人择原理
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在宇宙學中， 人择原理 的基礎是基於真實宇宙的有效理論，一致都是由人類跟有機化合物開始到現在的宇宙.
舉例來說, 人择原理指出如果萬物與自然定律存在, 那時萬物與自然定將會被人類發現. 如果萬物與自然定律不是那個型態出現的話, 人類就不會知道這些定律是什樣出現的. 如果只有在像我們的很少的一些宇宙中, 智慧及生命才得以發展并能質疑:"為何宇宙是我們看到的這種樣子?" 回答很簡單:"如果它不是這個樣子,我們就不會在這里."
在宇宙學中, 科學家努力地接受這個理論, 但仍然是保持少少的質疑及混淆.
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[编辑] 理論由來
首次發表這個理論的是天文物理學家布兰登·卡特，在1973年的記念哥白尼誕辰500周年的"宇宙理論觀測數據"會議上。他的论文中明确阐述的人择原理，完全站在了所谓的哥白尼原理（并不是由哥白尼提出的）的反面——哥白尼原理否认了人类在宇宙中的特殊地位。（就如同哥白尼所主张的，地球并不是宇宙的中心，如今我们知道太阳是一颗位于典型银河系的典型恒星。）卡特的论文，“大数重合与宇宙论中的人择原理”包含了下列陈述：“虽然我们所处的位置不一定是中心，但不可避免的，在某种程度上处于特殊的地位。” (IAUS 63 (1974) 291). [1]
[编辑] 支持者及不同版本
人擇原理的支持者提出，我們之所以活在一個看似調控得如此準確，以至能孕育我們所知的生命的宇宙之中，是因為如果宇宙不是調控得如此準確，人類便不會存在，更遑論觀察宇宙。
若任何一個基本物理常數是跟現在的有足夠的差異，那麼我們所知的生命便不能存在，更不會有智慧生物去思考宇宙。有論文指出,(弱)人擇原理能解釋精細結構常數、宇宙的維數、和宇宙常數等物理常數。
我們需要分辨人擇原理的弱、強、最終和其他版本，因為字眼上的些微變化便會令含意產生巨大的不同。人擇原理的主要版本有:
- 弱人擇原理(Weak anthropic principle (WAP)): "物理学和宇宙学的所有量的观测值，不是同等可能的；它们偏爱那些应该存在使碳基生命得以进化的地域以及宇宙应该足够年老以便做到这点等等条件所限定的数值。" (约翰·D·巴罗和弗兰克·J·蒂普勒, 1986)
- 韦氏字典给出了下列定义：被观测的宇宙的环境，必须允许观测者的存在。
- 強人擇原理(Strong anthropic principle (SAP)):
- Barrow和Tipler提出的强人择原理的版本是“宇宙必须具备允许生命在其某个历史阶段得以在其中发展的那些性质。”
- 另一版本的强人择原理仅仅是古典设计理论披上了现代的宇宙学外衣。它暗示道生命的产生是宇宙形成意图的一部分，而自然法则和基本常数都被设定为保证我们所知的生命得以产生。("The Rejection of 帕斯卡赌注")
- 最終人擇原理(Final anthropic principle (FAP)): “包含智慧的信息处理过程一定会在宇宙中出现，而且，一旦它出现了就不会灭亡。” (Barrow和Tipler，1986)
- 马丁·加德纳在对Barrow和Tipler著作的评论中嘲笑了人择原理的这一最终版本，以完全荒谬人择原理(Completely ridiculous anthropic principle (CRAP))为题：“生命将会掌握所有的物质和力量，不止在一个宇宙，而是在所有逻辑上可能存在的宇宙；生命将会传播到逻辑上可能存在的所有宇宙的每一个角落，而且将会储有所有逻辑上可能被理解的、无限的知识。”
在卡特最初的定义中，弱人择原理仅仅涉及到确定的“宇宙学”参数，即我们在宇宙中空间和时间上的位置，而没有牵涉到后来属于强人择原理的基本物理常数的值。他同样也只是提到“观测者”而不是“碳基生命”。不过这些模棱两可的话却是导致无休止的对于各种版本人择原理误解的原因。
智能设计的支持者声称得到了强人择原理的理论支持。一方面，多宇宙理论或称为多选择宇宙理论的存在是基于另一些理由，而弱人择原理提供了一个貌似正确的理由，来解释我们宇宙的良好秩序。假定存在可以支持智能生命的宇宙，那么实际上这种宇宙必定存在，而我们的宇宙无疑也是其中之一。然而，多选择的智能设计并不仅限于多选择宇宙理论的假定。不过有些进化论的支持者同样声称得到了人择原理的理论支持，例如Ikeda and Jefferys (2006)就认为人择原理是表面上支持实际上否定了智能设计。(discussed in more detail under fine tuning).
