Principio antropico

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Il principio antropico venne enunciato in ambito fisico e cosmologico per sottolineare che tutte le osservazioni scientifiche sono soggette ai vincoli dovuti alla nostra esistenza di osservatori. Si è poi sviluppato come una teoria che cerca di spiegare le attuali caratteristiche dell'universo.

Tentativi di applicare questo principio per lo sviluppo di una spiegazione scientifica della cosmologia hanno portato a molte controversie e numerosi critici lo considerano una tautologia.

Indice

[modifica] Origine

Il termine "principio antropico" venne coniato nel 1973 da Brandon Carter, partecipando al simposio "Confronto delle teorie cosmologiche con i dati delle osservazioni" durante le celebrazioni svoltesi a Cracovia per il 500° anniversario della nascita di Copernico. Nel suo contributo "Large Number Coincidences and the Anthropic Principle in Cosmology" Carter notava: "Anche se la nostra situazione non è necessariamente centrale, è inevitabilmente per certi versi privilegiata"[1]. Con questo articolo Carter intendeva mettere in guardia dall'uso eccessivo del principio copernicano da parte di astronomi e cosmologi. Carter si proponeva di riportare all'attenzione degli scienziati quella che sembra un'ovvietà: l'universo e le sue leggi non possono essere incompatibili con la nostra esistenza. Proposto inizialmente come metodo di ragionamento, il principio antropico è stato nel tempo variamente interpretato.

Il principio in realtà era già stato invocato prima che Carter lo formalizzasse; ad esempio nel 1957, R.H. Dicke scrisse: 'L'età dell'universo "ora" non è casuale ma condizionata da fattori biologici ... [cambiamenti nei valori delle costanti fondametali della fisica] precluderebbero l'esistenza dell'uomo per considerare il problema.' [2] Infatti l'uso di principi antropici, ovvero di approcci finalistici, ebbe in passato più successo, o meno pregiudizi sfavorevoli, tra gli scienziati rispetto ad ora. Ad esempio le obiezioni di Lord Kelvin e Maxwell alle teorie di Darwin furono di tipo prettamente antropico.[3]

[modifica] Enunciato e varianti

Il principio antropico vuole sottolineare che noi viviamo in un universo che di fatto permette l'esistenza della vita come noi la conosciamo. Ad esempio se una o più delle costanti fisiche fondamentali avessero avuto un valore differente alla nascita dell'universo, allora non si sarebbero formate le stelle, né le galassie, né i pianeti e la vita come la conosciamo non sarebbe stata possibile. Di conseguenza nel formulare teorie scientifiche bisogna porre attenzione a che siano compatibili con la nostra esistenza attuale. Il principio, semplice in sé, ma non banale, è stato variamente interpretato, sino a venir impiegato per giustificare visioni di opposto significato. Sono stati scritti diversi elaborati che sostengono che il principio antropico potrebbe spiegare costanti fisiche quali la costante di struttura fine, il numero di dimensioni dell'universo, e la costante cosmologica. In sé il principio, nella sua formulazione debole, non spiega, ma restringe il campo delle possibili teorie e ne giustifica alcune.

Il principio enunciato da Carter è:

  • Principio antropico debole:"dobbiamo tenere presente il fatto che la nostra posizione [nello spazio e nel tempo] è necessariamente privilegiata, in quanto compatibile con la nostra esistenza di osservatori."
  • Principio antropico forte:"l'universo (e di conseguenza i parametri fondamentali che lo caratterizzano) dev'essere tale da permettere la creazione di osservatori all'interno di esso ad un dato stadio [della sua esistenza]."

John D. Barrow e Frank Tipler enunciano invece tre versioni del principio antropico, con qualche differenza rispetto a quelle di Carter:

  • Principio antropico debole: "I valori osservati di tutte le quantità fisiche e cosmologiche non sono equamente probabili ma assumono valori limitati dal prerequisito che esistono luoghi dove la vita basata sul carbonio può evolvere e dal prerequisito che l'universo sia abbastanza vecchio da aver già permesso ciò."
  • Principio antropico forte: "L'universo deve avere quelle proprietà che permettono alla vita di svilupparsi al suo interno ad un certo punto della sua storia."
  • Principio antropico ultimo: "Deve necessariamente svilupparsi una elaborazione intelligente dell'informazione nell'universo, e una volta apparsa, questa non si estinguerà mai."

Carter enunciò solo la forma forte e quella debole. Barrow e Tipler derivano il principio antropico ultimo da quello forte, considerando che non ha senso che un universo che ha la capacità di sviluppare la vita intelligente non duri a sufficienza per svilupparla.

