Det antropiske princip (Maj 2002)

 Skrevet af Johan Fynbo, Maj 2002 

 
I middelalderen vidste enhver (i hvert fald de lærde), at mennesket - skabt i Guds billede - blev sat på jorden af Vor Herre for omkring 5000 år siden. Dette verdensbillede fik sit første skud for boven i Renæssancen i kraft af den Kopernikanske revolution, der fjernede jorden fra universets centrum, og via opdagelsen af arternes udvikling af Charles Darwin forsvandt også menneskets særegne position blandt klodens mælende og umælende væsener. I takt med denne erkendelsesmæssige udvikling har mennesket fjernet sig mere og mere fra enhver form for speciel betydningsfuld position i verden. Dette standpunkt er ophøjet til lov i det såkaldte Kopernikanske princip, der kort og godt lyder: "Vi er ikke i verdens centrum."

Imidlertid er der et andet (kontroversielt) princip som på en måde bringer mennesket, og mere generelt livet, tilbage på banen. Kernen i det Antropiske princip er, at der er ikke- trivielle konsekvenser af det faktum, at vi mennesker og livet generelt findes. Brandon Carter formulerede i 1974 det såkaldt svage antropiske princip på følgende måde:

"Hvad vi kan forvente at observere er begrænset af de betingelser, der er nødvendige for vores tilstedeværelse som observatører."

Med andre ord lægger det faktum, at vi findes nogle begrænsninger på hvilke egenskaber universet kan have. Universer med egenskaber, der ikke tillader liv er udelukkede - for i sådanne universer ville vi jo logisk nok ikke kunne findes, endsige observere. Det lyder jo ret trivielt. Når det alligevel ikke er trivielt er det fordi vi ikke behøver at ændre ret meget på nogle af de fundamentale fysiske konstanter før mulighederne for liv ændres radikalt. Nogle af de mest kendte eksempler herpå er:

Styrken af den stærke vekselvirkning: Den stærke vekselvirking er den kraft, der holder atomkernerne sammen. Hvis styrken af denne kraft var en anelse stærkere (ca. 13%), så ville to protoner kunne hænge sammen som en Helium-2 kerne. Dermed ville alle protonerne få minutter efter Big Bang to og to være gået sammen og lavet Helium, så der ikke ville være noget Brint tilbage. Det ville have reduceret stjerners livstid dramatisk, så de ville brænde ud i løbet af få millioner år i stedet for flere milliarder år som tilfældet er for solen. Dermed ville der ikke være tid til, at livet kunne opstå. Hvis styrken af den stærke vekselvirking var få procent svagere, så ville Deuteronen (en proton og en neutron - også kendt som tungt Brint) ikke længere været bundet. Så ville der slet ikke blive dannet Helium efter Big Bang eller siden hen. Det ville også være fatalt for mulighederne for liv.

Vands egenskaber: I modsætning til en række andre stoffer, så har vand i væskeform større massefylde end i fast form (is). Det betyder, at is flyder oven på vand, og at søer og have derfor fryser oppe fra og ned. Det betyder endvidere, at det er svært for havene at fryse fuldstændigt til fordi isen dannet på overfalden har en isolerende virkning på vandet under isen. Hvis det var omvendt - altså hvis is var tungere end vand, så ville havet fryse nedefra og op og det ville være meget lettere at fryse havene til. Det ville også være fatalt for livet på jorden. Vand har også en række andre egenskaber med stor betydning for livet.

Energi-niveauerne i Kulstof-12: Den just afdøde engelske astronom Fred Hoyle, der er mest kendt i bredere kredse for sin stærke modstand mod Big Bang teorien, beregnede i 60erne, hvordan grundstofferne kunne dannes i stjernerne. Kulstof dannes ved, at tre Helium-kerner fusionerer - en process der er langsom fordi man altså må have tre Helium-kerner bragt tæt sammen. For at kunne danne kulstof i de mængder vi ser i universet idag, og som er afgørende for livet som vi kender det, var Hoyle nød til at postulere eksistensen af et energi-niveau (en såkaldt resonans) i kulstof-12 kernen med en energi, der netop svarer til den typiske termiske energi af Helium-kerner i stjerners centre. Uden et sådant energi-niveau ville det simplethen ikke være muligt at lave kulstof. Det blev efterfølgende eksperimentielt eftervist, at der faktisk findes et sådant energi-niveau med netop de rigtige egenskaber i kulstof-12 kernen.

Der findes en lang liste af andre egenskaber ved naturlovene som kunne skulle være en lille anelse anderledes for at umuliggøre mulighederne for liv (se f.eks. her). Spørgsmålet er så: hvorfor er universet tilsyneladende så fin-indstillet til liv som det er? Det er dette spørgsmål der har affødt det antropiske princip. Logisk set er der to muligheder - begge slående og radikale. Den første mulighed er, at der findes umådelig mange universer i hvilke de fysiske konstanter antager helt tilfældige værdier. Vi bebor et af de sære, sjældne af disse mange universer i hvilket de fysiske konstanter tilfældigvis er sådan, at livet er muligt. Alle de andre universer er golde og døde, altså uden liv. Den anden mulighed kaldes det stærke antropiske princip og lyder "egenskaberne ved universet er sådan, at liv nødvendigvis vil opstå." Et eksempel herpå er det teistiske svar på universets finindstilling, nemlig at universet er skabt til at kunne rumme liv. F.eks. skriver Esajas (45,18) :

[...] himlens skaber, han som er Gud, han som dannede jorden og frembragte den, han som grundfæstede den; han skabte den ikke i tomhed, men dannede den til beboelse [...]

Andre søger efter mere "naturlige" forklaringer som f.eks. Professor Holger Bech Nielsen, der undersøger om der findes en fysisk teori i hvilken konstanterne simpelthen ikke kan undgå at være som de er. Edward Harrisons (professor emeritus i fysik og astronomi ved Masachusetts universet) skriver i sin bog "Cosmology":

"På nuværende tidspunkt kan vi foretrække enten antropiske eller teistiske ideer eller helt ignorere emnet og koncentrere os om mere funktionelle spørgsmål. På den ene side har vi ideen om, at vores univers kun er et af en mangfoldighed af universer, og nødvendigvis er som det er fordi vi eksisterer, eller på den anden side har vi ideen om, at vores univers er over-naturligt designet, en ide der stopper videre videnskabelig undersøgelse. Givet et valg mellem et over-naturligt væsen hensides rationel undersøgelse og en ørken af golde og tomme universer ville de fleste sandsynligvis vælge det første."

Mit synspunkt er det følgende: det er overordenlig interessant, at universet ser ud til at være så veltilrettelagt for liv som det er, men jeg foretrækker ikke (straks) at udelægge dette som bevis for dette og hint, f.eks. Guds nedlagte plan med skaberværket eller lignende. Der har været for mange af den slags Guds-beviser gennem historien, og de tjener egentlig ikke noget formål. Jeg tror egentlig heller ikke, at den religiøse overbevisning kommer fra den slags "beviser" - det er mere uudgrundeligt. Snarere bør vi lade sagen stå åben som en kilde til inspiration i vores videre studium af universets beskaffenhed. Men jeg finder det alligevel dejligt, at mennesket måske alligevel ikke bare er et ligegyldigt sandkorn på stranden.