Антропный космологічний принцип: його природничо-науковий і философско-методологический смысл

АКАДЕМІЯ УПРАВЛІННЯ ПРИ ПРЕЗИДЕНТІ РБ.

Інститут Державного управления.

РЕФЕРАТ.

На тему.

Антропный космологічний принцип:

його природничо-науковий и.

философско-методологический смысл.

Виконав Яковлєв Р. А.

МІНСЬК 2002.

АНТРОПНЫЙ КОСМОЛОГІЧНИЙ ПРИНЦИП: ЙОГО ПРИРОДНИЧО-НАУКОВИЙ І ФИЛОСОФСКО;

МЕТОДОЛОГІЧНИЙ СМЫСЛ.

Гармонія світу є джерело будь-якої краси. Ми маємо поціновувати ті повільні, і важкі кроки уперед, які помалу відкривають її нам.

А. Пуанкаре,.

французький физик-теоретик.

Навіть схематичная і загальну характеристику ідеї виникнення всього (Всесвіту) з нічого, чи вакууму, викликає в мислячого людини чимало подиву. Але справа не обмежується: тоді як вчені проникали у деталі цього процесу, їх відкривалися дедалі більше дивовижні речі. Перша їх пов’язані з так званими фундаментальними постійними, які нерідко називають ще світовими константами.

Прийнято відрізняти прості постійні величини від фундаментальних універсальних постійних. Наприклад, Земля має постійну масу, але існують інші планети, маса яких істотно відрізняється від земної. Отже, маса планети перестав бути універсальної постійної. Тоді як маса електрона чи маса протона скрізь у Всесвіті однакова, це — універсальні постійні. Специфічні властивості окремих систем залежать від чи інших законів руху, і різних початкових условий.

Але такі параметри будь-яких систем, як розмір, маса, тривалість життя і інші, з точністю до порядку величини часто визначаються виключно значеннями таких фундаментальних постійних, як гравітаційна стала, стала Планка, швидкість світла, маса електрона, маса протона і др.

Загальна кількість фундаментальних універсальних постійних невелика. Але виявляється, що з досить повний опис природи потрібно зовсім трохи таких параметрів. Деякі універсальні постійні хіба що названі, але для визначеності подальшого викладу наведемо скороченому вигляді сумарний список універсальних констант і спроби деяких похідних величин.

Наведемо приклади залежності організації та властивостей матерії Всесвіту від світових констант. Речовина, з яких спочатку утворилися зірки й галактики, складався з водню (¾) і гелію (¼).

Звідки взялися дедалі більше важкі хімічні елементи, без яких немає могла виникнути життя? Тепер відомо, що вони синтезуються у надрах зірок. Але як він потрапляє назовні? Коли масивна зірка вичерпає запаси палива (водню), її ядро стає хистким для гравітаційного стискування і її вибухає. У цьому виділяється величезне кількість гравітаційної енергії, більшість якої несеться дрібними частинками нейтрино. Така грандіозна спалах називається наднової зіркою, чи навіть наднової. Вибух наднової розкидає по галактиці збагачене важкими металами речовина проэволюционировавшей зірки. І коли утворюється нове покоління зірок і планети, то будівельним матеріалом їм служить розкиданий попіл померлих зірок. У цьому сенсі наша планета і ми сталися з зоряного пепла.

Через війну вибуху наднової утворюється і виривається назовні безліч нейтрино. Вважають, що конкурентний тиск, викликаного потоком нейтрино, здатне зірвати з ядра зірки її оболонку і розметати в пространстве.

Із списку універсальних констант видно; що гравітаційна стала дуже мала, тому гравітаційні взаємодії дуже слабкі. Так, гравітаційна взаємодія між двома атомами приблизно за 40 порядків слабше електромагнітних взаємодій. Але чи гравітація значно сильніше, структура Всесвіту докорінно змінилася бы.

Те саме і інші універсальні постійні хіба що однозначно визначають будову та властивості фізичних об'єктів Всесвіту. Позаяк ці постійні величини виникли на ранніх етапах Всесвіту, коли цих об'єктів ще було, ми маємо усі підстави, говорити, що універсальні постійні ВИЗНАЧАЮТЬ структуру нашої Вселенной.

