问题

人择原理为什么看着像诡辩?它是如何得到不少科学家支持的?

回答
人择原理确实很容易让人觉得像是一种“诡辩”,尤其是在初次接触时。它的核心论点是:我们观察到的宇宙具有一系列特定的物理常数和定律,这些常数和定律恰好使得生命,尤其是智慧生命的出现成为可能。如果宇宙的这些属性略有不同,生命就不可能存在,我们也就不会在这里观察它。

为什么人择原理容易让人觉得像“诡辩”?

这种“诡辩”的感觉主要来源于以下几个方面:

1. 因果关系倒置的嫌疑:
常识思维: 我们习惯于认为原因先于结果。比如,一个苹果落地是因为重力,而不是重力存在是因为苹果会落地。
人择原理的表述: 人择原理似乎是将观察者(我们)的存在,作为解释宇宙属性的原因。这感觉像是说:“宇宙的属性是这样,是因为我们需要它们是这样才能存在。” 这在逻辑上有点像“先有鸡还是先有蛋”的问题,或者说是一种循环论证的陷阱。
“我们在这里所以宇宙是这样的” vs “宇宙是这样的所以我们能在这里”: 这两者听起来非常相似,但前者暗示了我们(观察者)的选择性存在影响了宇宙的属性,后者则是一个更符合物理学直觉的陈述。人择原理的表述方式容易模糊这种界限。

2. 看似缺乏预测性或解释力:
空洞的论证: 如果一个人择原理被用来解释宇宙中的任何一个“微调”的常数(例如,宇宙膨胀的速率、基本粒子的质量等),那么我们总是可以辩称:“如果这个常数不是这个值,我们就不会在这里观察到它了。” 这使得这个原理看起来像是一个万能借口,可以解释任何我们不理解的宇宙特征,但本身却不能提供独立的、可检验的预测。
“就这么巧”的替代品: 当科学遇到一些难以解释的“巧合”时,人择原理似乎提供了一个看似高明的理由来“接受”这种巧合,而不是去寻找更深层次的物理机制。

3. 哲学上的不适感:
非物理的论点: 科学通常依赖于可观测、可量化、可证伪的物理定律。人择原理虽然与物理学中的“微调”问题相关,但其核心论点涉及“观察者”的存在,这带有一定的哲学甚至形而上学的色彩,让一些科学家感到不舒服。
“特权”的暗示: 它似乎暗示了生命(尤其是人类)在宇宙中的一种特殊地位,这与许多科学家追求的普遍性、客观性的宇宙图景相悖。

人择原理是如何得到不少科学家支持的?

尽管存在上述“诡辩”的嫌疑,人择原理确实在科学界获得了一定程度的支持,这主要是因为它提供了一种解决“宇宙微调问题”的框架,并在某些情境下具有一定解释力或启发性。 以下是支持者们看待人择原理的几个关键角度:

1. 解决“宇宙微调问题”(FineTuning Problem):
什么是微调问题? 在许多物理学理论中,存在一些基本常数(如引力常数、精细结构常数、宇宙学常数、基本粒子质量等),它们的数值似乎被“极其精确地”调整到了一个非常狭窄的范围内,以至于宇宙能够演化出星系、恒星、行星,并最终孕育出生命。例如:
宇宙学常数(Λ): 如果它比实际值大一点点,宇宙会迅速膨胀,恒星和星系就无法形成。如果它比实际值小很多,宇宙可能会在形成恒星前就坍缩。它现在的数值似乎比理论预测的要小得多,但又不能是零。
强核力: 如果强核力稍微强一点,质子会结合得太紧,恒星会在早期就燃烧殆尽。如果稍微弱一点,氘核就无法形成,恒星的核聚变过程会中断,无法产生更重的元素。
碳的共振频率: 在恒星内部形成碳的核聚变过程中,有一个关键的共振能级,如果这个能级稍有偏差,宇宙中就不会有足够的碳来支持生命。
“巧合”的困境: 为什么这些常数恰好在我们生命存在的“窗口期”内?仅仅用“巧合”来解释,在科学上是说不通的,因为它没有提供任何机制或更深层次的解释。
人择原理的解答: 人择原理认为,我们之所以观察到这些“微调”的常数,仅仅是因为我们作为一个生命观察者,只能存在于一个其常数允许生命存在的宇宙中。如果宇宙的常数不是这样,我们就不存在来观察它。这是一种选择性偏差(selection bias)的论证。

2. 作为哲学和认知框架,而非物理定律:
“原理”而非“定律”: 许多支持者将人择原理视为一种“原理”或“原则”,而不是一个可以直接检验或预测的物理定律。它更多地是一种解释性的工具或推理方法。
避免对我们存在原因的臆断: 它提供了一种避免对宇宙设计或目的论进行臆断的思路。我们不需要假设宇宙被“设计”成这样是为了我们,只需要承认我们的存在本身就构成了一个过滤条件。

