pondělí 30. listopadu 2009

Proti antropickému principu: obecné námitky

V návaznosti na nedávno napsaný úvod mám teď v úmyslu zahájit vlastní argumentaci proti antropickému principu (dále jen AP). V tomto článku se soustředím na ty formulace AP, které nepočítají s existencí více vesmírů.

Abychom mohli posoudit, jestli otázky, na které AP odpovídá, jsou vůbec regulérní, je na místě rozebrat význam příslovce proč. Otázky uváděné tímto příslovcem lze rozdělit přinejmenším do tří skupin. Srovnejte tyto dvojice otázek a odpovědí:
  1. Proč jsi ho okradl? - Protože jsem chtěl ty peníze.
  2. Proč došlo k nehodě? - Protože selhaly brzdy.
  3. Proč planety obíhají kolem Slunce? - Protože platí gravitační zákon.
V prvním případě se ptáme na úmysl nějaké osoby. Ve schématu proč X? - protože Y je na místě Y nějaký zamýšlený cíl. Jev X (okradení oběti) je zde příčina (nebo aspoň je činitelem - v našem případě zlodějem - považováno za příčinu) jevu Y (zloděj má peníze). Jev Y je účel jevu X. Y následuje časově po X. V druhém případě se naopak ptáme po příčině. X (nehoda) je zde následek Y (selhání brzd). Y předchází X v čase. Ve třetím případě se ptáme po obecnější zákonitosti Y, ze které vyplývá specifičtější X, nebo která aspoň zvyšuje pravděpodobnost platnosti X. X ani Y tu nemusí být nijak časově určeny či omezeny, Y bývá zákonitost, která je platná vždy, nebo alespoň po celou dobu, kdy zároveň platí X.

Jednotící pohled by mohl být ten, že budeme uznávat otázku proč X? a odpověď protože Y jako legitimní kdykoli, když Y bude možno vzít jako svědectví ve prospěch X. Tím myslím následující: pokud bychom nevěděli, zda platí X, znalost Y by zvýšila pravděpodobnost přiřazenou jevu X. Takovéto široké definici odpovídají všechny tři popsané významy slova proč: vím-li, že zloděj chce peníze, mám důvod předpokládat, že někdo bude okraden. Vědomí o selhání brzd je důvod, proč se obávat nehody. Z gravitačního zákona vyplývý, že dvojice těles kolem sebe obíhají po elipsách. Rozdělení významu na tři různé kategorie je přesto užitečné. Hlavním důvodem, proč na různé varianty významu upozorňuji, je mezi lidmi velmi rozšířená tendence očekávat odpovědi prvního typu (tj. účelové) na otázky týkající se jevů, ve kterých nevystupují žádné osoby. Je to zřejmě proto, že účelový (teleologický) význam slova proč vnímáme jako základní. Je to vidět v situacích, kdy otázka připouští různé typy odpovědí. Zeptáme-li se "proč jste jeli do Brna?", očekáváme, že nám dotázaní sdělí účel svojí návštěvy Brna, a naopak bychom asi nebyli úplně spokojení s odpovědí "protože jsme nastoupili do vlaku", případně "protože jsme se tak rozhodli". Tyto odpovědi jsou bezproblémové odpovědi druhého typu, ale jsou neuspokojivé, protože tazatel očekává odpověď prvního typu, pokud je možná.

Obzvlášť u otázek typu "proč je Země od Slunce vzdálená 150 miliónů kilometrů?", je dobré vědět, že formulace otázky se slovem proč v úvodu může být zavádějící, a že odpovědi prvního typu - což jsou v prvním přiblížení všechny začínající slovem aby - jsou nepřípustné. [1] Druhý typ interpretace AP, tj. existence člověka jako příčina charakteru světa, je taktéž vyloučena. Zbývá poslední varianta: AP dělá čest svému jménu a je to skutečně logický princip, něco jako například princip maximální entropie, či princip nejmenší akce, nebo Huygensův princip. Takovým způsobem asi AP většinově chápou kosmologové, alespoň tedy ti, kteří nevyznávají pravděpodobnostní variantu AP s mnoha vesmíry.