Paul Davies ha sviluppato un modello inflazionistico del principio antropico.[4] Questo modello viene discusso nel libro di Barrow e Tipler del 1986.

[modifica] Il principio antropico partecipatorio

Il fisico John Archibald Wheeler suggerì questa versione alternativa del principio antropico forte, aggiungendo che gli osservatori sono necessari all'esistenza dell'universo, in quanto sono necessari alla sua conoscenza. Quindi gli osservatori di un universo partecipano attivamente alla sua stessa esistenza.

[modifica] The Anthropic Cosmological Principle

Nel 1986 venne pubblicato il libro The Anthropic Cosmological Principle (il principio antropico cosmologico) di John D. Barrow e Frank J. Tipler: si tratta del più esteso lavoro sul principio antropico e sulle sue implicazioni nelle varie scienze. In questo libro Barrow, un cosmologo dell'università di Cambridge, e Tipler, un fisico matematico dell'università di New Orleans, discussero il cosiddetto "principio antropico", allo scopo di enunciare le coincidenze apparentemente incredibili che permettono l'esistenza del nostro universo e della vita intelligente, nella fattispecie l'umanità, all'interno di esso. Infatti, sottolineano Barrow e Tipler, tutte le caratteristiche dell'universo in cui viviamo dipendono dai valori di un insieme di costanti cosmologiche fondamentali, che allo stato attuale di conoscenza sono fra loro indipendenti. Siccome non tanto lo sviluppo di vita intelligente, ma la stessa esistenza dell'universo dipende da variazioni infinitesime di questi valori, concludono Barrow e Tipler, non si può studiare la struttura attuale dell'universo senza tenere in conto le esigenze fisiche alla base della nostra esistenza.

Benché Barrow e Tipler sottolineino che il loro compito è semplicemente di esporre le teorie, e non crederci, nel testo spingono il lettore verso una visione assai diversa da quella di Carter.

Brandon Carter presentò le sue idee sul principio antropico in una pubblicazione del 1974 dell'Unione Astronomica Internazionale. Successivamente, nel 1983, sostenne che, nella sua forma originale, il principio intendeva solamente mettere in guardia astrofisici e cosmologi dei possibili errori nell'interpretazione dei dati astronomici e cosmologici se i vincoli biologici dell'osservatore venivano presi in considerazione. Nel 1983 incluse anche l'avvertimento che era vero anche il contrario per i biologi evoluzionisti; Carter sostenne che nell'interpretare il percorso evoluzionistico, si dovevano tenere in conto i vincoli astrofisici del processo. Lavorando tenendo questo a mente, Carter concluse che la catena evoluzionistica poteva comprendere solo uno o due concatenamenti improbabili, dato il lasso di tempo disponibile. Successivamente Antonio Feoli e Salvatore Rampone ("Is the Strong Anthropic Principle Too Weak?", 1999) argomentarono che la dimensione stimata dell'universo, e il numero di pianeti in esso, permettono di fissare un limite superiore, indicando che non vi è alcuna prova di un progetto intelligente nell'evoluzione.

[modifica] Evidenze della validità del principio antropico

I critici del principio antropico affermano, riferendosi in particolare al principio antropico debole, che non si tratta di una teoria scientifica e quindi non è in grado di fornire predizioni verificabili scientificamente. Tuttavia John Leslie, un filosofo della scienza, formula alcune predizioni in base al principio antropico forte, nella versione di Carter:

  • Gli sviluppi in campo fisico rafforzeranno l'idea che le prime transizioni di fase avvennero probabilisticamente e non deterministicamente.
  • Sopravviveranno alla investigazione teoretica vari metodi per la generazione di universi multipli.
  • Le possibilità di un universo a taratura fine verranno accreditate.
  • I tentativi di scoprire forme di vita non basate sul carbonio falliranno.
  • Gli studi matematici sulla formazione delle galassie confermeranno che la loro esistenza dipende criticamente dal tasso di espansione dell'universo.

Da un punto di vista prettamente scientifico ci attendiamo, in base al principio antropico, che le costanti di natura che assumono valori "particolari"(prossimi a zero o uno ad esempio) assumano valori che deviano dal valore particolare quel tanto che basta a supportare la vita. Un esempio in questo senso è il valore piccolo (<10-120), ma apparentemente non nullo della costante cosmologica.

