Антропный принцип. Проблема тонкой настройки Вселенной
И.
О. ГринёвБиблиографическое описание статьи для цитирования:
Гринёв
И.
О. Антропный принцип. Проблема тонкой настройки Вселенной // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2017. – Т. 39. – С.
521–525. – URL:
http://e-koncept.ru/2017/970431.htm.
Аннотация. В данной статье рассматривается проблема антропного принципа как попытки объяснения происхождения разумной жизни во Вселенной, а также проблема тонкой настройки Вселенной, выраженной в виде точных значений фундаментальных констант, при изменении которых наше существование было бы невозможно. Затрагивается как физическая, так и философская сторона данного вопроса, и ведётся рассуждение о том, является ли антропный принцип и все его возможные продолжения научной теорией или же это псевдонаучная полемика.
Ключевые слова:
вселенная, космология, антропный принцип, тонкая настройка, разумный наблюдатель, мультивселенные
Текст статьи
Гринёв Илья Олегович,студент, ДГТУ (ИСОиП), г. Шахтыforeverangryandmad@gmail.com
Антропный принцип. Проблема тонкой настройки Вселенной
Аннотация.В данной статье рассматривается проблема антропного принципа, как попытки объяснения происхождения разумной жизни во Вселенной, а так же проблема тонкой настройки Вселенной, выраженной в виде точных значений фундаментальных констант, при изменении которых наше существование было бы невозможно. Затрагивается как физическая, так и философская сторона данного вопроса и ведётся рассуждение о том, является ли антропный принцип и все его возможные продолжения научной теорией или же это псевдонаучная полемика.Ключевые слова:антропный принцип, Вселенная, тонкая настройка,разумный наблюдатель, мультивселенные.
Антропный принцип является одним из главных,на сегодняшний день, принципов в космологии, который пытается объяснить происхождение разумной жизнипутём установления связей между свойствами Вселенной и возникновениемв ней наблюдателя. Иными словами, антропный принцип рассматривает взаимосвязь строго заданных фундаментальных физических констант и философского вопроса о происхождении человека во Вселенной. Впервые его сформулировал советский физик А.Л. Зельманов в своей работе «Диалектика и современное естествознание» в 1955 году, а в 1973 году британский физик Брэндон Картер ввёл в науку термин «антропный принцип»[2].Вместе с тем, Картер вывел разделение на слабый и сильный антропный принцип. Слабый антропный принципзаключается в суждении о том, что значения мировых констант именно такие, какие мы их наблюдаем, потому что в таких условиях высока вероятность появления наблюдателя. Другими словами, значения мировых констант, сильно отличающихся от наших,не наблюдаются, потому что в местах, где они возможны, нет наблюдателя. Сильный антропный принципподразумевает, что Вселенная (а, следовательно, и её основные параметры) должна быть такой и только такой, чтобы в ней на определённой стадии эволюционного развития появился наблюдатель. Данные формулировки имеют общий вид и неоднократно изменялись и модифицировались по мере изучения данной темы. Основная задача антропного принципа, как научной теории,состоит в попытке объяснить устройство мироздания и место в нём человеческого вида. Отличительная особенность его, по сравнению с теориями подобного рода, состоит в эклектике фундаментальной физики и философских вопросах о появлении жизни во Вселенной. Однако,в этом заключается и главная его проблема. Замкнутые в себе же суждения и невозможность объяснения возникновения и функционирования тех или иных аспектов Вселенной ставят под сомнения антропный принцип, как серьёзное подспорье для изучения происхождения разумной жизни и окружающей её действительности. Но, не смотря на всёэто, данная тема заслуживает внимания и подробного рассмотрения.