АКАДЕМІЯ УПРАВЛІННЯ ПРИ ПРЕЗИДЕНТОВІ РБ

Інститут Державного управління

РЕФЕРАТ

На тему

Антропний космологічний принцип:

його природничонауковий і

філософсько-методологічний сенс

Виконав Яковлев Р. А.

МІНСЬК 2002

Антропний космологічний принцип: ЙОГО природничо-наукового і Філософсько-

МЕТОДОЛОГІЧНО СЕНС

Гармонія світу є джерело всякої краси. Ми повинні цінувати ті повільні і важкі кроки вперед, які мало-помалу відкривають її нам.

А. Пуанкаре,

французький фізик-теоретик

Навіть схематична і загальна характеристика ідеї виникнення всього
(Всесвіту) з нічого, або вакууму, викликає у мислячої людини чималоздивування. Але цим справа не обмежується: у міру того, як ученіпроникали в деталі цього процесу, перед ними відкривалися все більшедивні речі. Перша з них пов'язана з так званими фундаментальнимипостійними, які нерідко називають ще світовими константами.

Прийнято відрізняти прості постійні величини від фундаментальнихуніверсальних постійних. Наприклад, Земля має постійну масу, алеіснують інші планети, маса яких істотно відмінна від земної.
Значить, маса планети не є універсальною постійною. Тоді як масаелектрона або маса протона всюди у Всесвіті однакова, це --універсальні постійні. Специфічні властивості окремих систем залежатьвід тих чи інших законів руху та різних початкових умов.

Однак такі параметри будь-яких систем, як розмір, маса, час життя іінші, з точністю до порядку величини часто визначаються виключнозначеннями таких фундаментальних сталих, як гравітаційна стала,постійна Планка, швидкість світла, маса електрона, маса протона та ін

Загальне число фундаментальних універсальних постійних невелика. Алевиявляється, що для досить повного опису природи потрібно зовсімнебагато таких параметрів. Деякі універсальні постійні тільки щоназвані, але для визначеності подальшого викладу приведемо в скороченомувигляді сумарний список універсальних констант і деяких похіднихвеличин.

Наведемо приклади залежності організації і властивостей матерії Всесвітувід світових констант. Речовина, з якого спочатку утворилисязірки і галактики, складалося з водню (3/4) і гелію (1/4).

Звідки взялися все більш важкі хімічні елементи, без яких немогла виникнути життя? Тепер відомо, що вони синтезуються в надрахзірок. Але як вони потрапляють назовні? Коли масивна зірка вичерпає запасиядерного палива (водню), її ядро стає нестійким длягравітаційного стиснення і вона вибухає. При цьому виділяється величезнакількість гравітаційної енергії, велика частина якої несетьсядрібними частками нейтрино. Така грандіозна спалах називаєтьсянаднової зіркою, або просто наднової. Вибух наднової розкидає погалактиці збагачене важкими металами речовина проеволюціоніровавшейзірки. А коли утворюється нове покоління зірок і планети, то будівельнимматеріалом для них служить розкиданий попіл померлих зірок. У цьому сенсінаша планета і ми самі відбулися з зоряного попелу.

В результаті вибуху наднової утворюється і виривається назовнівеличезна кількість нейтрино. Вважають, що тиск, що викликається потокомнейтрино, здатне зірвати з ядра зірки її оболонку і розметати впросторі.

Зі списку універсальних констант видно; що гравітаційна сталадуже мала, тому гравітаційні взаємодії дуже слабкі. Так,гравітаційна взаємодія між двома атомами приблизно на 40 порядківслабкіше електромагнітних взаємодій. Але будь гравітація значносильніше, структура Всесвіту докорінно змінилася б.

Аналогічно і інші універсальні постійні чи не однозначновизначають будову та властивості фізичних об'єктів Всесвіту. А оскількиці постійні величини виникли на ранніх етапах Всесвіту, коли цихоб'єктів ще не існувало, то ми маємо всі підстави, говорити, щоуніверсальні постійні обумовлюють структуру нашого Всесвіту.

Однак багато дослідників лякаються цього слова, тому щопредзаданность, чи визначено наперед, вважають долею містики. Але при цьомувони дивним чином не помічають того, що самі, і при цьому дуже широко,користуються такою методикою дослідження, по крайней мере, при розглядівсіх ретроспективних проблем.

