, значення енергії вакууму Всесвіту, як підрахував Стівен Вайнберг у 1987 році, не повинно перевищувати 10^-118-кратного значення тієї величини, яку ми вивели у своїх наївних численнях. Коли в 1998 році ми знайшли темну енергію, нам вдалося виміряти це число в перший раз, і воно виявилося рівним 10^-120 від наших прогнозів. Антропний принцип показав нам, що наші розрахунки виявилися некоректними.

Тим не менш дивно два простих заяви, слабкий і сильний антропные принципи, примудрилися так сильно спотворити, що тепер їх прив'язують до нелогічним і антинауковим заяв. Люди стверджують, що антропний принцип підтримує теорію множинних всесвітів; що антропний принцип говорить на користь струнної картини світу; що антропний принцип вимагає для нас гігантський газовий гігант, який буде захищати нас від астероїдів; що антропний принцип пояснює, чому ми перебуваємо на такій відстані від галактичного центру, на якому знаходимося. Іншими словами, люди використовують антропний принцип, щоб заявити, що Всесвіт є такою, якою є, тому що ми існуємо. Але це не тільки неправильно, це ще і ніяк не відноситься до антропному принципом.

Антропний принцип просто свідчить, що ми — спостерігачі існуємо. І що ми існуємо в цій Всесвіту, а значить Всесвіт існує так, щоб дозволити спостерігачам існувати. Якщо ви встановите закони фізики, не дозволяють існувати спостерігачам, ви отримаєте що завгодно, тільки не наш Всесвіт. Наше існування означає, що Всесвіт дозволяє нам існувати, але це не означає, що Всесвіт повинна була скластися саме таким чином. Це не означає, що наше існування обов'язково. І це не означає, що Всесвіт повинна була зростити нас саме такими, які ми є. Іншими словами, не можна сказати, що Всесвіт така, як є, тому що ми тут». Це не антропний принцип — це логічна помилка.

У 1986 році Джон Барроу і Франк Типлер написали цікаву книгу «Антропний космологічний принцип», в якій переглянули ці принципи. Вони писали:

Спостережувані значення всіх фізичних і космологічних величин не є в рівній мірі вірогідними, але вони приймають значення, обмежені вимогою існування місць, де може розвиватися життя на основі вуглецю, і вимогою, щоб Всесвіт була достатньою старої, щоб це зробити.

Всесвіт повинна мати такі властивості, які дозволяють життя розвинутися в ній на певному етапі історії.

Так що замість того, що «наше існування в ролі спостерігачів означає, що закони Всесвіту повинні бути такими, щоб було можливе існування спостерігачів», ми отримуємо«Всесвіт повинна дозволити існувати розумного життя на основі вуглецю, а Всесвіти, в яких життя не розвивається, не допускаються». Барроу і Типлер йдуть далі і пропонують альтернативні інтерпретації, включаючи наступне:

• Всесвіт у тому вигляді, в якому вона існує, була спроектована з метою створення і підтримки спостерігачів.
• Спостерігачі необхідні для того, щоб Всесвіт був.
• Ансамбль Всесвітів з різними фундаментальними законами і константами необхідний для існування нашого Всесвіту.

Якщо останній пункт звучить як погана інтерпретація множинних всесвітів, це тому, що всі сценарії Барроу і Типлера засновані на поганих інтерпретаціях принципу самоочевидності.

Так, ми існуємо у Всесвіті і спостерігаємо закони природи такими, якими вони є. Спостерігаючи за тим, які невідомі можуть бути обмежені фактом нашого існування, ми можемо дізнатися щось про Всесвіт. У цьому сенсі антропний принцип має наукову цінність. Але якщо ми почнемо крутити антропным принципом як нам заманеться, ми перетворимо його в поганий інструмент.