Apa Prinsip Antropik?

Itu prinsip antropik adalah keyakinan bahwa, jika kita mengambil kehidupan manusia sebagai kondisi alam semesta tertentu, para ilmuwan dapat menggunakan ini sebagai titik awal untuk mendapatkan sifat-sifat yang diharapkan dari alam semesta sebagai konsisten dengan menciptakan manusia kehidupan. Ini adalah prinsip yang memiliki peran penting dalam kosmologi, khususnya dalam mencoba berurusan dengan fine-tuning alam semesta.

Ungkapan "prinsip antropik" pertama kali diusulkan pada tahun 1973 oleh fisikawan Australia Brandon Carter. Dia mengusulkan ini pada peringatan 500 tahun kelahiran Nicolaus Copernicus, sebagai kontras dengan Prinsip Copernicus yang dipandang telah menurunkan kemanusiaan dari segala posisi istimewa di alam semesta.

Sekarang, bukan itu yang Carter pikir manusia punya pusat posisi di alam semesta. Prinsip Copernicus pada dasarnya masih utuh. (Dengan cara ini, istilah "antropik," yang berarti "berkaitan dengan umat manusia atau periode keberadaan manusia," agak disayangkan, seperti salah satu kutipan di bawah) menunjukkan.) Sebaliknya, apa yang ada dalam pikiran Carter hanyalah bahwa fakta kehidupan manusia adalah satu bukti yang tidak dapat, dalam dan dari dirinya sendiri, menjadi sepenuhnya didiskon. Seperti yang dia katakan, "Meskipun situasi kita belum tentu sentral, itu pasti istimewa bagi beberapa orang Sejauh ini. "Dengan melakukan ini, Carter benar-benar mempertanyakan konsekuensi yang tidak berdasar dari Copernican prinsip.

Sebelum Copernicus, sudut pandang standar adalah bahwa Bumi adalah tempat khusus, taat secara fundamental hukum-hukum fisika yang berbeda dari seluruh alam semesta - langit, bintang-bintang, planet-planet lain, dll. Dengan keputusan bahwa Bumi tidak berbeda secara fundamental, sangat wajar untuk menganggap sebaliknya: Semua wilayah di alam semesta adalah identik.

Kita tentu saja dapat membayangkan banyak alam semesta yang memiliki sifat fisik yang tidak memungkinkan keberadaan manusia. Sebagai contoh, mungkin alam semesta bisa terbentuk sehingga tolakan elektromagnetik lebih kuat daripada daya tarik interaksi nuklir yang kuat? Dalam hal ini, proton akan mendorong satu sama lain daripada mengikat bersama menjadi inti atom. Atom, seperti yang kita ketahui, tidak akan pernah terbentuk... dan karenanya tidak ada kehidupan! (Setidaknya seperti yang kita tahu.)

Bagaimana sains dapat menjelaskan bahwa alam semesta kita tidak seperti ini? Menurut Carter, fakta bahwa kita dapat mengajukan pertanyaan berarti kita jelas tidak bisa berada di alam semesta ini... atau alam semesta lain apa pun yang membuat kita tidak mungkin ada. Alam semesta lainnya bisa telah terbentuk, tetapi kami tidak akan berada di sana untuk mengajukan pertanyaan.

Carter menyajikan dua varian dari prinsip antropik, yang telah disempurnakan dan dimodifikasi selama bertahun-tahun. Kata-kata dari dua prinsip di bawah ini adalah milik saya, tetapi saya pikir menangkap elemen kunci dari formulasi utama:

• Prinsip Antropik Lemah (WAP): Nilai-nilai ilmiah yang diamati harus dapat memungkinkan di sana untuk setidaknya ada satu wilayah alam semesta yang memiliki sifat fisik yang memungkinkan manusia ada, dan kita ada di dalam wilayah itu.
• Prinsip Antropik Yang Kuat (WAP): Alam semesta harus memiliki sifat-sifat yang memungkinkan kehidupan ada di dalamnya pada titik tertentu.

Prinsip Antropik yang Kuat sangat kontroversial. Dalam beberapa hal, karena kita memang ada, ini menjadi tidak lebih dari sebuah disangkal. Namun, dalam buku 1986 yang kontroversial Prinsip Antropik Kosmologis, fisikawan John Barrow dan Frank Tipler mengklaim bahwa "keharusan" bukan hanya fakta berdasarkan pengamatan di alam semesta kita, tetapi lebih merupakan persyaratan mendasar bagi setiap alam semesta untuk eksis. Mereka mendasarkan argumen kontroversial ini sebagian besar pada fisika kuantum dan Prinsip Antropik Partisipatif (PAP) diusulkan oleh fisikawan John Archibald Wheeler.

Jika Anda berpikir bahwa mereka tidak bisa lebih kontroversial dari ini, Barrow dan Tipler melangkah lebih jauh daripada Carter (atau bahkan Wheeler), membuat klaim yang memegang kredibilitas sangat sedikit dalam komunitas ilmiah sebagai kondisi mendasar dari alam semesta:

Prinsip Antropik Final (FAP): Pemrosesan informasi yang cerdas harus muncul di Semesta, dan, begitu muncul, ia tidak akan pernah mati.

Sebenarnya tidak ada pembenaran ilmiah untuk meyakini bahwa Prinsip Antropik Akhir memiliki makna ilmiah apa pun. Sebagian besar percaya itu sedikit lebih dari klaim teologis yang mengenakan pakaian ilmiah yang samar-samar. Namun, sebagai spesies "pemrosesan informasi yang cerdas", saya kira mungkin tidak ada salahnya untuk tetap menggunakan yang satu ini... setidaknya sampai kita mengembangkan mesin cerdas, dan kemudian saya kira bahkan FAP mungkin memungkinkan untuk kiamat robot.