[modifica] In relazione alla teoria delle stringhe

La teoria delle stringhe prevede un intero insieme di universi possibili, il multiverso. Secondo Leonard Susskind tale previsione rafforza le basi del principio antropico. Solo gli universi che sono in grado di supportare la vita sono conoscibili, tutti gli altri rimangono al di fuori di qualsiasi possibilità di osservazione. A tale proposito Steven Weinberg afferma che il principio antropico, applicato alla teoria delle stringhe, "può spiegare come mai le costanti di natura osservate assumono valori adatti alla vita, senza chiamare in causa un universo a taratura fine ed un creatore."[5]

[modifica] Critiche

La versione debole è stata criticata come "enunciata per mancanza di immaginazione" perché assume che nessun'altra forma di vita sia possibile (si veda sciovinismo del carbonio)[6]. Tuttavia nella trattazione di Barrow e Tipler non si limita l'analisi alla vita basata sul carbonio, ma si estende anche ad ipotetiche forme di vita esotiche (sebbene gli autori le ritengano altamente improbabili). Inoltre, la gamma di costanti che permetterebbe l'evoluzione di forme di vita basate sul carbonio potrebbe essere meno limitata di quanto proposto[7]. I detrattori della versione forte la criticano per essere né verificabile, né dimostrabile, e non necessaria, argomentando che le sue predizioni non sono valide (seppur vere).

[modifica] La teoria del progetto intelligente

I propositori della congettura del progetto intelligente traggono supporto dal principio antropico, nella formulazione forte di Barrow e Tipler. D'altra parte, l'esistenza di universi alternativi viene suggerita per altre ragioni e il principio antropico fornisce supporto aggiuntivo alla loro esistenza. Supponendo che alcuni universi possibili possano essere in grado di supportare la vita intelligente, alcuni universi reali devono esserlo per davvero (e il nostro è uno di questi). Comunque, alternative alla congettura del progetto intelligente non si limitano a proporre l'esistenza di universi alternativi. Inoltre, si è argomentato che il principio antropico come viene enunciato convenzionalmente, in realtà mette a repentaglio la congettura del progetto intelligente (cfr. la voce universo a taratura fine).

[modifica] Pregiudizio antropico e ragionamento antropico

Nel 2002, Nick Bostrom, un filosofo, si è chiesto "È possibile riassumere l'essenza degli effetti di selezione delle osservazioni in un enunciato semplice?". Egli concluse che era possibile, ma che "Molti "principi antropici" sono semplicemente confusi. Alcuni, specialmente quelli che traggono ispirazione dagli scritti seminali di Brandon Carter, sono ragionevoli, ma... sono troppo deboli per svolgere un qualsiasi lavoro scientifico. In particolare, sostengo che le metodologie esistenti non permettono di derivare qualsiasi conseguenza osservazionale dalle teorie cosmologiche contemporanee, nonostante il fatto che queste teorie possano essere, e sono, testate in modo empirico abbastanza facilmente dagli astronomi. Ciò che occorre per colmare questo vuoto metodologico è una formulazione più adeguata di come gli effetti della selezione delle osservazioni debbano essere tenuti in conto." Il suo assunto è "che si deve pensare a sé stessi come ad un osservatore casuale appartenente ad una classe di riferimento adeguata." Egli espande quest'idea in un modello di pregiudizio antropico e ragionamento antropico dovuto all'incertezza di non conoscere il proprio posto nel nostro universo - o addirittura chi "noi" siamo. Questo può essere anche un modo di superare diversi limiti dei pregiudizi cognitivi inerenti agli esseri umani che compiono le osservazioni e condividono modelli del nostro universo usando la matematica, come suggerito nella scienza cognitiva della matematica.

[modifica] Note

  1. ^ IAU Symposium 63 (1974) 291-298
  2. ^ R.H. Dicke, Principle of Equivalence and Weak Interactions, Rev.Mod.Phys. 29, 355 (1957)
  3. ^ Obiettarono che l'età della terra, ricavata da calcoli termodinamici, non era compatibile con la nostra esistenza per frutto della sola selezione naturale.
  4. ^ Paul Davies. "Inflation to the universe and time asymmetry". da Nature n.312: 524 (1984).
  5. ^ Steven Weinberg, "Living in the multiverse"
  6. ^ In realtà Roger Penrose (in La mente nuova dell'imperatore) usa questa critica riferendosi al fatto che secondo lui il principio antropico minerebbe lo studio scientifico per un effetto di pregiudizio antropico.
  7. ^ Victor J Stenger. Timeless Reality: Symmetry, Simplicity, and Multiple Universes. Prometheus Books, 2000. ISBN 1-57392-859-3.

[modifica] Bibliografia

[modifica] Voci correlate

[modifica] Collegamenti esterni

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