Проте багато хто дослідники лякаються цього терміну, оскільки предзаданность, чи обумовленість, вважають долею містики. Та заодно вони дивним чином недобачають те, що самі, і навіть дуже широко, користуються такий методикою дослідження, по крайнього заходу, під час розгляду всіх ретроспективних проблем.

Це стосується й онтологическому і методологічному аспектам дослідження. У насправді, просуваючись ретроспективно до початку розширення Всесвіту, вчені походять від існуючих частинок, типів взаємодії і законів. З урахуванням справжнього (предзаданного) вони хочуть відновити події минулого такими, що з них дійти справжньому. Тобто весь процес пошуку минулого орієнтовано сьогодення та істотно визначається знанням справжнього, знанням існуючих частинок, взаємодій, законів як предзаданного.

Але річ не обмежується тим, що універсальні фундаментальні постійні визначають будову та властивості нашого Всесвіту. З іншого боку, потрібно ухвалити до уваги і те, що це (Всесвіт) народжується з нічого (в кінцевому підсумку, з первородного космічного вакууму), до того ж народжується в гігантському полум’я Великого Вибуху. Тоді неминуче виникає запитання: звідки вони взялися всі ці світові константы?

Це питання набуває ще більшу гостроту, з урахуванням, що світові константи не ізольовані, а дуже тонко підлаштовано друг під одного й надають свій вплив структуру й властивості Всесвіту у різних поєднаннях і всі разом як узгоджений ансамбль.

Насамперед, необхідно усвідомити філософський (метафізичний) сенс цього факту. Багато авторів припускають можливість випадковості тій чи іншій світової константи, що у принципі не так. Невід'ємним властивістю випадкових подій був частиною їхнього швидкоплинність, мінливість, швидка змінюваність, що несумісне з фундаментальними постійними, які незмінні діють протягом 15−20 млрд. років. Вже за одне це засвідчує лише якийсь їх необхідності. З іншого боку, упускається з погляду те, що «випадковість і необхідність засновані на причинності (у світі безпричинних явищ). Понад те, випадковість й необхідність будуються вже з й того безлічі причинно-наслідкових зв’язків, лише інтегруються векторні причинності по-різному: випадковість — це вузол чи точка перетину безлічі причинностей, а необхідність — їх геометрична сумма.

Тому навіть подумки допустити (це без будь-якого те що підстави) випадковість деякою константи, то тут для ансамблю світових констант це виключено, оскільки узгоджене пов’язане і забезпечити сталий безліч фундаментальних величин не є случайность.

Тепер вище поставлене запитання набуває гостріший звучання. Якщо що спостерігається фізична Всесвіт визначається узгодженим набором фундаментальних величин, то звідкіля взявся цей гармонійний ансамбль універсальних величин? У вихідному космічному вакуумі він навряд чи заданий. Вчені давно зауважили усе це, але ніякого фізичного принципу хто б висунув, щоб фізично пояснити походження гармонії універсальних величин.

Понад те, дослідники помітили ще одне дивовижну особливість, пов’язану з збігом великих чисел, яка направила їх у пошуки пояснення причин розвитку Всесвіту над фізиці, і аж ніяк на другий області, далекою від фізики, — в антропологічному принципі космології. Йдеться конкретно про числі 1040, яким чомусь виражаються різні фундаментальні величини і їхня соотношения.

Довкола цієї принципу досі вирують пристрасті. Хоча число 1040 виходить шляхом округлення, не підривається строгість висновків, тому що з такого гігантського числа навіть похибка в 102 мізерно мала. З іншого боку, їх кількість можна з різних посилок. Важливо інше: число 1040 повністю складається з фундаментальних постійних величин, тому має фундаментальний смысл.

На збіг великих чисел вчені звернув увагу давно. У 30-ті роки відомий фізик-теоретик Поль Дірак спробував надати цьому фізичне пояснення, яке, проте, випливало з припущення, що гравітаційна стала змінюється згодом, як і стала Хаббла, визначальна вік Всесвіту. Проте незмінність гравітаційної постійної підтверджується всі дані теоретичних та досвідчених исследований.

Зазвичай, у фізиці «спостерігач» не береться до уваги. Ряд учених взяли під сумнів це припущення, вважаючи, що будова фізичного світу невіддільне від мешканців, що спостерігають його, і невіддільне у самому фундаментальному смысле.

