2008-02-10

人擇推論實際上能告訴我們什麼?

What Anthropic Reasoning Can Really Tell Us
http://www.physorg.com/news121691428.html

February 08, 2008
By Lisa Zyga

人擇推論(anthropic reasoning,譯註:另一個大家比較熟知的名稱是 anthropic principle,人擇原理)利用了一項事實:宇宙看起來經過微調,如果們所知的那樣支持生命,以便能解釋形形色色的、以其他方式解釋不通的物理現象。至於為何宇宙會經過微調以支持如我們人類這樣的生命呢?因為,若不是這樣,我們人類就不會站在這裡觀察它。

凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)物理學家 Irit Maor、Lawrence Krauss,與 Glenn Starkman 發現這種說法有問題。如同他們在最近一期的 Physical Review Letters 所寫,人擇原理根本是 "基於「無知(ignorance)」而非知識。" 所以他們檢測人擇解釋的強健度,將它拆解成最簡單的科學元素以便能決定,對於我們所生活的宇宙來說,它到底能告訴我們些什麼。

"在我們的研究中,我們嘗試指出人擇推論背後的假定:就某種意義來說,你需要去假設你試著要證明的東西," 科學家們表示。"此外,我們對此議題提供了一個數量上的了解。"

重要的是,人擇推論意味著智慧生命需要在我們宇宙中所發現的精確條件。例如:這些條件其中之一支配著某些東西的貢獻,那些東西作用如同一個宇宙常數(CC)到宇宙的能量密度。科學家已觀察到 CC 如果太大或太小,宇宙將會崩潰或撕裂,如果正確的話就能夠讓物質形成星系與行星 -- 一個世俗生物的棲地。人擇解釋通常宣稱,若憑其他條件,生命將無法存在於宇宙中,而因此我們無法觀察到一個不一樣的宇宙。然而,宣稱生命無法存在於一個不同的宇宙是基於「我們是種典型生命形態」的假設。

Maor, Krauss, 與 Starkman 以量化方式表示,人擇假定依賴在「我們是種典型生命形態」的假設上有多強烈。研究者定義一個參數空間(一個在數學上量化的集合),以不同的 CCs 製造出所有可能的宇宙,接著試著為生命(不是我們已知的,就是我們未知的)決定在此集合中的或然率。他們解釋,在這裡的問題是:我們不知道我們無法觀察到什麼,這會導致抽樣誤差。

"當我們是唯一的生命形態,而且這是我們唯一知道的宇宙時,我們沒有任何關於生命如何在其他參數空間中延續的資訊," 研究者們在他們的研究中解釋。"它很可能散佈在一個很廣的範圍上,意味著生命可以採取許多形態,或著它也可能需要確切的參數值,那能導致我們的生命形態發生... 然而,我們單一點的單一樣本的有限資料組無法探測太多參數空間。"

他們下了這樣一個結論:沒有典型(生命形態)的假設,「CC 值」與「生命的存在」之間的連結就無法建立,也因此,「生命的存在」無法解釋「CC 的特定值」。(譯註:換言之,沒有「典型生命形態」這個假設當成前提,人擇理論就無法解釋我們宇宙的宇宙常數為何會是這樣。)

"我們能說,我們的存在是「被觀察到的」 CC 一個很好的指標," 他們這樣斷定,強調關連性(correlation)絕沒有因果關係(causation)。"被我們有限的人擇理解所照亮的關連性意味著,我們最後從這些爭論當中所學到的東西是「我們的存在」與「所觀察到的 CC 值」不會彼此抵觸(contradict)。這很棒,不過一點都不讓人驚訝。"

不幸的是,在人擇推論能成功地被拋棄之前,凱斯研究者與他人仍有許多研究要做。

"此爭論是相當複雜的一個,而且不太可能很快地被解決,因為它完全是個跨學門的問題," 研究者解釋。"它涉及關於哲學與方法論等超越科學的問題,以及實際觀察與用來分析它們的數學的問題。此外,如同我們在論文中所述,此爭論源自於,有很大一部份是,我們的無知。對於這個宇宙以及統御它的法則,在我們真的能以明白清楚的方式對付這些議題之前,我們還需要更多的學習。"

然而,這不保證,這些問題的根本解釋都一定會存在。這或許是個無法光用「為什麼?」就能夠以一種決定性方式回答的問題。

"基礎物理學也許可以,也許不可以,為我們宇宙的支持生命參數的特定值,提供一個解釋," 研究者解釋。"我們或許發現:「為何質子的質量比電子的質量要大上 2000 倍?」比「為何木星環繞太陽之軌道的半徑大約是地球的 5 倍」更類似於「為何水在結冰時會膨脹?」這樣的問題 -- 這是個取決於或然性而非基本原理的問題。"(譯註:換言之這是一個透過類比而發現的問題。)

