Was ist das anthropische Prinzip?

Das anthropisches Prinzip ist der Glaube, dass Wissenschaftler, wenn wir das menschliche Leben als einen gegebenen Zustand des Universums betrachten, dies als verwenden können der Ausgangspunkt, um die erwarteten Eigenschaften des Universums als konsistent mit der Erschaffung des Menschen abzuleiten Leben. Es ist ein Prinzip, das eine wichtige Rolle in der Kosmologie spielt, insbesondere bei dem Versuch, mit der scheinbaren Feinabstimmung des Universums umzugehen.

Der Ausdruck "anthropisches Prinzip" wurde erstmals 1973 vom australischen Physiker Brandon Carter vorgeschlagen. Er schlug dies am 500. Jahrestag der Geburt von vor Nikolaus Kopernikusim Gegensatz zum Kopernikanisches Prinzip das wird als Herabstufung der Menschheit von jeder privilegierten Position innerhalb des Universums angesehen.

Nun ist es nicht so, dass Carter dachte, Menschen hätten eine zentral Position im Universum. Das kopernikanische Prinzip war im Grunde noch intakt. (Auf diese Weise ist der Begriff "anthropisch", der "sich auf die Menschheit oder die Periode der Existenz des Menschen bezieht" bedeutet, etwas unglücklich, wie eines der folgenden Zitate deutet stattdessen darauf hin, dass Carter lediglich daran gedacht hatte, dass die Tatsache des menschlichen Lebens ein Beweisstück ist, das an und für sich nicht vollständig sein kann ermäßigt. Wie er sagte: "Obwohl unsere Situation nicht unbedingt zentral ist, ist sie für einige unweigerlich privilegiert Ausmaß. "Auf diese Weise stellte Carter eine unbegründete Konsequenz des Kopernikaners wirklich in Frage Prinzip.

Vor Copernicus war der Standardstandpunkt, dass die Erde ein besonderer Ort war, der grundsätzlich gehorchte andere physikalische Gesetze als der ganze Rest des Universums - der Himmel, die Sterne, die anderen Planeten, etc. Mit der Entscheidung, dass die Erde nicht grundlegend anders war, war es sehr natürlich, das Gegenteil anzunehmen: Alle Regionen des Universums sind identisch.

Wir könnten uns natürlich viele Universen vorstellen, die physikalische Eigenschaften haben, die keine menschliche Existenz zulassen. Zum Beispiel könnte sich das Universum so gebildet haben, dass die elektromagnetische Abstoßung stärker war als die Anziehungskraft der starken nuklearen Wechselwirkung? In diesem Fall würden sich die Protonen auseinander drücken, anstatt sich zu einem Atomkern zu verbinden. Atome, wie wir sie kennen, würden sich niemals bilden... und damit kein Leben! (Zumindest so wie wir es kennen.)

Wie kann die Wissenschaft erklären, dass unser Universum nicht so ist? Nun, laut Carter bedeutet die Tatsache, dass wir die Frage stellen können, dass wir offensichtlich nicht in diesem Universum sein können... oder irgendein anderes Universum, das es uns unmöglich macht zu existieren. Diese anderen Universen könnten gebildet haben, aber wir wären nicht da, um die Frage zu stellen.

Carter präsentierte zwei Varianten des anthropischen Prinzips, die im Laufe der Jahre stark verfeinert und modifiziert wurden. Der Wortlaut der beiden folgenden Prinzipien ist mein eigener, aber ich denke, er erfasst die Schlüsselelemente der Hauptformulierungen:

• Schwaches anthropisches Prinzip (WAP): Beobachtete wissenschaftliche Werte müssen es ermöglichen, dass mindestens eine Region des Universums existiert, deren physikalische Eigenschaften es dem Menschen ermöglichen, zu existieren, und wir existieren innerhalb dieser Region.
• Starkes anthropisches Prinzip (WAP): Das Universum muss Eigenschaften haben, die es ermöglichen, dass irgendwann Leben in ihm existiert.

