能否通俗易懂地解释一下人择原理?

朋友跟我说,宇宙为什么会是这个样子,弱人择原理的解释是,我们存在,所以各种参数就必须恰到好处地能让我们存在,否则就不会有我们在这里观察宇宙了。逻辑上很圆润,但是总觉得像诡辩啊。

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37个答案
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Metaverse录音爱好者,万有青年养成计划入围选手

2012-09-30 10:43

弱人择原理认为“如果宇宙不是这样就没法提供进化出我们的条件”,从逻辑上说没有问题,但在科学上没有什么意义,因为所有问题都可以用这种方式来回答——无论什么结果,都可以倒过去推出“那是必然的”,这只不过是回避问题,而非回答问题。

进一步的,强人择原理认为自然定律必须是我们观察到的当前结果,乃至暗示物理常数和初始条件是被精心选定的,其实就是指向神创论。但那又会遭遇创造者“为什么存在”的诘难。如果说创造者“一直存在”、“不需要理由”,那为什么不干脆把他省掉,直接说宇宙和自然定律就一直存在?(奥克姆剃刀:如非必要,勿增假设。)

科学需要的是知道“什么机制或者过程产生了什么结果”,而非人择原理这种循环论证式原地踏步的陈述。客观世界的因果链是否无限,我们不知道也不敢断定,但逻辑形式上似乎并没有禁止这个疑问链条的无限性,只是任何一个历史时期,科学上所能搞清楚的都是因果链(或者说网)上有限的一部分,用这有限的基础外推可能为无限的情况,只是哲学猜想,未必会有什么实际结果。

与其求助于人择原理,到不如认为物理常数和初始条件其实可以任意种可能的组合,只不过在多数组合的宇宙(或者说时空泡)里没能演化出智慧生命去问“为什么宇宙是这样而非别样”的问题……撒一把沙,总有几颗会砸中螃蟹,很自然的事。。。

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Steed专业级业余天文爱好者

2012-09-29 17:51

直接引用@Fishingsnow 在《生活大爆炸》细节贴里的文字来回答你这个问题吧:

Sheldon 在餐厅中吃饭时问 Leonard 对人择原理(Anthropic Principle)的看法。人择原理是宇宙学中的一个概念,它最初是在 1973 年的纪念哥白尼诞辰 500 周年的“宇宙理论观测数据”会议上由天文学家 Brandon Carter 提出的。但这位 Carter 先生当年是来砸场子的,他提出的人择原理实际上是对哥白尼原理(继承了哥白尼的思想,但并不是哥白尼本人提出的)的否定。

哥白尼原理认为,没有一个观测者是具有特殊地位的,换句话说地球并不是宇宙的中心,太阳系也不是宇宙的中心,银河系也不是宇宙的中心。哥白尼原理有时也被用来支持宇宙学原理(Cosmological Principle,另一种关于宇宙的哲学假说),根据这一原则,从空间和时间的大尺度来看,宇宙的各个部分具有统计意义的一致性,亦即宇宙具有均质和各向同性的性质。换言之,不论是从银河系、金山系、铁平原系观测,整个宇宙在各个方向上应该都是差不多的。

而人择原理则认为,人之所以存在并且能观测宇宙,是因为宇宙并不具有完全平均的性质,按照 Carter 的说法(弱人择原理),“我们必须准备好接受这样一个事实,那就是我们在宇宙中所处的位置必然是经过选择的,正是因为这一位置的特殊性才让我们能够成为宇宙的观察者”,在 Carter 的论文中,他将“位置”解释为我们在时间和空间双重意义下的位置。

他还提出了“强人择原理”,这一原理认为,“宇宙及其赖以存在的基本常数必然保证在某一阶段会出现能够观察它的物种。用类似于笛卡尔的话说就是,cogito ergo mundus talis est”。最后一句是拉丁文,意为“我思故世界在”。笛卡尔“我思故我在”的拉丁文写法是 Cogito, ergo sum。

Carter 的理论在提出后不断受到质疑,但在学术界和其他领域也有大量的支持者。例如有人认为碳基生命的出现并不是偶然的,而是物理常数作用的必然结果。而这些宇宙常数又恰好是被精心“设计”的,使得碳基生命以及人类这样的智慧生物能够最终出现并且试图探索宇宙的奥妙。持这种观点的人认为如果一些常见的物理常数与现在的值有微小的差别的话,人类乃至碳基生命都不可能存在。

不论是宇宙学原理还是人择原理,在某种意义上说更像是一种哲学观点,因为以人类目前对宇宙的了解,还远不足以证明孰对孰错。不过如果人择原理是对的话,那么人类必然会有一天能够证明人择原理是对的;如果人择原理是错的话,人类却未必能够证明它是错的……

也有人将人择原则称为“上帝作弊的产物”,所以 Leonard 在回答 Sheldon 的问题时说,Then I believe that God created the world in six days, and on the seventh, he made you to annoy me.

