Antropický princip

Od chvíle svého vzniku se vesmír vyvíjí v souladu s fyzikálními zákony bez pozoro­va­telných nadpřirozených zásahů do svého vývoje. Je ovšem pozoruhodné, že je velmi přesně vyladěn tak, aby v něm mohl vzniknout život a to dokonce inteligentní život. Tomuto zjištění se říká Antropický princip.

 

Představte si, že jste studenty teoretické fyziky v posledním semestru studia. Vaši profe­soři vám během studia sdělili veškeré známé fyzikální poznatky o vesmíru a dali vám k dis­pozici ty nejmodernější počítače i programy pro modelování vzniku různých typů vesmírů. Dosud vám však nesdělili žádné hodnoty fyzikálních konstant. Vaším úkolem při závěrečném testu je tyto konstanty vypočítat.

Na první pohled se může zdát, že tento úkol je nesmyslný, protože do fyzikálních rovnic se dá zapsat nekonečné množství hodnot. Proč by například konstanta rychlosti světla ve vakuu nemohla mít hodnotu místo 300 000 km/s třeba jen 100 km/s? Principiálně tomu nic nebrání. Přesto je tu jeden „malý“ rozdíl. Ukazuje se, že pokud by fyzikální kon­stanty byly třeba jen trochu jiné, než jsou, mohl by sice vzniknout nějaký vesmír, ale zcela jistě by se v něm nemohl vyvinout život.

Při jiném "nastavení" základních fyzikálních konstant by se nemusely objevit stejné typy interakcí, vesmír by nemusel být tak homogenní, jak je. Kdyby byla gravitace jenom trochu silnější, hvězdy by nebyly tak velké a vyhořely by mnohem rychleji. Život by se nestihl vyvinout. Neblahé důsledky by měla i změna velikosti slabé a silné jaderné interakce či změna hmotnosti elementárních částic. Nemusely by pak vzniknout složité sloučeniny nutné pro vznik života, jak jej známe.

Principiálně k tomu, abychom dokázali určit důležité fyzikální konstanty, „stačí“, abychom si uvědomili, že existujeme. Je pozo­ruhodné, že z pouhého faktu, že jsme, můžeme celkem přesně odhadnout hodnoty řady fyzi­kálních konstant. Pravděpodobnost, že vesmír náhodně vznikl v pro nás přijatelné a obyvatelné formě je skoro nulová. Přesto jsme tady. Jak je možné, že z tohoto obrovského množství parametrů, jaké by vesmír mohl mít, má zrovna ty správné, které pod­porují vznik života?

Existují dvě verze antropického principu. Slabá verze říká:

Silná verze tvrdí:

Slabá verze nám říká jen to, že pokud by vesmír neměl přesně ty vlastnosti, které má, tak bychom tu nebyli a nemohli ho pozorovat. Tím, že pravděpodobnost existence vesmíru schopného zrodit život a k tomu ještě inteligentní, je zcela nepravděpodobná, se neza­bývá. Zastánci této verze musí spoléhat na to, že se existence vesmíru nesčetně krát opakuje nebo existuje nespočetné množ­ství vesmírů bez života a mezi nimi existuje nepatrné množ­ství těch, kde život vzniknout může.

Silná verze tvrdí, že vesmír byl již na svém počátku nastaven tak, aby v něm mohl vznik­nout život. Že by ho tak Někdo nastavil? Pokud je náš svět plně deterministický, měl vesmír, již na počátku, v plánu stvoření života, nás, Alberta Einsteina i jeho teorie relativity?

Možná je tedy problém v tom, že špatně chápeme, co je to minulost. Ptát se, kdy vzniká minulost se zdá být nesmyslné. Minulost je cosi, co se odehrálo kdysi. Je to něco, co se odehrálo na základě ještě starších příčinných událostí. Taková je obecná představa vyplývající z naší zkušenosti. 