[编辑] 人择宇宙哲學原理
The most thorough extant study of the anthropic principle is the controversial book The Anthropic Cosmological Principle by John D. Barrow, a cosmologist, and Frank J. Tipler, a mathematical physicist. This book contains an extensive review of the relevant history of ideas, because its authors believe that the anthropic principle has important antecedents in the notions of intelligent design, the philosophies of Fichte, Hegel, Bergson, and Whitehead, and the omega point cosmology of Teilhard de Chardin. Barrow and Tipler carefully distinguish teleological reasoning from eutaxiological reasoning; the former asserts that order must have a consequent purpose; the latter asserts more modestly that order must have a planned cause. They attribute this important but nearly always overlooked distinction to Hicks (1883).
巴罗和蒂普勒详细地阐述了看起来无法相信的巧合，这些巧合使我们的宇宙具有特色，并使我们人类进化。他们认为只有人择原理能搞清楚这大量的巧合的意义。无论是原子的能量级还是弱核力的精确力量都好像是为了适应我们的生存。宇宙中碳基生物的存在可能与一些自变量参数值有关，假设这些参数值变化很少，那碳基生物就可能不存在了。尽管巴罗和蒂普勒的作品属于理论物理学，它仍然讨论了化学和地质学的多种相关话题。
在1983年，布兰登修正了他1974年的论文，认为人择原理在最初的形式上只是要引起天体物理学家和宇宙学家的警惕，那就是如果他们没有考虑观察者的生物本性所导致的呈上升趋势的限制，天文学和宇宙学的数据翻译工作将会出现错误。反过来，卡特还警告发展生物学家，当他们翻译报告的时候也要考虑天文学和宇宙学的因素。由此，卡特总结，介于对于宇宙年龄的最好估计（当时是150亿年，现在是137亿年），发展链可能只允许一个或两个的低可能链。A.Feoli和S.Rampone（"强人择原理是否太弱" 1999)介于宇宙的大小和可能的星球数量，认为有更多的低可能链。有更多的低可能链的数量和生命的出现以及随后的进化需要智能设计不太相符。
观察宇宙论和量子引力理论的最新著作使得人们对于人择原理重新感兴趣。量子引力试图把其他的力量统一到引力上。然而，一旦有了有前途的理论，这些理论却又会出现问题，那就是基本物理常数是不受限制的。这种观察的诱导更多地来自于对于数量的精确估计，比如说是宇宙密度。最近对于宇宙的密度估计是0.3，同时宇宙论里从这个估测中预测了一个和这个0.3几乎差不多的结论。
对于人择理论有了些不一样的选择，大多数存在一些乐观的理论认为万物学说最终会被发现，这个学说联合了宇宙中所有的力量，通过获取所有颗粒的特性而获得。万物学说包括了M-理论和量子引力的多种理论，虽然所有的这些理论都被认为是演绎性的。另一种就是李·斯莫林的宇宙论的自然选择模型，这也被认为是多种宇宙，这个理论认为如果这些宇宙和我们的宇宙有相同的性质的时候，那么这些宇宙就会更丰富。这也能在加德纳和他的"利己主义生物宇宙学假说"中见到。
[编辑] 有關批評
有些人批评一些形式的人择原理，他们争论人择原理中估计生命的化学本质是碳的化合物和液体水是一种诉诸无知。（有时候被称为碳沙文主义或生物化学），允许碳基生物进化的物理常数的界限也预想的要少了很多限制。(Stenger 2000).