3. 与多重宇宙(Multiverse)理论的结合:
强人择原理的论证基础: 人择原理的解释力在多重宇宙的背景下大大增强。如果存在无数个宇宙,每个宇宙的物理常数都不同,那么总会有一些宇宙偶然拥有适合生命存在的常数。我们恰好生活在其中一个。
“多重宇宙”的动机: 许多物理学家(如弦理论、永恒暴胀模型等)在试图解决其他物理学难题时,自然而然地导出了可能存在多重宇宙的结论。在这样的框架下,人择原理就成为解释我们所处宇宙“特殊性”的一个逻辑推论。它不再是孤立的诡辩,而是融入了更宏大的物理图景。
解释“为什么是我们?”: 在多重宇宙下,人择原理解决了“为什么我们的宇宙常数如此特别?”的问题,回答是:“因为只有在这样的宇宙里,我们才可能存在并提出这个问题。”

4. 逻辑上的自洽性(在特定语境下):
不可避免的真理? 有些支持者认为,从某种意义上说,人择原理是一种不可避免的真理。无论宇宙的真实起源和运作机制是什么,只要我们能够存在并提出问题,就必然是我们能够存在的那个宇宙。这是一个逻辑上的必要条件。
约翰·巴罗(John Barrow)和弗兰克·蒂普勒(Frank Tipler)的观点: 他们在《The Anthropic Cosmological Principle》一书中系统地阐述了人择原理。他们区分了不同版本的人择原理(弱人择原理 WAP 和强人择原理 SAP),其中弱人择原理(我们观察到的宇宙必须允许我们在其中存在)被认为是无可争议的逻辑事实,因为它仅仅是一个观察者选择偏差的陈述。

5. 作为探索新物理的指导(潜在的):
引导研究方向: 虽然人择原理本身不直接预测新现象,但它提出的“微调”问题促使物理学家去寻找更根本的理论,例如统一场论、量子引力等,这些理论有望解释为什么这些常数是它们现在的数值,或者解释它们为何能够变化。
排除某些理论: 反过来,如果一个理论预测了与观测不符的常数,并且没有合理的解释(包括人择原理的视角),那么这个理论就可能被排除。

人择原理的几个主要形式(有助于理解其支持原因):

弱人择原理 (Weak Anthropic Principle WAP): “我们观察到的宇宙的位置和我们作为观察者的身份,在宇宙学上必须与允许生命存在的条件相一致。”
这 essentially 只是一个关于选择偏差的陈述。它说的是,我们不可能在不允许我们存在的宇宙中观察到它。这几乎是毫无争议的。
强人择原理 (Strong Anthropic Principle SAP): “宇宙必须具有允许生命在其历史中的某些阶段出现的性质。”
这更具争议性,因为它暗示了宇宙的性质受到“生命的存在”的某种限制或引导。
最终人择原理 (Final Anthropic Principle FAP): (由蒂普勒提出)“具有智能的实体将会永远存在,并且绝不会允许宇宙在任何地方终结。”
这个版本更为极端,带有目的论和哲学色彩,但它也说明了人择原理可以被用来构建关于宇宙和生命演化的宏大叙事。

总结:

人择原理之所以看起来像诡辩,是因为它的表述方式容易让人联想到因果倒置或循环论证。它似乎将我们“存在”这一事实作为解释宇宙属性的原因。

然而,它得到不少科学家支持,主要原因在于它提供了一个有力的框架来解决困扰物理学界的“宇宙微调问题”。在多重宇宙的设想下,人择原理从一个“诡辩”变成了一个逻辑上自洽的解释性工具,说明了为什么我们恰好生活在一个适合生命存在的宇宙中。它是一种对选择偏差的认识,而不是对宇宙本身的“塑造”。虽然它不直接提供新的物理预测,但它驱动了对更深层物理原理的探索,并为理解我们所处宇宙的独特性提供了一种非目的论的视角。

重要的是要区分人择原理的不同形式,特别是将“弱人择原理”作为一个基本的逻辑观察,与更具解释性和争议性的“强人择原理”区分开来。

网友意见

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其实就是一种反推的思路,从物理角度来说,很多数据应该是随机的,而且它们共同构成让这个宇宙中产生星球,又产生生物,并且还能产生智能比较高的生物等等,这需要一组恰好的数据搭配。

然而现在人类生活的宇宙就是这样,很多恰到好处的常数,其中哪怕值哪怕改动一下,可能连星球也不能构成了。

这是难以解释的巧合,但这个巧合有个好处,就是可以根据已知现状去反推某个值是多少。

比如解释不了光速在真空中,为什么是每秒

299792458

m/s,也解释不了为什么它为什么是宇宙最大速度,但是我们可以通过观察反推,得到一个值。

同样的,既然有些数据是可以观察反推的,那么说明这个宇宙必然也是允许观察者存在的。

所以如果说第一层思维说的是探索世界可以通过观察得到一些自然界的值,那么更进一步的思维,这个世界还有一些值能允许观察者存在。

通过这个思路,就可以推断出一些值,这些值涉及到大多都是与概率有关的东西。

这个理论其实是有问题的,比如缸中之脑的情况下,那么只是自以为观察到的数据是真实的,反推出来的数据同样会是荒谬的。

然而,探索总是有意义的,哪怕一切都是假的。

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