Das starke anthropische Prinzip ist sehr umstritten. In gewisser Weise wird dies, da wir existieren, nichts weiter als eine Binsenweisheit. In ihrem umstrittenen Buch von 1986 jedoch Das kosmologische anthropische PrinzipDie Physiker John Barrow und Frank Tipler behaupten, dass das "Muss" nicht nur eine Tatsache ist, die auf der Beobachtung in unserem Universum beruht, sondern vielmehr eine Grundvoraussetzung für die Existenz eines Universums. Sie stützen dieses kontroverse Argument weitgehend auf die Quantenphysik und die Partizipatives anthropisches Prinzip (PAP) vorgeschlagen vom Physiker John Archibald Wheeler.

Wenn Sie denken, dass sie nicht kontroverser werden könnten, gehen Barrow und Tipler viel weiter als Carter (oder sogar) Wheeler), eine Behauptung aufzustellen, die in der wissenschaftlichen Gemeinschaft als Grundbedingung der Universum:

Final Anthropic Principle (FAP): Intelligente Informationsverarbeitung muss im Universum entstehen, und wenn sie einmal existiert, wird sie niemals aussterben.

Es gibt wirklich keine wissenschaftliche Rechtfertigung für die Annahme, dass das endgültige anthropische Prinzip eine wissenschaftliche Bedeutung hat. Die meisten glauben, es sei kaum mehr eine theologische Behauptung, die in vage wissenschaftliche Kleidung gekleidet ist. Dennoch, als "intelligente informationsverarbeitende" Spezies, könnte es nicht schaden, die Daumen zu drücken... Zumindest bis wir intelligente Maschinen entwickeln, und dann könnte sogar der FAP eine Roboterapokalypse zulassen.

Wie oben erwähnt, sind die schwachen und starken Versionen des anthropischen Prinzips in gewissem Sinne wirklich Binsenweisheiten über unsere Position im Universum. Da wir wissen, dass wir existieren, können wir basierend auf diesem Wissen bestimmte spezifische Aussagen über das Universum (oder zumindest unsere Region des Universums) machen. Ich denke, das folgende Zitat fasst die Rechtfertigung für diese Haltung gut zusammen:

"Wenn die Wesen auf einem Planeten, der das Leben unterstützt, die Welt um sich herum untersuchen, müssen sie offensichtlich feststellen, dass ihre Umgebung die Bedingungen erfüllt, die sie für ihre Existenz benötigen.

Es ist möglich, diese letzte Aussage in ein wissenschaftliches Prinzip umzuwandeln: Unsere Existenz legt Regeln fest, die bestimmen, von wo und zu welcher Zeit wir das Universum beobachten können. Das heißt, die Tatsache unseres Seins schränkt die Eigenschaften der Art von Umgebung ein, in der wir uns befinden. Dieses Prinzip nennt man das schwache anthropische Prinzip... Ein besserer Begriff als "anthropisches Prinzip" wäre "Auswahlprinzip" gewesen, weil sich das Prinzip darauf bezieht, wie unser eigenes Wissen über Unsere Existenz legt Regeln fest, die aus allen möglichen Umgebungen nur diejenigen Umgebungen mit den Eigenschaften auswählen, die dies zulassen Leben." -- Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Das großartige Design

Die Schlüsselrolle des anthropischen Prinzips in der Kosmologie besteht darin, eine Erklärung dafür zu liefern, warum unser Universum die Eigenschaften hat, die es besitzt. Früher glaubten Kosmologen wirklich, sie würden eine grundlegende Eigenschaft entdecken, die die einzigartigen Werte festlegt, die wir in unserem Universum beobachten... aber das ist nicht passiert. Stattdessen stellt sich heraus, dass es im Universum eine Vielzahl von Werten gibt, die einen sehr engen, spezifischen Bereich erfordern, damit unser Universum so funktioniert, wie es funktioniert. Dies ist als Feinabstimmungsproblem bekannt geworden, da es ein Problem ist, zu erklären, wie diese Werte für das menschliche Leben so fein abgestimmt sind.