С физической точки зрения антропный принцип рассматривает совокупность таких фундаментальный констант, как размерность пространства, значения масс элементарных частиц, заряд электрона, постоянная Планка, космологическая постоянная, скорость света, безразмерные константы фундаментальных взаимодействий и другие. В процессе изучения данных параметров выяснилось, что они не подчинены никакой закономерности, но если бы любой из них отличался от своего действительного значения, то появление разумной жизни было бы невозможно. Например, изменение значения или исключение какоголибо из квантовых чисел привело бы к невозможности существованияатомов, а соответственно и известной нам окружающей действительности и жизни. Особая размерность нашего пространства позволяет нам наблюдать многие явления, которые были бы невозможны во множестве nмерных пространств, где число nбольше или меньше 3. Количество измерений, отличающихся от привычных нам в трёхмерном пространстве, привело бы к невозможности распространения «чистых» волн (в любом пространстве с количествомизмерений кратных двум) и нестабильности атомных орбиталей, в процессе чего электроны либо рассеются, либо упадут на орбиты. Более того, именно в трёхмерном пространстве возможен очень важный переход ньютоновской нерелятивистской теории всемирного тяготения к общей теории относительности Альберта Эйнштейна, так как вдвухмерном пространстве по ОТО объекты не образуют связную систему, а при числе измерений больше трёх гравитационное взаимодействие слишком велико. Из этого вытекает ряд логичных вопросов: существуют ли зависимые друг от друга константы, существуют ли отличные от наших значения констант, случайны ли значения наших констант или существуют какието закономерности, делающие наблюдаемые значения более вероятными для появления. Постановка и попытки ответов на данные вопросы содержатсяв концепции «тонкой настройки Вселенной», которая, по своей сути, является физической составляющей антропного принципа, но выделяется многими учёными, как отдельный предмет для изучения. Конечно, тот факт, что все параметры нашего существования, как и параметры существования всей Вселенной,«подогнаны» с колоссальной точностью для условий появления разумного наблюдателя, выводит эти рассуждения далеко за рамки физики, и они приобретают философские, а в некоторых случаяхи теологические разветвления. Физика же в данном случае служитинструментом, который демонстрирует уникальность материальной среды, которая нас окружает,и пытается построить гипотетические модели Вселенных, с иными фундаментальными параметрами и законами. Так, особую популярность приобрела теория о мультивселенной, в которой рассматривается вероятное множество всех Вселенных, в том числе и наша. С этой точки зрения, тонкая настройка –это специфический набор констант, характерный для каждой уникальной Вселенной, предопределяющий достаточные и необходимые условия для рождения в ней разумного наблюдателя. Для объяснения выбора тех или иных значений шведский физик Макс Тегмарк выдвинул гипотезу о математической Вселенной[3]. Согласно этой гипотезе, любойвероятный набор фундаментальныхконстант, значения которых не противоречат друг другу и самим себе, формирует независимую и реально существующую Вселенную. Несмотря на то, что подобные тезисы невозможно подвергнуть эмпирической проверке, а, соответственно, они остаются лишь гипотезами, предположения Тегмарка не противоречат естественной логике и объясняют, почему параметры нашей Вселенной именно такие, какие мы наблюдаем. Это находит своё отражение в сильном антропной принципе, рождает новые гипотезы об уникальности нашего мира и разумной жизни в виде человека. При этом вероятные параллельные миры могут в значительной мере отличаться от нашего представления о пространстве и выходить за пределы человеческого понимания сущности бытия. Другим популярным объяснением тонкой настройки Вселенной является версия о том, что существует некая, ещё неизвестная нам, общая теория всего, законами которой должны задаваться фундаментальные параметры. Такая теория должна учитывать все существующие значения констант, необходимых для появления разумной жизни, либо же вытекать из ещё более обобщённых законов. Таким образом, можно сказать, что значения наших констант именно такие, потому что они попросту не могут быть иными. Основная проблема теорий такого рода заключается в абсолютной неполноте объяснения и создании вынужденной аксиоматики, таккак на любой обобщающий закон можно поставить логичный вопрос о его происхождении. Следовательно, в