弱人择原理的支持者和反对者都批评者都批评他是一种赘述。它陈述的不是些容易理解的东西而是些琐碎的真理。人择原理认为，我们对于宇宙学的思考实际与一个小范围内减少的数值。批评者认为这简直赘述了一个事实，那就是“如果事情本来就是不同的，那它就是不同的”。如果这种批评是成立的,那么弱人择原理就理所当然变得没有意义了。因为这就意味着宇宙为了使我们能存在来思考它，它就必须要使自己变得让我们生存。Peter Schaefer否认了这种观点，他认为虽然弱人择原理是讲的大家都知道的道理，但却不能推翻它，因为人们不能因为这个理论本来就是对的就驳斥这个理论。还有，很显然，人择原理中强调的因果关系的方向是错误的。人类进化是为了适应当前的宇宙、宇宙常数和所有的一切，而不是宇宙适应人类，那就是说是因为我们适应了宇宙，宇宙却不是专门为了适应我们的。
强人择原理的批评者认为它既不是可试验的也不是可证伪的。FAP在最终人择原理中被详尽的讨论了。巴罗和蒂普勒（1986）认为虽然最终人择原理是一个站得住脚的物理学观点，它也还是“和道德价值非常接近”。
霍金认为我们所处的宇宙并不如人择原理的拥护者所说得这般“特别”。他认为有98%的可能一个宇宙大爆炸会产生同我们一样的宇宙。然而，诸如霍金所使用的这些方程式是否能得出这样的结论，什么样的宇宙可被称为是“和我们一样”，这些问题在科学上都是重要的。
霍金的波函数（一些关于数学方程的物理意义的争论就连作者本人薛定谔都不能理解）陈述了宇宙在与比它先出现的事物没有联系的情况下是如何形成的，也就是说，它是怎样从零产生的。然而，从2004年起，这个理论就在不断地被争论，而且，正如霍金在1988年所写的，“是什么打破了这种平衡从而创造了一个宇宙去解释它们？……为什么宇宙要不遗餘力地去打扰现有的东西？”“从无到有”是形而上学的一个根本问题。
[编辑] 人择原理的偏見與推論
在2002年，尼克·博斯特罗提出：“有没有可能把观察选择效应总结成简单的表述？”他认为这是可能的。但是，许多人择原理是非常令人疑惑的。特别是一些从卡特的重要论文中得到灵感的，虽然是不错的，但是他们太缺乏说服力，不能作为真正的科学作品。尤其是我认为现存的一些方法不允许任何由同时代的宇宙学理论中得到的观测结果，尽管这些理论根据经验显然能被而且已经被天文学家检验着，一种更充分的关于观察选择效应该如何加以考虑的政策才能够打破这种方法上的鸿沟。
他的自我选样假定是“你必须把自己想像成一个适合的参考组中的随机观察员”，在我们不知道自己在宇宙中所处的位置，甚至不知道我们是谁的前提下，他引伸了人择原理偏见和人择原理推论。这也许还能够成为克服多种认知偏见的方法，这种认知偏见限制了人类天生的观察以及运用数学了解宇宙模型的能力，这在数学认知科学中也有提到。
[编辑] 人择原理與弦理論
弦理论预示着有很多可能的宇宙，被称为背景或是真空。真空也常被称作“弦景观”或“string landscape”,Leonard Susskind认为有了很多的真空的存在时的人择原理的推论变得非常有力。另一些人，特别是戴维·格罗斯、Lubos Motl、Peter Woit, 认为这是没有预言性的。在他的关于string landscape的论文中，Steven Weinberg(2005) 提出人择原理是现代科学的“转折点”。
[编辑] 參閱
- Anthropic landscape
- Big Bounce
- 宇宙自然选择
- Doomsday argument
- 良序宇宙
- Inverse gambler's fallacy
- rare Earth hypothesis
- 目的论
[编辑] 參考資料
- John D. Barrow and Frank J. Tipler, 1986. The Anthropic Cosmological Principle. Oxford Univ. Press. ISBN 0192821474
- Nick Bostrom, 2002. Anthropic Bias: Observation Selection Effects in Science and Philosophy. Routledge. ISBN 0415938589
- Craig, William Lane, 1987, "Critical review of The Anthropic Cosmological Principle," International Philosophical Ouarterly 27: 437- 47.
