"Наблюдатели необходимы для обретения Вселенной бытия" американский физик Д. Уиллер
"Почему наша Вселенная такая, какой мы ее видим?" Ответ прост: "Если бы Вселенная была другой, здесь не было бы нас!"
В последние годы возникла новая поразительная концепция - Антропный космологический принцип, который утверждает, что существование разумных наблюдателей определяет фундаментальную структуру Вселенной. В своей наиболее радикальной версии Антропный принцип утверждает, что «интеллектуальная обработка информации должна появиться во Вселенной, и, как только она появится, она никогда не исчезнет».
У Вселенной есть фундаментальные законы и фундаментальные константы. Кроме того, мы существуем как разумные существа подчиняясь фундаментальным органическим законам. И поэтому мы можем сформулировать два очень простых утверждения, против которых будет трудно возразить:
- Мы должны быть готовы принять во внимание тот факт, что наше положение во Вселенной является привилегированным в той мере, в какой оно совместимо с нашим существованием в качестве наблюдателей
- Вселенная (и, следовательно, фундаментальные параметры, от которых она зависит) должна допускать создание в ней наблюдателей на каком-то этапе.
Эти два утверждения, впервые высказанные физиком Брэндоном Картером в 1973 году, известны, соответственно, как слабый антропный принцип и сильный антропный принцип. «Сильный» принцип относится к Вселенной и ее фундаментальным характеристикам в связи с нашим существованием, в то время как «слабый» принцип относится к нашему положению во Вселенной в связи с нашим качеством наблюдателей.
Эти простые, самоочевидные утверждения на самом деле имеют высокую значимость. Они говорят нам о том, что наша Вселенная действительно существует с такими определенными свойствами, которые предполагают наличие разумного наблюдателя. Свойства такой Вселенной контрастируют со свойствами Вселенной, несовместимыми с разумной жизнью, которая, не может быть описана, на том основании, что ее некому наблюдать. Жизнь во вселенной, создана, в конечном счете, для того, чтобы появился наблюдатель, активно участвующий в акте наблюдения. Это суждение подразумевает - Вселенная устроена таким образом, чтобы возможно было наше существование как разумных существ. В этом суть антропного принципа.
Гениальный американский физик Джон Уилер в 1983 г. сформулировал Антропный принцип участия:
Наблюдатели необходимы для обретения Вселенной бытия
То есть, чтобы Вселенная реализовалась, в ней должен появиться разумный наблюдатель. Следовательно, возможны только такие вселенные, которые подходят для возникновения жизни и разума.
Антропный принцип позволяет формулировать прогнозы относительно развития Вселенной. Тот факт, что мы являемся наблюдателями, состоящими из углерода, говорит нам, что Вселенная должна была создать углерод каким-то образом. Выдающийся британский астрофизик Фред Хойл совместно с физиком Уильямом Фаулером и астрономами, супругами Маргарет и Джефри Бербиджами в 1957 г. разработал теорию звездного нуклеосинтеза, которая объясняет происхождение в природе основных химических элементов.
Тонкая настройка
Наш мир сформирован значениями физических констант. Константы электромагнитного, слабого и сильного взаимодействий, гравитационная постоянная, массы частиц, которые, в свою очередь, определяются константами взаимодействий с полем Хиггса. От них зависит всё. Ряд отношений между универсальными константами «отлажен», что означает, что они приспособлены для жизни человека. Если бы их значения были немного другими, человеческая жизнь не могла бы существовать.