попытках объяснения одного процесса, возникает вопрос о другом процессе, что заставляет человека придумывать искусственные ограничения, играющие роль опорыдля дальнейших суждений. Подобный парадокс в виде бесконечного поиска первопричины является камнем преткновения для любой научной теории –физической, философской, математической, пытающейся объяснить путь нашей Вселенной от её рождения до наших дней. Логически невозможно построить полноценную теорию понимания окружающего нас пространства, поскольку всегда будет возникать вопрос «а что было до?», который заставляет вводить обязательные ограничения в виде постулатов, аксиом, служащих своеобразной точкой отсчёта. Такая проблема поиска причины всех причин опускается в версии о разумном замысле путём введения всё той же аксиоматики, только теперь базирующейся на основах идей креационизма. Теории креационистов признаются научным сообществом, как псевдонаучные и неоднократно опровергались с математической и логической точки зрения [4],[5].Однако не стоит путать идею «разумного творца» с концепцией деистического Бога, который после создания Вселенной и её параметровне вмешивается в естественный ход событий. В таком случае, «высший творец» является причиной всех причин, а последующие процессы и явления происходят путём естественной эволюции, но на основе той настройки, которую задал создатель. Концепция деистическоготворца во многом схожа с идеями об общей теории всего, с существенной разницей в том, что деизм имеет в себе строгое начало в виде Бога, перманентное существование которого не подвергается сомнению и принимается, как данное. Очень часто при рассмотрении антропного принципа ставится противопоставление двух взглядов на данную проблему: физического и философского. Такая формулировка является ошибочной, так как никакого противоречия между ними не возникает, даже наоборот –один из взглядов дополняет другой. Антропный принцип можно представить в виде пирожка с начинкой, в котором роль начинки (наполнителя) играет физика, а роль теста (основы) –философия. Таким образом, отвечая на серьёзный философский вопрос, мы используем в качестве главного инструмента для познания проблемы физику. Именно подобная эклектика подходов в этой теории сделала её столь популярной, как среди популяризаторов науки, так и среди масс. Сама формулировка антропного принципа может сначала показаться очень простой и даже, в некоторой степени, тавтологической. На самом деле она имеет куда более глубокое и сложное значение, но в то же время является замкнутымв себе логическим парадоксом: Вселенная имена такая, какую мы её видим, потому что существует наблюдатель, который появился, потому чтоВселенная существует именно такой, какой мы её наблюдаем. Это подводит нас к двойственному выводу: либо антропный принцип –мнимая теория, либо, в силу ограниченности человеческого разума, мы не в состоянии его понять в полной мере. Чтобы избежать кольцевых рассуждений и пустой полемики,необходимо строго разграничивать научные и псевдонаучные решения этой проблемы. В первую очередь мы задаёмся главным для человечества вопросом: «кто мы есть в этом мире и почему именно мы играем роль наблюдателя», а так жепытаемся идентифицировать своё положение в структуре бытия. Если человек является единственным разумным наблюдателем, значит ли это, что ненаблюдаемые им пространства и явления не существуют? Или же существуют, но тогда человек теряет свою абсолютную уникальность, поскольку появляется вероятность существования других Вселенных, с другими параметрами и другими разумными наблюдателями? И являютсяли, в таком случае, реальными Вселенные, в которых может отсутствовать разумный наблюдатель? К сожалению, в современной науке эти вопросы остаются без какоголибо строгогоответа. Причиной тому служит сложность, а порой даже невозможность, в эмпирической проверкемногочисленных теорий, в результате чего любая гипотеза, какой бы странной и необычной она ни была, имеетправо на существование. Именно поэтому антропный принцип подвергается сильной критике со стороны научного сообщества, как несостоятельная и слабая теория, наглядно показывающая неумение современной науки отвечать на сложные вопросы.