Вони стверджують, що справді є якийсь принцип, здійснює неймовірно тонку підстроювання Всесвіту. Тільки це фізичний, а антропный принцип. Таку думку розвивали А. Эддингтон, П. Дірак, Дж. Барроу, Р. Дікке, Б. Картер і др.

Р. Дікке однією з перших залучив біологію до пояснень незрозумілою особливості Всесвіту, які були специфічна. У 1961 року він заявив про помилковості пошуків фізичного пояснення особливостей Всесвіту. Аргументи Р. Дікке обгрунтовують, що гравітаційна стала тонкої структури як світової константи детермінує еволюцію Всесвіту в напрямі, провідному до виникнення людини, І що виникнення людини стає можливим тоді, коли вік Всесвіту (tnow) зрівняється з числовим значенням [pic]. Таким чином, біологічне пояснення фундаментальної особливості Всесвіту увінчалося успіхом там, де теоретична фізика зазнала неудачу.

Як кажуть, міркування Р. Дікке цілком логічні. Тому ідею антропного принципу вважатимуться науково обоснованной.

Здається, тут усе логічно, зрозуміло і обгрунтовано. Але саме від цього пункту починається різнобій особливих думок і поглядів на антропный принцип космології. Точніше, існує досить широке неприйняття антропного принципу як ненауковою (антинаукової) ідеї, але не матимуть скільки-небудь суворого фізичного логічного обгрунтування. Причина цього, з погляду, в світоглядних підставах — в атеїстичних упередженнях одним і розмитості світоглядної складової других.

Так, П. Девіс ремствує те що, що їхні висновки Р. Дікке не узгоджуються з коперниковской традицією, заперечує привілейоване становище Землі в просторі. Проте Р. Дікке щодо просторової выделенности tnow нічого вона каже, величина tnow сама за себе говорить про выделенности її лише у часі, тому вказане сумнів П. Дейвіса знімається. Іноді як заперечення обгрунтовується те, що антропный принцип (АП) відповідає принципу відносності класичною та релятивістської фізики. По-перше, це некоректне заперечення, оскільки принцип відносності стосується тільки руху систем відліку друг щодо друга, а цьому випадку про еволюції Всесвіту. Удругих, що стосується іншої смислового аспекти відносності - інваріантості систем відліку, то такому випадку світові константи є взірцем сталості свого действия.

Антропный принцип вимагає до центру проблеми висунути одну константу — хаббловский вік Всесвіту (точніше tnow). І далі потрібно встановити її зв’язку з іншими величинами, які характеризуються так само великими значеннями (1040).

Але така розширена позиція поки що ні опрацьована. Аби зберегти антропный, принцип для розширеного випадку, саму формулювання АП посилюють і називають цю сильним антропным принципом.

У формулюванні Б. Картера сильний АП така: «Всесвіт (і, отже, фундаментальні параметри, яких вона залежить) повинна бути такою, щоб у ній на певному етапі еволюції допускалося існування наблюдателя».

У порівнянні з цим характеристику АП, цю Робертом Дікке, Брандон Картер позначив як слабкий антропный принцип. Р. Дікке так розкриває сенс слабкого АП: наше існування як спостерігачів, які перебувають з сполук вуглецю, пояснює рівність різних відносин одному і до того ж великому числу:

На відміну від рівня цього сильний АП, розширений за змістом, фізично ще обгрунтований, тому викликає скепсис багатьох авторів. Скепсис, який звичайно підтверджується ніяким аналізом й жодними серйозними аргументами. Наприклад звернімося висловом серйозного автора, яким є П. Девіс. Сильний антропный принцип «є радикальний відхід традиційної загальної концепції наукового пояснення. По суті, він стверджує, що Всесвіт пристосована в існуванні життя І що як закони фізики, і початкові умови підлаштовуються таким чином, щоб гарантувати поява життя. У цьому плані сильний антропный принцип на кшталт традиційному релігійному поясненню світу: Бог створив світ, щоб люди населяли его».

А справи проста і полягає у ідеї обумовленості: вихідні світові константи визначають наступну еволюцію Всесвіту. Цю ідею і не сприймає Девіс, але вище зазначалося, ідея предзаданности онтологічно і методологічно виправдана. Вона залежить від Аристотеля і дуже використовують у науці, переважають у всіх ретроспективних наукових исследованиях.