- Martin Gardner, "WAP, SAP, PAP, and FAP," The New York Review of Books 23, No. 8 (May 8, 1986): 22-25.
- Hawking，Stephen W. (1988). A Brief History of Time, p.174，New York: Bantam Books. ISBN 0-553-34614-8.
- Hicks, L. E., 1883. A Critique of Design Arguments. New York: Scribner's.
- Simon Conway Morris, 2003. Life's Solution: Inevitable Humans in a Lonely Universe. Cambridge Univ. Press.
- Stenger, Victor J., 1999, "Anthropic design," The Skeptical Inquirer 23 (August 31 1999): 40-43
- ------, 2000. Timeless Reality: Symmetry, Simplicity, and Multiple Universes. Prometheus Books.
- Taylor, Stuart Ross, 1998. Destiny or Chance: Our Solar System and Its Place in the Cosmos. Cambridge Univ. Press.
- Max Tegmark, 1997, "On the dimensionality of spacetime," Classical and Quantum Gravity 14: L69-L75. A simple anthropic argument for why there are 3 spatial and 1 temporal dimensions.
- Ward, P. D., and Brownlee, D., 2000. Rare Earth: Why Complex Life is Uncommon in the Universe. Springer Verlag.
[编辑] 鍵接
- A. Feoli, and S. Rampone (1999). "Is the Strong Anthropic Principle too weak?". Nuovo Cim. B114: 281–289. arXiv:{{{1}}}/{{{2}}}.
- Gardner, James N., 2005, "The Physical Constants as Biosignature: An anthropic retrodiction of the Selfish Biocosm Hypothesis," International Journal of Astrobiology.
- Ikeda, Michael, and Jefferys, Bill, 2006, "The Anthropic Principle Does Not Support Supernaturalism."
- Kane, Gordon L., Malcolm J. Perry, and Anna N. Zytkow (2002). "The Beginning of the End of the Anthropic Principle". New Astron. 7: 45–53. arXiv:{{{1}}}/{{{2}}}.
- Tegmark, Max, 1998, "Is `the theory of everything' merely the ultimate ensemble theory?" Annals of Physics 270: 1-51.
- Chown, Marcus, "Anything Goes," New Scientist, 6 June 1998. On Max Tegmark's work.
- Steven Weinberg, 2005, "Living in the multiverse."
- debate among scientists on arxiv.org
- Stephen Hawking, "Anthropic Reasoning." Kavli-CERCA Conference Video Archive.
- Evolutionary Probability and Fine Tuning
- Critical review of "The Privileged Planet"
- "Is the Universe Fine-Tuned for Life?" from The Rejection of Pascal's Wager
[编辑] 備註
- ↑ 卡特并不是第一个创造人择原理的人。比如，罗伯特·H·迪克 在1957年写道：“现在的宇宙年龄并不是一个偶然的，而是基于生物的事实的……[物理常数的改变]会阻止人类的存在来考虑这些问题。”（迪克 1957,"等效原理和弱相互作用"Rev. Mod. Phys. 29: 355)阿尔弗雷德·罗素·华莱士早在1903年就预期了若人择原理：“我们所知的存在于我们周围的这个大而复杂的宇宙也许已经完全的被要求了……为了能够创造一个世界，使得包括人类在内的生物井井有条地发展。(华莱士 1912，人类在宇宙中的地位: 256-7)。也许卡尔马克思的历史唯物主义理论也在响应若人择原理：“人类历史最初的前提当然是人类个体的存在。因此，首先要确定的是人类个体的物理组织和他们剩余的自然的逻辑上一致的关系。(德国意识形态 chpt. 1.)