"然而,我們不應當假設:正因為我們還不知道,所以沒有解釋存在,而我們更應當繼續尋找一個解釋,至少直到我們有個令人信服的科學理論,那解釋了許多其他東西,而且在其中我們能證明,要提供一個解釋是有可能的。最有趣的事情是 -- 除非我們發現了一個萬有理論 -- 我們將不會知道什麼東西還等著去發現,這讓這場搜尋更加刺激。"

※ 希望大家看得懂 @.@

* Anthropic Arguments and the Cosmological Constant, with and without the Assumption of Typicality
http://link.aps.org/abstract/PRL/v100/e041301
Irit Maor, Lawrence Krauss, and Glenn Starkman
Phys. Rev. Lett. 100, 041301 (2008)
doi:10.1103/PhysRevLett.100.041301
順便一提,Physical Review Letters 正慶祝 50 週年:

* Editorial: Physical Review Letters at 50
http://prl.aps.org/edannounce/PhysRevLett.100.010001

科學家開始搜索「嗜極生物」
Deep Impact 開始搜索外星世界
理論解釋 Enceladus 的藍色噴流與水

衝浪老兄的萬有理論讓物理學家驚嘆
宇宙論粒子形成的類比
歐洲提議新型地下粒子偵測器
宇宙是個「虛擬實境」?
令人著迷的「平行」宇宙
哈伯觀測到雙重愛因斯坦環

1 則留言:

fsj 提到...

聯結數學上帝 海勒獲坦普頓獎

楊明暐/綜合報導 中國時報 2008.03.14

波蘭數學家、天主教教士麥可.海勒(Michael Heller)因致力於建立科學與宗教間的聯繫,並向世人展示數學能提供上帝存在的間接證據,12日獲頒「坦普頓獎」(Templeton Prize)和160萬美元(約台幣4900萬元)獎金。這是世界各公益組織頒發給個人的最高額獎金。

現年72歲的海勒精通數學和形上學,是宇宙學領域的先驅學者,也是位哲學家。他的理論與其說能夠證明上帝存在,不如說讓人們對周遭的物質世界產生懷疑。

萬事互為因果 可以數學呈現

海勒專精於提出各種複雜公式,讓人們能藉由數學計算,來解釋幾乎任何事物。按照他的說法,宇宙間發生的事互為因果,其間涉及的動態規律都可以用數學等式來加以呈現。

至於一些重大問題,如:宇宙是否需要有成因?為什麼世上有東西存在,而非什麼都沒有?海勒指出,人們問這種問題已不像是在問其它事物的成因,而是在探究所有各種可能成因的根本。這就涉及上帝創造天地的計畫藍圖。

海勒畢生致力於促成科學和宗教的和解,他說:「我們一直希望做最重要的事,還有什麼事會比科學和宗教更重要?科學給我們知識,而宗教給了我們意義。兩者皆為正常存在的先決條件。」

指拒絕「進化論」 是天大錯誤

海勒反對在把科學和宗教聯繫起來時,試圖以「填補鴻溝的上帝」為解釋,也就是把科學無法解釋的事全推給上帝。他還認為宗教界拒絕「進化論」是天大的錯誤,因為「這製造了上帝與機率間的矛盾,或使兩者互相對立」。

海勒自幼生長在一個虔誠而又求知若渴的天主教家庭裡。1939年,全家人為逃避納粹入侵而遷居俄羅斯。戰後他返回波蘭,23歲時他被天主教教會任命為神父。

然而海勒志在學術研究,1年後他便又回到學校,並在波蘭盧布林天主教大學取得哲學碩士和宇宙學博士學位。海勒與已故天主教教宗若望保祿二世私交甚篤,他目前是克拉考宗座學院教授,數十年來曾發表過35本著作。

獎金近5千萬元 超過諾貝爾獎

頒發坦普頓獎的約翰.坦普頓基金會讚揚海勒的著作喚起人們重新認識人類若干最深奧的觀念,他的研究擴展了科學的形而上領域。

1972年設立的坦普頓獎,全名為「坦普頓屬靈現實研究或發現促進獎」,2001年之前稱為「宗教促進獎」。該獎每年授予一位仍然健在,被評審團認為致力擴展人們對神性的理解,以及有助於增進人類神聖創造力的人士。獎金160萬美元(約台幣4900萬元),超過諾貝爾獎。1973年,德蕾莎修女成為第一位獲獎者。其他獲獎者還有葛里翰牧師、索忍尼辛等。