Zásadní otázka je: je AP srovnatelným principem s výše vyjmenovanými principy? Soudím, že není, a to hned ze tří důvodů. Prvním z nich je nejasná definovanost takového principu, druhým pak je jeho omezená aplikovatelnost, poslední pak zamaskovaný nepříznivý kompresní poměr.

Princip maximální entropie nám říká, že na třídě přípustných pravděpodobnostních rozdělení pro vyšetřovaný problém máme vzít to s největší entropií. Je to jedoznačně daný předpis, obecně aplikovatelný, a šetří místo: namísto nekonečného seznamu pravděpodobnostních rozdělení užívaných v každém myslitelném případě máme jeden vzorec a k němu krátkou a jednoznačnou interpretaci. Huygensův princip nám říká jak konstruovat vnější obálku šířícího se vlnového balíku; je to jednoduchý a jednoznačný algoritmus, jak mimo jiné dovozovat pravdivost či nepravdivost výroků o vlnách, opět v obecné konfiguraci vln a prostředí, v němž se šíří. Princip nejmenší akce funguje podobně - umožňuje jednoznačně spočítat trajektorii tělesa při zadaných počátečních podmínkách, pro případ libovolných počátečních podmínek.

Lze podobně popsat i AP? Jistěže ne. AP má vybrat jednu variantu vesmíru, a to tu naši, z velkého množství možných variant. Předpokládejme, že máme jednoznačně řečeno, co všechno je považováno za možné varianty. Typicky uvažujeme hypotetické vesmíry řídící se stejnými zákony jako ten pozorovaný, ale s různými hodnotami volných parametrů, jako je třeba rychlost světla či gravitační konstanta. Jedna z verzí AP říká, že konstanty musí být takové, že v daném vesmíru musí být podmínky pro vznik inteligentního života. Kromě nejasností v definici inteligentního života, o čemž se doufám zmíním v dalších příspěvcích, tkví problém v následujícím: Vesmír je jenom jeden. Tudíž výstup AP je sada hodnot konstant, které jsou dnes považovány za nezávislé, a to hodnot takových, aby umožňovaly existenci života [2]. Vezmeme-li dnes užívanou sadu přírodních zákonů, je výstupem AP maximálně okolo třiceti čísel. Přirozená otázka je, zda je kratší udat explicitně hodnotu těchto třiceti čísel, nebo konstatovat antropický princip. Ač to na první pohled nemusí být úplně zjevné, je AP určitě informačně složitější. Totiž podat s rozumnou výstižností definici života zabere jistě víc místa, než napsat třicet čísel s přesností, které je AP schopen, i za předpokladu opravdu jemného ladění a tudíž vysoké přesnosti AP. AP tedy nesplňuje jeden ze základních požadavků na fyzikální teorie: je větší, než množina jevů, které má vysvětlovat.

Ještě jedna úvaha může ilustrovat marnost, se kterou se tu potýkáme. AP nám totiž téměř z definice dává odpovědi pouze na otázky, které již máme zodpovězeny. Představme si, že neznáme hodnotu některé z 30 přírodních konstant. Ve skutečnosti to tak dokonce je - ze 27 parametrů Standardního modelu je zhruba polovina naprosto neznámých. Jsou neznámé proto, že výsledek žádného dosud provedeného pokusu na jejich hodnotě nezáleží. Proto ale také nemůžeme použít antropický princip pro určení těchto hodnot. Neznáme-li jediný jev, který závisí na těchto hodnotách, nemůže ani existence života známým způsobem na nich záviset. Všechna antropická zdůvodnění vypadají zhruba takto:  
  1. Musí existovat život (AP, premisa
  2. Musí být k dispozici prvek s dostatečným potenciálem tvorby složitých sloučenin (plyne z definice života
  3. Podmínky musí být vhodné pro zvnik uhlíku (důsledek 1 a 2)
  4. Proto existuje značné množství uhlíku (důsledek 3)
  5. Konstanta X musí ležet v intervalu I (důsledek 4 za použití nějaké konkrétní teorie).
Vypustíme-li bod 1 a prohlásíme-li bod 2 premisou argumentu, neztratí argument nic na své platnosti. Nebo lze jít ještě dál. Posuďte, oč jasněji a střízlivěji působí tento argument:
  1. Existuje značné množství uhlíku (z pozorování, premisa)
  2. Konstanta X musí ležet v intervalu I (důsledek 1 za použití nějaké konkrétní teorie).
Dá se říct, že každé zdůvodnění, které slouží k odvození hodnot přírodních konstant z AP sestává ze dvou částí. Nejdřív se z AP odvodí nějaký mezidůsledek (v našem případě existence uhlíku), který je přímo pozorovatelný, a z něho pak vyplynou přípustné hodnoty konstant. Vždy je ovšem možné argument zkrátit a mezidůsledek považovat za premisu argumentu, za primitivní pozorování, z kterého plynou naše závěry. První část, která tento mezidůsledek odvozuje z AP, je zbytečná, až bizarní. Skutečně považujeme existenci uhlíku za logický důsledek existence života?
Příště se podíváme na pravděpodobnostně formulovaný antropický princip.