推荐阅读全文:
http://www.guokr.com/blog/350239/

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我其实更喜欢平行宇宙的那个观点:
我们观测到的宇宙中的很多宇宙常数是至关重要的,他的任何一点变化都会使得宇宙的面貌发生完全的改变,从而不会有现在这个形式的宇宙,更加不会有智慧生命思考“宇宙为什么是这个样子”的问题。
但是从另一个角度讲,我们很容易理解如果这个宇宙可以在一百几十亿年前形成,那么就很可能有更多的宇宙在“不同时候”形成,带有不同的宇宙常数,产生不同的结果。因而,人则原理也可以理解为在非常非常多的宇宙中,有一个的宇宙常数恰好在能产生智慧生命的那个小范围内,它诞生后过了一百几十亿年,终于有个“弱智生物群体”中的智者提出了一个伟大的问题:“这个宇宙为什么会是这个样子” :)
所以“人则原理”的一个版本是“宇宙如果不是这个样子,你就不会提出这个问题”,另一个版本是“有非常多的宇宙,在这个能产生智慧生物群体的宇宙中才可能有生物提出这个问题;其他的宇宙很不幸的连问这个问题的生物都不可能产生”。
我印象里是看霍金的《时间简史》看到的,但是不确定。

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positron理论物理、天文爱好者

2013-10-24 16:25

刚才几个朋友聊天时,提到次声波,可闻声波,超声波等概念,一个朋友(学文)问我:为什么频率那个范围内的叫可闻声波?我答:因为是人定义的,如果是狗定义的可闻声波,频率范围就是另一个了。

是不是有点人择原理的味道?

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感觉人择原理是有些诡辩,但也很难辩驳。这个问题可以写n本书,我就不讨论哲学问题了,随便吐槽一些从科学家角度出发的观点。

我比较同意@Metaverse 的说法,不过他最后提到的“...不如认为物理常数和初始条件其实可以任意种可能的组合,只不过在多数组合的宇宙(或者说时空泡)里没能演化出智慧生命...”在一定程度上依然是在人择原理的范畴里。(这个也直接关系到@yeahsoda 提到的fine tuning和superstring landscape问题。:) )像这类说存在茫茫多个不同物理性质的宇宙的理论,有一个很大的问题是,我们似乎没法通过观测和实验来证实这类理论。这就像说,我们只能观测到我们所处的这个可观测宇宙,可是更多的是我们无法观测也没法诞生智慧观测者的其他宇宙...这在一定程度上等于承认了我们所处的地位是特殊的。

很多科学工作者是不同意人择原理的,或者说即使没法反驳,心理上也是不喜欢的。因为人择原理基本上和宇宙学原理相悖,而宇宙学原理是基于定量观测的现代物理宇宙学的基本假设。如果接受人择原理的说法,那么可以说我们现在所有的宇宙学观测只是碰巧看到了个特例;也只是因为这个特例我们才能看到;大部分宇宙连观测者都不存在,根本就没法被观测到。这对于基于实验观测的物理宇宙学来说是个打击,很多研究似乎就没什么意义了。

但是从另一方面来说,人择原理又的确很有吸引力。当你一头雾水时,一旦承认人择原理,似乎问题就迎刃而解了(或者说逃避了?:D)前两年听过Alan Guth的一个讲座,讨论暴涨理论和多重宇宙(Inflationary Cosmology and Multiverse),他本人在讲座最后也倾向于人择原理的解释。记得他举过一个例子来支持人择原理,细节我记不清了,大概说的是,如果考虑我们所处的宇宙中所有星体的表面,那么像地球表面这样的可以支持生命体的表面显然只占了总表面积的一个极其微小的部分,以此可见其实我们的确身处特殊的位置,某种程度上来说人择原理可能是无法避免的。

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对于人择原理,我说点不太成熟的个人观点。

我觉得人择原理的一个前提就是:这个宇宙必须很特殊才能产生人类,这不像是巧合。
但是我觉得这个前提值得商榷。不但产生人类对宇宙的要求很苛刻,恐怕要产生任何一个特定的事物都对宇宙的要求很苛刻。宇宙若稍有不同不但产生不了人类,也产生不了石头,产生不了沙子。照此说法还应该有“石择原理”、“沙择原理”等等。