Seperti yang dinyatakan di atas, versi lemah dan kuat dari prinsip antropik, dalam beberapa hal, benar-benar disangkal tentang posisi kita di alam semesta. Karena kita tahu bahwa kita ada, kita dapat membuat klaim spesifik tertentu tentang alam semesta (atau setidaknya wilayah alam semesta kita) berdasarkan pada pengetahuan itu. Saya pikir kutipan berikut ini meringkas pembenaran untuk sikap ini:

"Jelas, ketika makhluk di planet yang mendukung kehidupan memeriksa dunia di sekitar mereka, mereka terikat untuk menemukan bahwa lingkungan mereka memenuhi kondisi yang mereka butuhkan untuk ada.

Dimungkinkan untuk mengubah pernyataan terakhir itu menjadi prinsip ilmiah: Keberadaan kita sendiri memaksakan aturan yang menentukan dari mana dan pada jam berapa kita bisa mengamati alam semesta. Yaitu, fakta keberadaan kita membatasi karakteristik jenis lingkungan tempat kita menemukan diri kita. Prinsip itu disebut prinsip antropik yang lemah... Istilah yang lebih baik daripada "prinsip antropik" akan menjadi "prinsip seleksi," karena prinsip tersebut mengacu pada bagaimana pengetahuan kita sendiri tentang keberadaan kita memaksakan aturan yang memilih, dari semua lingkungan yang memungkinkan, hanya lingkungan dengan karakteristik yang memungkinkan kehidupan." -- Stephen Hawking & Leonard Mlodinow, Desain Grand

Peran kunci dari prinsip antropik dalam kosmologi adalah dalam membantu memberikan penjelasan mengapa alam semesta kita memiliki sifat-sifatnya. Dulu para kosmolog benar-benar percaya bahwa mereka akan menemukan semacam properti fundamental yang menetapkan nilai-nilai unik yang kita amati di alam semesta kita... tetapi ini belum terjadi. Alih-alih, ternyata ada berbagai nilai di alam semesta yang tampaknya membutuhkan rentang yang sangat sempit dan spesifik agar alam semesta kita berfungsi sebagaimana mestinya. Ini telah dikenal sebagai masalah fine-tuning, dalam hal ini adalah masalah untuk menjelaskan bagaimana nilai-nilai ini begitu halus untuk kehidupan manusia.

Prinsip antropik Carter memungkinkan adanya jagat raya yang memungkinkan secara teoretis, yang masing-masing berisi sifat fisik yang berbeda, dan milik kita milik (relatif) set kecil dari mereka yang akan memungkinkan manusia kehidupan. Ini adalah alasan mendasar yang oleh fisikawan diyakini mungkin ada banyak alam semesta. (Lihat artikel kami: "Mengapa Ada Banyak Alam Semesta?")

Alasan ini telah menjadi sangat populer di kalangan tidak hanya kosmologis, tetapi juga fisikawan yang terlibat teori string. Fisikawan telah menemukan bahwa ada banyak kemungkinan varian teori string (mungkin sebanyak 10⁵⁰⁰, Yang benar-benar mengejutkan pikiran... bahkan pikiran para ahli teori string!) yang beberapa, terutama Leonard Susskind, sudah mulai mengadopsi sudut pandang bahwa ada yang luas lanskap teori string, yang mengarah ke banyak alam semesta dan penalaran antropik harus diterapkan dalam mengevaluasi teori-teori ilmiah yang terkait dengan tempat kita di lanskap ini.

Salah satu contoh terbaik dari penalaran antropik datang ketika Stephen Weinberg menggunakannya untuk memprediksi nilai yang diharapkan konstanta kosmologis dan mendapat hasil yang meramalkan nilai kecil tapi positif, yang tidak sesuai dengan harapan hari itu Hampir satu dekade kemudian, ketika fisikawan menemukan perluasan alam semesta semakin cepat, Weinberg menyadari bahwa alasan antropiknya yang sebelumnya telah tepat:

"... Tak lama setelah penemuan alam semesta kita yang semakin cepat, fisikawan Stephen Weinberg mengusulkan, berdasarkan argumen yang telah dia kembangkan lebih dari satu dekade sebelumnya - sebelum penemuan energi gelap-bahwa... mungkin nilai konstanta kosmologis yang kita ukur hari ini entah bagaimana "antropis" dipilih. Yaitu, jika entah bagaimana ada banyak alam semesta, dan di setiap alam semesta nilai energi ruang kosong mengambil nilai yang dipilih secara acak berdasarkan beberapa probabilitas distribusi di antara semua energi yang mungkin, maka hanya di alam semesta di mana nilainya tidak jauh berbeda dari apa yang kita ukur akan hidup seperti yang kita tahu dapat berkembang... Dengan kata lain, tidak terlalu mengejutkan menemukan bahwa kita hidup di alam semesta tempat kita dapat hidup! " - Lawrence M. Krauss,

Benar-benar tidak ada kekurangan kritik terhadap prinsip antropik. Dalam dua kritik teori string yang sangat populer, Lee Smolin Masalah dengan Fisika dan Peter Woit Bahkan tidak salah, prinsip antropik dikutip sebagai salah satu poin utama pertikaian.

Para kritikus membuat poin yang valid bahwa prinsip antropik adalah sesuatu yang menghindar, karena itu membingkai ulang pertanyaan yang biasanya ditanyakan oleh sains. Alih-alih mencari nilai-nilai spesifik dan alasan mengapa nilai-nilai itu adalah apa adanya, itu sebagai gantinya memungkinkan untuk seluruh rentang nilai selama mereka konsisten dengan tujuan yang sudah diketahui hasil. Ada sesuatu yang secara mendasar mengganggu tentang pendekatan ini.