Ссылки на источники1.Философия науки: учеб. пособие для вузов / В.И. Родионова, К.В. Воденко, В.В. Котлярова; отв.ред. Е.Ю. Положенкова. –Шахты : ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2010. –189 с.2.Брендон Картер.Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии // Космология. Теории и наблюдения. М., 1978.369—370c.3.МаксТегмарк. The Multiverse Hierarchy, 2005.4.Майкл Икеда, Уильям Джефферис. Антропный принцип не поддерживает сверхъестественность, 2006. 5.ДжонМилл, Nature, the Utility of religion, and Theism, 1874, 167175 c.
Антропный принцип. Проблема тонкой настройки Вселенной
Аннотация.В данной статье рассматривается проблема антропного принципа, как попытки объяснения происхождения разумной жизни во Вселенной, а так же проблема тонкой настройки Вселенной, выраженной в виде точных значений фундаментальных констант, при изменении которых наше существование было бы невозможно. Затрагивается как физическая, так и философская сторона данного вопроса и ведётся рассуждение о том, является ли антропный принцип и все его возможные продолжения научной теорией или же это псевдонаучная полемика.Ключевые слова:антропный принцип, Вселенная, тонкая настройка,разумный наблюдатель, мультивселенные.
Антропный принцип является одним из главных,на сегодняшний день, принципов в космологии, который пытается объяснить происхождение разумной жизнипутём установления связей между свойствами Вселенной и возникновениемв ней наблюдателя. Иными словами, антропный принцип рассматривает взаимосвязь строго заданных фундаментальных физических констант и философского вопроса о происхождении человека во Вселенной. Впервые его сформулировал советский физик А.Л. Зельманов в своей работе «Диалектика и современное естествознание» в 1955 году, а в 1973 году британский физик Брэндон Картер ввёл в науку термин «антропный принцип»[2].Вместе с тем, Картер вывел разделение на слабый и сильный антропный принцип. Слабый антропный принципзаключается в суждении о том, что значения мировых констант именно такие, какие мы их наблюдаем, потому что в таких условиях высока вероятность появления наблюдателя. Другими словами, значения мировых констант, сильно отличающихся от наших,не наблюдаются, потому что в местах, где они возможны, нет наблюдателя. Сильный антропный принципподразумевает, что Вселенная (а, следовательно, и её основные параметры) должна быть такой и только такой, чтобы в ней на определённой стадии эволюционного развития появился наблюдатель. Данные формулировки имеют общий вид и неоднократно изменялись и модифицировались по мере изучения данной темы. Основная задача антропного принципа, как научной теории,состоит в попытке объяснить устройство мироздания и место в нём человеческого вида. Отличительная особенность его, по сравнению с теориями подобного рода, состоит в эклектике фундаментальной физики и философских вопросах о появлении жизни во Вселенной. Однако,в этом заключается и главная его проблема. Замкнутые в себе же суждения и невозможность объяснения возникновения и функционирования тех или иных аспектов Вселенной ставят под сомнения антропный принцип, как серьёзное подспорье для изучения происхождения разумной жизни и окружающей её действительности. Но, не смотря на всёэто, данная тема заслуживает внимания и подробного рассмотрения.С физической точки зрения антропный принцип рассматривает совокупность таких фундаментальный констант, как размерность пространства, значения масс элементарных частиц, заряд электрона, постоянная Планка, космологическая постоянная, скорость света, безразмерные константы фундаментальных взаимодействий и другие. В процессе изучения данных параметров выяснилось, что они не подчинены никакой закономерности, но если бы любой из них отличался от своего действительного значения, то появление разумной жизни было бы невозможно. Например, изменение значения или исключение какоголибо из квантовых чисел привело бы к невозможности существованияатомов, а соответственно и известной нам окружающей действительности и жизни. Особая размерность нашего пространства позволяет нам наблюдать многие явления, которые были бы невозможны во множестве nмерных пространств, где число nбольше или меньше 3. Количество