也许有人说人类是有智慧的生物,能对宇宙进行观测,而石头沙子则无足轻重。对于这种说法我表示怀疑。何为智慧,何为观测,什么是生命这些都是槽点,都是些争论不休的东西。有这些模糊概念,人择原理至少不是个严谨的理论。况且我还真就觉得人类相比石头沙子也没什么特殊之处,因为我相信人类的所谓“智慧”,“观测能力”说到底也是构成大脑的粒子在物理规律的支配下的运行产物,而石头沙子也遵循同样的物理规律。说不定石头沙子也有观测能力,只是以我们不能理解的方式(比如反射或者吸收电磁波什么的,人类也差不多嘛)。

于是再说那些不如这个宇宙“特殊”的宇宙(假如存在的话)。我们没法确定那些宇宙里就一定没有“智慧”的“观测者”,理由同石头沙子。。。

简而言之,我觉得人择原理是说,假设人类是特殊的,那么这个宇宙必然以某种方式被选择或设计过,那当然是为了产生人类(因为人类是特殊的嘛),所以人类还真是特殊的。好像循环论证了诶。。。要是一开始的假设错了,那就人择原理啥也不是。

嗯个人观点哈,轻喷。。。

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yeahsoda理論物理 PhD

2012-10-01 16:50
支持者: Ralph MQQ

@Steed 的回答很有問題。弱人擇原理與強人擇原理不是這樣的,@Metaverse 說得比較靠譜。講人擇原理怎麽可以不講粒子物理與宇宙學的fine tuning問題和superstring的landscape呢?

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支持者: C-5XPO 失魂棒

我第一次看到人择原理,是在方励之的一本讲宇宙的科普读物里,那本书是见过的最好的国产物理科普书。

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芒果罐头狸物理化学专业博士

2012-10-03 21:16
支持者: C-5XPO

支持量子论中的多重世界解释,一个宇宙但有很多世界,其中一个世界刚好参数合适,于是有了人,才能提问。

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支持者: C-5XPO

从本质上说,“为何宇宙是现在这个样子而不是其他样子”这个问题就隐含了将所谓“典型观察者”即我们人类自己置于特殊地位的含义。因为只有我们会“在意”宇宙是“这个样子”或者“那个样子”的。 而事实上宇宙是什么样子其实并不重要,也没有理由——有什么理由反而是古怪的,不是吗。

——为何宇宙常数是这样一个取值,而不是别的取值,甚至尽管现在这个取值“在概率上说”可能并不典型; 以至于能够形成有质量的物质粒子、进而形成物质、形成天体、形成生命、最终诞生人类?可是反过来说,为什么不呢?薛定谔方程告诉我们,波函数演化是既定的,即任何一个“概率”,只要它不为0,那么它就100%发生(这里的表述不严谨)。

正因为我们把自己看成某种“特殊的存在”,就好像我们认为一个标准的球体是相对各种于不规则多面体特殊的存在一样,所以才有了这个问题。

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支持者: 北海的猫

我觉得,“为什么是这样”本身就不一定是一个合理问题,对于这种问题,回答“因为不这样你就不会问”是不过分的。

对于一些随机随意的事情,问为什么没有什么意义。比如朝10万人扔一个石头,恰好砸中了某个人,要问“为啥几率这么低还偏偏砸中了他”是比较无聊的。

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支持者: 北海的猫

强词夺理!牵强附会!人择原理就是不是指哪打哪,而是打哪指哪。

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耗_子还没上天的飞行员

2012-09-29 18:45

其实就是逆向思维,从结果推起因。。。

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Sheldon理论物理博士,科学松鼠会成员

2012-09-29 20:50
支持者: C-5XPO

支持Steed老师的答案,细节我就不补充了。有本翻译还算可以的中文书《大自然的常数》(巴罗)较为全面地解释过这个问题,请自行查阅。

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人择原理的描述本身已经够简单了。看上面的回复哪个不是越讲越复杂?

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逻辑的起点,无比诱人,不是吗?