Це відноситься до онтологічної і методологічного аспектівдослідження. Справді, просуваючись ретроспективно до початку розширення
Всесвіту, вчені виходять з існуючих частинок, типів взаємодії тазаконів. З урахуванням цього (предзаданного) вони намагаються відновитиподії минулого такими, щоб з них прийти до сьогодення. Тобто весьпроцес пошуку минулого орієнтований на сьогодення і істотновизначається знанням справжнього, знанням існуючих частинок,взаємодій, законів як предзаданного.

Але справа не обмежується тим, що універсальні фундаментальніпостійні зумовлюють будову та властивості нашого Всесвіту. Крім того,потрібно взяти до уваги і те, що всі (Всесвіт) народжується з нічого (вкінцевому рахунку, з первородного космічного вакууму), і до того ж народжується вгігантському полум'я Великого вибуху. Тоді неминуче виникає питання:звідки взялися всі ці світові константи?

Це питання набуває ще більшої гостроти, якщо врахувати, що світовіконстанти не ізольовані, а дуже тонко підстроєні один під одного іроблять свій вплив на структуру і властивості Всесвіту в різнихсполученнях і всі разом як узгоджений ансамбль.

Перш за все, необхідно усвідомити філософський (метафізичний) сенсцього факту. Багато авторів допускають можливість випадковості тієї чи іншоїсвітової константи, що в принципі неправильно. Невід'ємним властивістю випадковихподій є їх швидкоплинність, мінливість, швидка змінюваність, щоне сумісно з фундаментальними постійними, які є незмінними і діютьпротягом 15-20 млрд. років. Вже одне це свідчить про якусь їхнеобхідності. Крім того, не береться до уваги те, що випадковість інеобхідність засновані на причинності (у світі немає безпричинних явищ).
Більш того, випадковість і необхідність будуються з одного і того жбезлічі причинно-наслідкових зв'язків, тільки інтегруються векторніпричинності по-різному: випадковість - це вузол або точка перетинубезліч причин, а необхідність - їх геометрична сума.

Тому якщо навіть допустити в думках (без всякого на те підстави)випадковість деякої константи, то для ансамблю світових констант цевиключено, так як узгоджене пов'язане і сталий безлічфундаментальних величин не є випадковість.

Тепер поставлене вище питання набуває більш гостре звучання.
Якщо спостерігається фізична Всесвіт зумовлюється узгодженимнабором фундаментальних величин, то звідки взявся цей гармонійний ансамбльуніверсальних величин? У вихідному космічному вакуумі він навряд чи задано.
Вчені давно звернули увагу на все це, але жодного фізичного принципуніхто не висунув, щоб фізично пояснити походження гармоніїуніверсальних величин.

Більш того, дослідники помітили ще одну дивнуособливість, пов'язану зі збігом великих чисел, яка направила їх напошуки пояснення причин розвитку Всесвіту не в фізиці, а зовсім в іншійобласті, далекій від фізики, - в антропологічному принципі космології. Моваконкретно йде про число 1040, яким чомусь виражаються різніфундаментальні величини та їх співвідношення.

Навколо цього принципу досі вирують пристрасті. Хоча число 1040виходить шляхом округлення, цим не підривається строгість висновків, томущо для такого гігантського числа навіть похибка в 102 мізерно мала.
Крім того, це число можна отримати з різних посилок. Важливо інше: число
1040 повністю складено з фундаментальних постійних величин, томумає фундаментальний зміст.

На збіг великих чисел вчені звернули увагу давно. У 30-тіроки відомий фізик-теоретик Поль Дірак спробував дати цьому фізичнапояснення, яке, однак, виходило з припущення, що гравітаційнапостійна змінюється з часом, як і постійна Хаббла, що визначаєвік Всесвіту. Однак незмінність гравітаційної постійноїпідтверджується усіма даними теоретичних і досвідчених досліджень.

Зазвичай у фізиці «спостерігач» не береться до уваги. Ряд вченихпоставили під сумнів це припущення, вважаючи, що будова фізичного світуневіддільне від мешканців, що спостерігають його, і невіддільне в самомуфундаментальному значенні.