измерений, отличающихся от привычных нам в трёхмерном пространстве, привело бы к невозможности распространения «чистых» волн (в любом пространстве с количествомизмерений кратных двум) и нестабильности атомных орбиталей, в процессе чего электроны либо рассеются, либо упадут на орбиты. Более того, именно в трёхмерном пространстве возможен очень важный переход ньютоновской нерелятивистской теории всемирного тяготения к общей теории относительности Альберта Эйнштейна, так как вдвухмерном пространстве по ОТО объекты не образуют связную систему, а при числе измерений больше трёх гравитационное взаимодействие слишком велико. Из этого вытекает ряд логичных вопросов: существуют ли зависимые друг от друга константы, существуют ли отличные от наших значения констант, случайны ли значения наших констант или существуют какието закономерности, делающие наблюдаемые значения более вероятными для появления. Постановка и попытки ответов на данные вопросы содержатсяв концепции «тонкой настройки Вселенной», которая, по своей сути, является физической составляющей антропного принципа, но выделяется многими учёными, как отдельный предмет для изучения. Конечно, тот факт, что все параметры нашего существования, как и параметры существования всей Вселенной,«подогнаны» с колоссальной точностью для условий появления разумного наблюдателя, выводит эти рассуждения далеко за рамки физики, и они приобретают философские, а в некоторых случаяхи теологические разветвления. Физика же в данном случае служитинструментом, который демонстрирует уникальность материальной среды, которая нас окружает,и пытается построить гипотетические модели Вселенных, с иными фундаментальными параметрами и законами. Так, особую популярность приобрела теория о мультивселенной, в которой рассматривается вероятное множество всех Вселенных, в том числе и наша. С этой точки зрения, тонкая настройка –это специфический набор констант, характерный для каждой уникальной Вселенной, предопределяющий достаточные и необходимые условия для рождения в ней разумного наблюдателя. Для объяснения выбора тех или иных значений шведский физик Макс Тегмарк выдвинул гипотезу о математической Вселенной[3]. Согласно этой гипотезе, любойвероятный набор фундаментальныхконстант, значения которых не противоречат друг другу и самим себе, формирует независимую и реально существующую Вселенную. Несмотря на то, что подобные тезисы невозможно подвергнуть эмпирической проверке, а, соответственно, они остаются лишь гипотезами, предположения Тегмарка не противоречат естественной логике и объясняют, почему параметры нашей Вселенной именно такие, какие мы наблюдаем. Это находит своё отражение в сильном антропной принципе, рождает новые гипотезы об уникальности нашего мира и разумной жизни в виде человека. При этом вероятные параллельные миры могут в значительной мере отличаться от нашего представления о пространстве и выходить за пределы человеческого понимания сущности бытия. Другим популярным объяснением тонкой настройки Вселенной является версия о том, что существует некая, ещё неизвестная нам, общая теория всего, законами которой должны задаваться фундаментальные параметры. Такая теория должна учитывать все существующие значения констант, необходимых для появления разумной жизни, либо же вытекать из ещё более обобщённых законов. Таким образом, можно сказать, что значения наших констант именно такие, потому что они попросту не могут быть иными. Основная проблема теорий такого рода заключается в абсолютной неполноте объяснения и создании вынужденной аксиоматики, таккак на любой обобщающий закон можно поставить логичный вопрос о его происхождении. Следовательно, в попытках объяснения одного процесса, возникает вопрос о другом процессе, что заставляет человека придумывать искусственные ограничения, играющие роль опорыдля дальнейших суждений. Подобный парадокс в виде бесконечного поиска первопричины является камнем преткновения для любой научной теории –физической, философской, математической, пытающейся объяснить путь нашей Вселенной от её рождения до наших дней. Логически невозможно построить полноценную теорию понимания окружающего нас пространства, поскольку всегда будет возникать вопрос «а что было до?», который заставляет вводить обязательные ограничения в виде постулатов, аксиом, служащих своеобразной точкой отсчёта. Такая проблема поиска причины всех причин опускается в версии о разумном замысле путём введения всё той же аксиоматики, только теперь базирующейся на основах идей креационизма. Теории креационистов признаются научным сообществом, как псевдонаучные и неоднократно опровергались с математической и логической точки зрения [4],[5].