Отже, слабкий антропный принцип, з погляду, вважатимуться добре обгрунтованим логічно і майже фізично. Сильний антропный принцип ще отримав достатнього фізичного обгрунтування, але логічно пов’язані з першим і доповнює его.

Ідея антропного принципу в формулюванні Р. Дікке вже не потребує захисту, оскільки її автор чудово зробив сам. Ми лише намагалися підкреслити логічність його розмірковувань та коректність його аргументації. Равносильного подолання аргументації Р. Дікке, наскільки ми знаємо, не є і навряд це возможно.

Але, попри нашу відданість антропному принципу, нас потребу не цілком задовольняють аргументи прибічників цього принципу і більше, його противників. Спільним недоліком тих і інших і те, що вони обмежуються розглядом лише зовнішніх умов, саме світових констант, і, з них, намагаються обгрунтувати чи спростувати АП.

Слід усвідомити, що умови, хоч яким фундаментальними вони були, сховані еволюції Всесвіту у її необхідності. Нам представляється, що цю необхідність можна тільки основі найближчих причин, які через свої фундаментальності мали бути зацікавленими можна з світовими константами. Разом про те, оскільки є найближчими, то необхідності повинні змінюватися в еволюції Всесвіту. Інакше висловлюючись, світові постійні мали бути зацікавленими доповнені світовими перемінними величинами. Наукою і філософією такі перемінні величини встановлено, хоча раніше їх список, можливо, ще є полным.

Перемінними ці величини є у тому сенсі, що у еволюції матеріальних систем вони якісно змінюються, розвиваються. Так, відбиток — загальне властивість матерії, але це здатна до розвитку, втілюючись в якісно різноманітні форми: елементарне відбиток лише на рівні физикохімічних взаємодій, подразливість лише на рівні живої протоплазми і, далі, як відчуттів, сприйняттів, уяви, мислення. До якісним змін здатне й те загальне властивість матерії - саморегуляція, яка може і в примітивною формі, яка виражається принципом Ле Шателье-Брауна, як гомеостазу в різних видах психічної саморегуляції, і у вигляді соціальної саморегуляції. Активність також здатна до розвитку і втілюється у різні форми взаємодії і деятельности.

Ідея доповнення світових констант універсальними перемінними величинами, з погляду, є конструктивною і эвристичной. Навіть з короткої і згубленою намітки цієї ідеї можна вивести ряд нетривіальних наслідків, проливающих світло, начебто, на нерозв’язні питання. Зазначимо два следствия.

1. Оскільки життя й розум похідні з розвитку одним і тієї ж загальних властивостей матерії, зазначених вище, всі вони (життя й розум) повинні бути порівняними до різних планетних систем і галактик. Коли різних планетах тривалість їх розвитку збігається, те й самі вони за необхідності мусять бути подібними. При різною тривалості розвитку життя розум в одній планеті може відрізнятися як завгодно істотно від розуму в інший планеті, проте так, аби внеможливити у принципі розуміння одне одного. Отож твердження цивілізацію як «чорного хмари» (Ф. Хойл), «океану мислячої плазми» (З. Лем), «розумної цвілі» (А. М. Колмогоров) ми розглядаємо, як жарти видатних авторов.

Отже, обгрунтовується можливість екстраполяції земних умов на космические.

2. З тієї ж посилки можна зробити іще одна висновок, возвеличуючий земні уявлення до космічного рівня. У насправді, позаяк життя і на планетах Галактики і Метагалактики похідні від набору одним і тієї ж загальних властивостей матерії, то, розкриваючи природу земного розуму через ці загальні властивості, ми долаємо антропоморфізм і геоцентризм і піднімаємося рівня космологічної характеристики.

Отже, для конструктивного розуміння еволюції матерії Всесвіту виходити з фундаментальних постійних величин в вигляді світових констант, але й щонайменше змінних величин як загальних властивостей матерії, що утворюють найближче підставу еволюції й дозволяють зрозуміти їх у усвідомлять її необхідність. Цим відкриваються додаткових можливостей для обгрунтування й розвитку антропологічного принципу космологии.

ВИКОРИСТАНА ЛИТЕРАТУРА.

Мотылева Л. З., Скоробогатов У. А., Судариков А. М. Концепції сучасного природознавства. — СПб.: Видавництво Союз, 2000. — 320с.