Вони стверджують, що дійсно існує якийсь принцип,здійснює неймовірно тонку підстроювання Всесвіту. Тільки це нефізичний, а антропний принцип. Таку думку розвивали А. Еддінгтон, П.
Дірак, Дж. Барроу, Р. Дікке, Б. Картер і ін

Р. Дікке одним із перших залучив біологію для пояснення незрозумілоїособливості Всесвіту, що дуже специфічна. У 1961 році він заявив пропомилковість пошуків фізичного пояснення особливостей Всесвіту.
Аргументи Р. Дікке обгрунтовують, що гравітаційна стала тонкоїструктури в якості світової константи детермінує еволюцію Всесвіту внапрямку, що веде до виникнення людини, і що виникнення людинистає можливим тоді, коли вік Всесвіту (tnow) зрівняється зчисловим значенням. Таким чином, біологічне поясненняфундаментальної особливості Всесвіту увінчалася успіхом там, детеоретична фізика зазнала невдачі.

Як бачимо, міркування Р. Дікке цілком логічні. Тому ідеюантропного принципу можна вважати науково обгрунтованою.

Здавалося б, тут все логічно, зрозуміло і обгрунтовано. Але саме з цьогопункту починається різнобій особливих думок і поглядів на антропний принципкосмології. Точніше кажучи, існує широке неприйняття антропного принципуяк ненаукової (антинаукової) ідеї, але без скільки-небудь суворогофізичного та логічного обгрунтування. Причина цього, на наш погляд, усвітоглядних підставах - у атеїстичних упередженнях одних ірозмитості світоглядної складової інших.

Так, П. Девіс нарікає на те, що висновки Р. Дікке не узгоджуються зкоперніковской традицією, що заперечує привілейоване положення Землі впросторі. Проте Р. Дікке щодо просторової вибраногоtnow взагалі нічого не говорить, величина tnow сама за себе говорить провиділення її лише в часі, тому зазначене сумнів П. Девісазнімається. Іноді як заперечення вказується на те, що антропнийпринцип (АП) не відповідає принципу відносності класичної тарелятивістської фізики. По-перше, це некоректне заперечення, оскількипринцип відносності стосується лише руху систем відліку одинщодо одного, а в даному випадку мова йде про еволюції Всесвіту. По -друге, що стосується іншого смислового аспекту відносності --інваріантності систем відліку, то в цьому відношенні світові константиє зразком сталості своєї дії.

Антропний принцип вимагає в центр проблеми висунути одну константу --хаббловскій вік Всесвіту (точніше tnow). І далі потрібно встановитиїї зв'язок з іншими величинами, які характеризуються настільки ж великимизначеннями (1040).

Однак така розширена постановка питання поки що не опрацьована.
Щоб зберегти антропний, принцип для розширеного випадку, самуформулювання АП підсилюють і називають це сильним антропний принципом.

У формулюванні Б. Картера сильний АП виглядає так: «Всесвіт (і,отже, фундаментальні параметри, від яких вона залежить) повиннабути такою, щоб у ній на деякому етапі еволюції допускалосяіснування спостерігача ».

У зіставленні з цим характеристику АП, дану Робертом Дікке,
Брандоне Картер позначив як слабкий антропний принцип. Р. Дікке такрозкриває сенс слабкого АП: наше існування як спостерігачів, що складаютьсяз сполук вуглецю, пояснює рівність двох різних відносин одному ітого ж великого числа:

На відміну від цього сильний АП, розширений за змістом, фізичноще не обгрунтований, тому викликає скепсис багатьох авторів. Скепсис, якийзвичайно не підтверджується ніяким аналізом і ніякими серйознимиаргументами. Для прикладу звернемося до висловлення серйозного автора,яким є П. Девіс. Сильний антропний принцип «представляє собоюрадикальний відхід від традиційної загальної концепції наукового пояснення. Засуті, він стверджує, що Всесвіт пристосована для існуванняжиття і що як закони фізики, так і початкові умови підлаштовуються такимчином, щоб гарантувати появу життя. У цьому відношенні сильнийантропний принцип схожий на традиційному релігійному поясненню світу: Богстворив світ, щоб люди населяли його ».

А суть справи проста і полягає в ідеї зумовленості: вихіднісвітові константи зумовлюють подальшу еволюцію Всесвіту. Цю ідею іне приймає Девіс, але вище зазначалося, що ідея предзаданностіонтологічно і методологічно виправдана. Вона йде від Аристотеля і широковикористовується в науці, у всіх ретроспективних наукових дослідженнях.