"Один из аспектов антропного мышления, который привлек много внимания как философов, так и физиков, - это его использование в космологии для объяснения очевидной тонкой настройки нашей Вселенной. «Тонкая настройка» относится к предполагаемому факту, что существует набор космологических параметров или фундаментальных физических констант, которые, если бы они были немного другими, во Вселенной не было бы разумной жизни. Например, в классической модели большого взрыва скорость раннего расширения кажется точно настроенной. Если бы она была немного больше, Вселенная расширилась бы слишком быстро, и галактики не образовались бы. Был бы только газообразный водород очень низкой плотности, который со временем становился все более и более рассеянным. По-видимому, в такой вселенной жизнь не могла развиваться. Если бы скорость раннего расширения была немного меньше, тогда Вселенная снова схлопнулась бы очень скоро после большого взрыва, и снова не было бы жизни. Наша Вселенная, имея как раз подходящие условия для жизни, кажется, балансирует на острие ножа. Некоторые другие параметры кажутся точно настроенными в том же смысле - например, отношение массы электрона к массе протона, величины силы силы, гладкость ранней Вселенной, разница масс нейтрона и протона, возможно, даже метрика пространства-времени" Ник Бостром, шведский философ, профессор Оксфордского университета, известный своими работами об антропном принципе
Телеологический аргумент
Заманчиво связать эту тонкую настройку с телеологическими аргументами. Если кто-то верит в существование предусмотрительного Бога, который правит миром, легко интерпретировать тонкую настройку вселенной как результат Божьего провидения: вселенная настроена, потому что Бог подготовил ее, чтобы сделать возможным жизнь человечества в ней. Тогда антропный принцип будет связан с телеологическим аргументом. Одной из важнейших формулировок телеологического аргумента является знаменитый «пятый путь» Фомы Аквинского:
"Пятый путь взят из направленности вещей. Мы видим, что есть вещи, о которых нет знания, например, физические тела, но которые действуют ради цели. Это ясно в том, что они всегда или по большей части действуют одинаково и добиваются наилучшего. Это показывает, что они достигают своей цели не случайно, а в силу какой-то тенденции. Но вещи, у которых нет знания, не имеют тенденции к концу, если ими не руководит что-то, у кого есть знание и понимание. Примером может служить стрела, направленная лучником. Следовательно, есть некое разумное существо, которое все направляет к своему концу, и это, как мы говорим, Бог" Фома Аквинский
Фундаментальные константы не выводятся (пока?) из каких-либо более общих принципов
Физикам хорошо известны значения этих универсальных констант, и они уточняют их со все возрастающей точностью. Но в настоящее время нет теории, объясняющей, почему они обладают определенными значениями, и в чем их смысл. Физики считают это неудобным и хотели бы вывести их значения из теории, которая их объяснила бы. Напротив, пока константы - это чистые факты, их можно только измерить. Джон Барроу, один из физиков, который больше других работал над антропным принципом, выражает ситуацию следующим образом:
"Это Святой Грааль фундаментальной физики и означает что численного расчета ни одной из констант Природы никогда произведено не было. Пока что единственный способ узнать их значения - это измерить их. Это кажется весьма неудовлетворительным" Джон Барроу
Может быть, придет день, когда мы откроем полную единую теорию, с помощью которой все эти величины будут вычислены, но может оказаться, что некоторые из них, а то и все изменяются при переходе от вселенной к вселенной или и пределах одной вселенной. Удивительно, что значения таких величин были, по-видимому, очень точно подобраны, чтобы обеспечить возможность развития жизни. Стоит хоть немного изменить константы взаимодействий, как мир кардинально изменится. Причем, он изменится настолько, что возникнет не просто иная среда обитания. а вся Вселенная станет непригодной для любой формы жизни. Если бы, например, электрический заряд электрона был чуть-чуть другим, звезды либо не сжигали бы водород и гелий, либо не взрывались.
Разумеется, возможно. могут быть принципиально другие формы разумной жизни, о которых не грезили даже писатели-фантасты. Для поддержания таких форм жизни не требуются ни свет звезды, как, скажем, наше Солнце, ни кислород, которым мы дышим.
Совершенно ясно, что фундаментальные константы, имеют принципиальные численные значения, при которых возможно развитие разумной жизни, какой мы ее на данном этапе нашего развития предстваляем. Это можно воспринимать как свидетельство божественного провидения в сотворении Вселенной и выборе законов науки.
В 1986 году Джон Барроу и Фрэнк Типлер написали влиятельную книгу «Антропный космологический принцип» , в которой они пересмотрели эти принципы. Они заявили:
1. Наблюдаемые значения всех физических и космологических величин не равновероятны, но они принимают значения, ограниченные требованием о существовании участков, где может развиваться углеродная жизнь, и требованием, чтобы Вселенная была достаточно старой для того, чтобы это уже произошло. .
2. Вселенная должна обладать теми свойствами, которые позволяют жизни в ней развиваться на каком-то этапе истории.
Барроу и Типлер предложили альтернативные интерпретации Антропного принципа, в том числе:
- Вселенная в том виде, в каком она существует, была создана с целью генерировать и поддерживать наблюдателей
- Наблюдатели необходимы для создания Вселенной
- Для существования нашей Вселенной необходим ансамбль Вселенных с разными фундаментальными законами и константами.
Спасибо за внимание!