Carters anthropisches Prinzip erlaubt eine breite Palette theoretisch möglicher Universen, die jeweils enthalten verschiedene physikalische Eigenschaften, und unsere gehört zu der (relativ) kleinen Menge von ihnen, die den Menschen ermöglichen würden Leben. Dies ist der grundlegende Grund, warum Physiker glauben, dass es wahrscheinlich mehrere Universen gibt. (Siehe unseren Artikel: "Warum gibt es mehrere Universen?")

Diese Argumentation ist nicht nur bei Kosmologen, sondern auch bei den beteiligten Physikern sehr beliebt geworden Stringtheorie. Physiker haben herausgefunden, dass es so viele mögliche Varianten der Stringtheorie gibt (vielleicht sogar 10)⁵⁰⁰, was den Verstand wirklich verwirrt... sogar die Gedanken von Stringtheoretikern!), die einige, insbesondere Leonard Susskind, haben begonnen, den Standpunkt zu vertreten, dass es eine riesige gibt Stringtheorie Landschaft, was zu mehreren Universen führt, und anthropisches Denken sollte bei der Bewertung wissenschaftlicher Theorien angewendet werden, die sich auf unseren Platz in dieser Landschaft beziehen.

Eines der besten Beispiele für anthropisches Denken war Stephen Weinberg, der damit den erwarteten Wert des Denkens vorhersagte kosmologische Konstante und erhielt ein Ergebnis, das einen kleinen, aber positiven Wert vorhersagte, der nicht den Erwartungen von entsprach der Tag. Fast ein Jahrzehnt später, als Physiker entdeckten, dass sich die Expansion des Universums beschleunigte, erkannte Weinberg, dass seine früheren anthropischen Überlegungen genau richtig waren:

"... Kurz nach der Entdeckung unseres sich beschleunigenden Universums schlug der Physiker Stephen Weinberg vor, basierend auf einem Argument, das er mehr als ein Jahrzehnt zuvor entwickelt hatte - vor der Entdeckung von dunkle Energie-Das... Vielleicht wurde der Wert der kosmologischen Konstante, die wir heute messen, irgendwie "anthropisch" ausgewählt. Das heißt, wenn es irgendwie viele Universen gäbe und in jedem Universum der Wert der Energie des leeren Raums einen zufällig ausgewählten Wert annimmt, basierend auf einer gewissen Wahrscheinlichkeit Verteilung auf alle möglichen Energien, dann nur in jenen Universen, in denen der Wert nicht so verschieden von dem ist, was wir messen, würde das Leben, wie wir es kennen, in der Lage sein entwickeln... Anders ausgedrückt, es ist nicht verwunderlich, dass wir in einem Universum leben, in dem wir leben können! " - Lawrence M. Krauss,

An Kritikern des anthropischen Prinzips mangelt es wirklich nicht. In zwei sehr populären Kritiken der Stringtheorie, Lee Smolins Das Problem mit der Physik und Peter Woits Nicht einmal falschwird das anthropische Prinzip als einer der Hauptstreitpunkte angeführt.

Die Kritiker machen einen gültigen Punkt, dass das anthropische Prinzip so etwas wie ein Ausweichen ist, weil es die Frage neu formuliert, die die Wissenschaft normalerweise stellt. Anstatt nach bestimmten Werten und dem Grund zu suchen, warum diese Werte so sind, wie sie sind, ist es ermöglicht stattdessen einen ganzen Wertebereich, solange sie mit einem bereits bekannten Ende übereinstimmen Ergebnis. Dieser Ansatz hat etwas grundlegend Beunruhigendes.