Таким чином, слабкий антропний принцип, на наш погляд, можна вважатидобре обгрунтованим логічно і фізично. Сильний антропний принцип ще неотримав достатнього фізичного обгрунтування, але логічно пов'язаний з першимі доповнює його.

Ідея антропного принципу у формулюванні Р. Дікке не потребуєзахисті, так як її автор чудово зробив це сам. Ми лише прагнулипідкреслити логічність його міркувань і коректність його аргументації.
Рівносильно подолання аргументації Р. Дікке, наскільки нам відомо, неіснує і навряд чи це можливо.

Але, незважаючи на нашу прихильність антропний принципом, нас нецілком задовольняють аргументи прихильників цього принципу і, тим більше, йогосупротивників. Загальним недоліком тих і інших є те, що вониобмежуються розглядом лише зовнішніх умов, а саме світовихконстант, і, виходячи з них, намагаються обгрунтувати або спростувати АП.

Необхідно усвідомити, що умови, хоч би яким фундаментальними вони нібули, не розкривають еволюції Всесвіту в її необхідності. Намвидається, що зрозуміти цю необхідність можна лише на основі найближчихпричин, які за своєю фундаментальності повинні бути порівнянні зі світовимиконстантами. Разом з тим, оскільки вони є найближчими, то понеобхідності повинні змінюватися в еволюції Всесвіту. Інакше кажучи, світовіпостійні повинні бути доповнені світовими змінними величинами. Наукою іфілософією такі змінні величини встановлені, хоча їх список, можливо,ще не є повним.

змінними ці величини є в тому сенсі, що в еволюціїматеріальних систем вони якісно змінюються, розвиваються. Так, відображення
- Загальна властивість матерії, але воно здатне до розвитку, втілюючись вякісно різні форми: елементарне відображення на рівні фізико -хімічних взаємодій, подразливість на рівні живої протоплазми і,далі, у вигляді відчуттів, сприйняття, уяви, мислення. До якіснимзмінам здатне й інше загальне властивість матерії - саморегуляція,яка може виступати і в примітивній формі, виражається принципом Ле
Шательє-Брауна, у вигляді гомеостазу і в різних видах психічноїсаморегуляції, і у вигляді соціальної саморегуляції. Активність також здатнадо розвитку і також втілюється в різні форми взаємодії тадіяльності.

Ідея додатки світових констант універсальними зміннимивеличинами, на наш погляд, є конструктивною і евристичної. Навіть зкороткої і швидкої намітки цієї ідеї можна вивести ряд нетривіальнихнаслідків, які проливають світло, здавалося б, на складні питання. Зазначимодва таких слідства.

1. Оскільки життя і розум є похідними від розвитку одних і тих самихзагальних властивостей матерії, зазначених вище, то вони (життя і розум) повиннібути порівнянними для різних планетних систем і галактик. Якщо на різнихпланетах тривалість їхнього розвитку збігається, то й самі вони понеобхідності повинні бути подібними. При різної тривалості розвиткужиття розум на одній планеті може відрізнятися як завгодно істотно відрозуму на іншій планеті, але не настільки, щоб виключити в принципірозуміння один одного. Тому затвердженоия про цивілізації у вигляді «чорногохмари »(Ф. Хойл),« океану мислячої плазми »(С. Лем),« розумної цвілі »
(А. Н. Колмогоров) ми розглядаємо як жарти видатних авторів.

Таким чином, обгрунтовується можливість екстраполяції земнихумов на космічні.

2. З тієї ж посилки можна зробити ще один висновок, хто підноситься земніподання до космічного рівня. Справді, оскільки життя і розумна планетах Галактики і Метагалактика похідні від набору одних і тих самихзагальних властивостей матерії, то, розкриваючи природу земної розуму через цізагальні властивості, ми долаємо антропоморфізм і геоцентризм іпіднімаємося до рівня космологічної характеристики.

Таким чином, для конструктивного розуміння еволюції матерії
Всесвіту потрібно виходити не тільки з фундаментальних постійних величин ввигляді світових констант, а й з не менш змінних величин у вигляді загальнихвластивостей матерії, які утворюють найближчим основу еволюції і дозволяютьзрозуміти її в її необхідності. Цим відкриваються додаткові можливостідля обгрунтування та розвитку антропологічного принципу космології.

Використана література

Мотилева Л. С., Скоробогатов В. А., Судариков А. М. Концепціїсучасного природознавства. - СПб.: Издательство Союз, 2000. - 320с.