Fyzikové v této víře se pokusili oklamat kvantovou neurčitost tím, že difrakční experiment s dvojí štěrbinou, dokazující vlnový charakter částic, upravili tak, aby zpětně odhalili, kterou štěrbinou částice prošla. Ukázalo se, že to – kudy a jak se částice pohybovala v minu­losti, je závisle na pozoro­vání, které se však uskutečnilo až později v budoucnosti. Minulost tedy vzniká až v budoucnosti. Bez pozorovatele minulost neexistuje. Tato zdánlivá absurdita kvan­to­vého světa se musí promítat i do našeho „reálného“ světa.

Otázkou je, zda má smysl vesmír, v němž není nikdo natolik vědomý, aby ho mohl pozo­rovat. Tuto myšlenku vyjádřil americký profesor filosofie John R. Searle slovy:

Univerzum bez vědomí si představíte celkem snadno, jenže když to uděláte, zjistíte, že jste si představili univerzum, které zcela postrádá význam.

Možná je tedy problém v tom, že špatně chápeme, co je to minulost. Ptát se, kdy vzniká minulost se zdá být nesmyslné. Minulost je cosi, co se odehrálo kdysi. Je to něco, co se odehrálo na základě ještě starších příčinných událostí. Taková je obecná představa vyplývající z naší zkušenosti. 

Fyzikové v této víře se pokusili oklamat kvantovou neurčitost tím, že difrakční experiment s dvojí štěrbinou, dokazující vlnový charakter částic, upravili tak, aby zpětně odhalili, kterou štěrbinou částice prošla. Ukázalo se, že to – kudy a jak se částice pohybovala v minu­losti, je závisle na pozoro­vání, které se však uskutečnilo až později v budoucnosti. Minulost tedy vzniká až v budoucnosti. Bez pozorovatele minulost neexistuje. Tato zdánlivá absurdita kvan­to­vého světa se musí promítat i do našeho „reálného“ světa.

Na počátku vesmír existoval v nespočetně mnoha historiích. Všechny možnosti jeho vývoje byly možné. Pak se v některých z nich obje­vila schopnost pozorování, cokoliv si pod tím pojmem dokážeme představit, a možné historie se začaly redukovat.

Představme si, že by se v jedné historii objevil Pozorovatel (s velkým P). Podíval by se pod sebe a spatřil by Zemi, podíval by se nad sebe a spatřil by nebe. Podíval by se kolem sebe a spatřil by přírodu, trávu, stromy a zvířata. Pak by si uvědomil sám sebe. Připomíná vám to něco? Nemusíme však hned uvažovat velkého Pozorovatele, stačí, když se schopnost pozoro­vání bude vyvíjet postupně.

Není vyloučeno, že v našem vesmíru se vyvinul život prostě proto, že i ve své nejjed­no­dušší formě umož­ňuje vyšší úroveň pozorování okolního světa, než je běžná u neživé hmoty. Mohou-li tedy existovat historie vesmíru obsahující živou hmotu, zcela jistě se na pozadí historií obsahujících jen neživou hmotu prosadí. Vesmír obsahující pozorovatele ve formě rozmanitých forem života tak může být ne zcela nepravděpodobnou ano­má­lií, ale naopak tou jedinou možnou formou existence.

Minulost se jeví zcela deterministicky určená. Je to ale jen jedna z možných historií. Vybíráme si ve spektru všech možných plně deterministických historií. To dává také odpo­věď na otázku, jak je možné, že existuje život a ještě k tomu i ve své inteligentní a vědomé podobě. Je to schopnost pozorování, která je u živého vědomého pozorovatele, mnohem větší než u neživé hmoty.

Vesmír bez pozorovatelů by byl vesmírem, který by existoval ve všech možných podo­bách a přitom v žádné. Byla by to prázdnota naplněná ne­reali­zovanou potencialitou. Co z toho pro nás plyne? Pokud bude existovat nějaká historie, v níž bude existovat pozorovatel, vesmír si ji zvolí. To je také jakési minimum optimismu do budoucna.

Viz také článek Schrödingerova kočka

Karikatury: Petr Vyoral

Podle knihy: Szeruda, R: Schrö­din­gerova kočka a nový pohled na svět (2022).

Tiskem vyšla v anglické verzi: SHRÖDINGER’S CAT AND A NEW VIEW OF THE WORLD (2022).

a také dalších šesti jazykových verzích (Amazon).