Однако не стоит путать идею «разумного творца» с концепцией деистического Бога, который после создания Вселенной и её параметровне вмешивается в естественный ход событий. В таком случае, «высший творец» является причиной всех причин, а последующие процессы и явления происходят путём естественной эволюции, но на основе той настройки, которую задал создатель. Концепция деистическоготворца во многом схожа с идеями об общей теории всего, с существенной разницей в том, что деизм имеет в себе строгое начало в виде Бога, перманентное существование которого не подвергается сомнению и принимается, как данное. Очень часто при рассмотрении антропного принципа ставится противопоставление двух взглядов на данную проблему: физического и философского. Такая формулировка является ошибочной, так как никакого противоречия между ними не возникает, даже наоборот –один из взглядов дополняет другой. Антропный принцип можно представить в виде пирожка с начинкой, в котором роль начинки (наполнителя) играет физика, а роль теста (основы) –философия. Таким образом, отвечая на серьёзный философский вопрос, мы используем в качестве главного инструмента для познания проблемы физику. Именно подобная эклектика подходов в этой теории сделала её столь популярной, как среди популяризаторов науки, так и среди масс. Сама формулировка антропного принципа может сначала показаться очень простой и даже, в некоторой степени, тавтологической. На самом деле она имеет куда более глубокое и сложное значение, но в то же время является замкнутымв себе логическим парадоксом: Вселенная имена такая, какую мы её видим, потому что существует наблюдатель, который появился, потому чтоВселенная существует именно такой, какой мы её наблюдаем. Это подводит нас к двойственному выводу: либо антропный принцип –мнимая теория, либо, в силу ограниченности человеческого разума, мы не в состоянии его понять в полной мере. Чтобы избежать кольцевых рассуждений и пустой полемики,необходимо строго разграничивать научные и псевдонаучные решения этой проблемы. В первую очередь мы задаёмся главным для человечества вопросом: «кто мы есть в этом мире и почему именно мы играем роль наблюдателя», а так жепытаемся идентифицировать своё положение в структуре бытия. Если человек является единственным разумным наблюдателем, значит ли это, что ненаблюдаемые им пространства и явления не существуют? Или же существуют, но тогда человек теряет свою абсолютную уникальность, поскольку появляется вероятность существования других Вселенных, с другими параметрами и другими разумными наблюдателями? И являютсяли, в таком случае, реальными Вселенные, в которых может отсутствовать разумный наблюдатель? К сожалению, в современной науке эти вопросы остаются без какоголибо строгогоответа. Причиной тому служит сложность, а порой даже невозможность, в эмпирической проверкемногочисленных теорий, в результате чего любая гипотеза, какой бы странной и необычной она ни была, имеетправо на существование. Именно поэтому антропный принцип подвергается сильной критике со стороны научного сообщества, как несостоятельная и слабая теория, наглядно показывающая неумение современной науки отвечать на сложные вопросы.
Ссылки на источники1.Философия науки: учеб. пособие для вузов / В.И. Родионова, К.В. Воденко, В.В. Котлярова; отв.ред. Е.Ю. Положенкова. –Шахты : ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2010. –189 с.2.Брендон Картер.Совпадение больших чисел и антропологический принцип в космологии // Космология. Теории и наблюдения. М., 1978.369—370c.3.МаксТегмарк. The Multiverse Hierarchy, 2005.4.Майкл Икеда, Уильям Джефферис. Антропный принцип не поддерживает сверхъестественность, 2006. 5.ДжонМилл, Nature, the Utility of religion, and Theism, 1874, 167175 c.