Poznámky:
1. Pro věřící ve stvořitele je odpověď "aby mohl na Zemi vzniknout život" regulérní. Tuto možnost ponechávám stranou kdyby pro nic jiného, tak proto, že existuje široce uznávaný konsensus o tom, že náboženské otázky se nepovažují za součást vědy. Antropický princip není v principu náboženský argument a je široce zmiňován i ateisty. Nenáboženské teleologické interpretace AP neberu v úvahu; hledání účelu u procesů, kde chybí myslící agent, který by tento účel mohl pociťovat, je dle mého názoru viditelně absurdní.
2. Těžko si věc představit jinak, než že AP tyto hodnoty neurčí přesně, ale pouze jako nějaké (úzké?) intervaly. To je samozřejmě další neelegance oproti ostatním zmíněným principům, jejichž výsledky jsou naprosto přesné - aspoň za předpokladu naprosté přesnosti vstupních dat.

1 komentář:

  1. Aha, ve firefoxu to funguje...

    Takže:
    Obhajoba AP

    Pro začátek musím uznat, že předpovídat hodnoty přírodních konstant podle antropického principu je asi vážně pitomost... Někteří lidé zase neumějí používat aritmetický průměr, taky AP, he he, ale to ještě neznamená, že je AP k ničemu.
    Teď to, s čím nesouhlasím:

    1) Vstupem AP asi nebude definice života, ale definice inteligentního pozorovatele, přesněji řečeno pozorovatele schopného klást blbé otázky typu "Proč zrovna ...?" Omlouvám se, že strkám tuhle hnidopišskou poznámku hned na začátek.

    2) Výstupem asi nebude třicetice čísel, ale nějaká velká množina všelijakých třicetic, které umožňují tu vznik složitých inteligentních atomových jader podléhajících evoluci, tam třeba nějaký druh krystalů, kterým postupně přibývají jednotlivé vrstvy v závislosti na struktuře předchozích vrstev, někde zase lidi. Tipoval bych, že většina možných třicetic bude dříve nebo později podporovat nějakou inteligenci. Nezavání to teorií mnoha vesmírů?

    3) 1 a 2 dohromady: AP nedává odpověď na otázku "Kolik je tohleto?" ale zato odpovídá na "Co je tohle za zázrak, že zrovna my jsme vznikli?" Jsem skromnej, ale tohle se mi líbí. Říká to PROČ, ne jenom JAK. I když odpověď zní "Blbá otázka", pořád se mi to líbí.

    4) K té existenci uhlíku: pořád lepší existence uhlíku jako důsledek existence života než naopak. Logický důsledek, ne kauzální.
    Život => Uhlík.
    Antropický princip se tváří, že z logických vztahů dělá kauzální, ale je to spíš naopak: To nejde vysvětlit kauzálně, zvykejte si, lidi.
    Pardón, filozofie. Nemám blog, tak to píšu na cizí.

    5) Mimochodem, co říkáte teorii evoluce? Ta se taky nedá zařadit k principům, které mívají v názvu princip, taky říká jenom PROČ a ne JAK... Můžete hádat, jaký je můj názor na ni, já už jsem těch názorů napsal až až.

    S pozdravem

    Anonymní

    OdpovědětSmazat