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路过。苦逼的人,既看不懂问题,也看不懂回答。

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通俗点讲就是银河开到了洪荒旅游区,也就没有末日的传言,也就没有地磁场的偏转,也就没有星河手机服务区,也就没有长达300年的景区边检状态。

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只有当你吃饱以后才会知道晚饭吃的是什么。

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人择原理根据我的理解就是这样,不知对不对:宇宙之所以是这样是因为只有这样才能产生这样的你问出这样的问题,否则就会产生那样的他问出那样的问题

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支持者: 在火之星 C-5XPO

赤橙黄绿青蓝紫黑白九粒豌豆跳进了球形摇奖机的肚子里。
摇奖机转呀转呀,不一会儿,红色豌豆就被抛出了摇奖机,还剩下橙黄绿青蓝紫黑白八粒豌豆。
摇奖机又继续转呀转呀,不一会儿,橙色豌豆又不幸地被摇奖机抛了出来,还剩下黄绿青蓝紫黑白七粒豌豆。
摇奖机继续转,绿色豌豆又跟着被摇奖机抛了出来,还剩下黄青蓝紫黑白六粒豌豆。
摇奖机在继续旋转……。
最后,黄色豌豆幸运地留在摇奖机的肚子里……
……
于是乎,黄色豌豆觉得她自己十分了不起,她恬不知耻对着别人说:正是因为我的存在,说明我的各种参数恰到好处地能让我存在了下来,否则就不会有我在这里面对你们了。

今天,黄色豌豆依然生存在她自己的陶醉之中,但我们相信,终会有一天,她一样也会随之而去……。

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饭小盆材料物理学士,飞面神教信徒,FFF团资深团员

2013-10-25 10:43

《量子力学史话》曾经举过一个很有意思的例子,可以看做是人择原理的一个变形。
假设有一个观察者,然后有人对这个观察者开枪,子弹有50%的几率失效无法正常发射,也就无法对观察者造成伤害。于是,观察者观察到的必然是子弹一直失效,因为如果子弹未失效,那么在正常发射的子弹到达观察者处,观察者意识到自己死亡之前,实验就已经结束了。(虽然实际上人在中弹之后还有短暂的意识,但是思维实验么,可以容忍)
综上所述,对于存在观察者(同时也是记录者)这一视角的情形,按照人择原理来解释就是,它必须是这样。这与生活大爆炸中时间旅行的那个梗有异曲同工之妙。

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缘分
打个比方就想买彩票,如果说从单细胞生物净化到人就像通过买彩票成为世界首富。近百年来是没有的,不过如果彩票继续,那几亿万年就可能出一个。

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根据度娘的解释:

人择原理


人择宇宙学原理(简称人择原理)由鲍罗和泰伯拉提出。这条原理很复杂,但简而言之,即谓正是人类的存在,才能解释我们这个宇宙的种种特性,包括各个基本自然常数。因为宇宙若不是这个样子,就不会有我们这样的智慧生命来谈论他。


即以上就回答了本题,但是楼主所要的答案其实并不是这样一句简单的解释,而是逻辑上看起来正确的命题。那么先看看这句话为什么从逻辑上怪怪的呢?

我们存在,所以各种参数就必须恰到好处地能让我们存在,否则就不会有我们在这里观察宇宙了


从逻辑上讲,这句话的假设是“各种参数的恰到好处的存在”,而这样先验的假设(各种设定好的参数?你以为打游戏呢)不能使我们信服。

根据三段论,我们看到↓
结论:我们所以我们能观察到这样的宇宙
小前提:我们存在
大前提:各种参数就必须恰到好处地能让我们存在

我们看到大前提和小前提证明了同一个前提“我们存在”,因此不构成完整的论证,而且我们的“存在”由“宇宙中各种恰到好处的参数”来论证,在哲学上还值得商榷。

上述命题的结论而是“为什么宇宙是我们观察到的这样”的解释,并不是是我们的问题“为什么宇宙是这样”,范围被缩小了,文不对题不是?(请注意这里的命题是极端抽象简化的,而不是当年真正的命题)

————————————我是非p,且q的分割线——————————————

通过种种,逻辑上的论证就到此了。那么为什么这两位学者会提出看似自相矛盾的论证呢?(牛顿都提出上帝理论了,他们提出的理论一点也不surprising)。

正如Steed所说,布兰登发表这个理论是为了反驳哥白尼的理论(完全就是Leonard在学术会议上,为了复仇天天鄙视他的Sheldon的肥皂剧赶脚啊)

这个理论的是天文物理学家布兰登·卡特,在1973年的纪念哥白尼诞辰500周年的"宇宙理论观测数据"会议上提出的。他的论文中明确阐述的人择原理,完全站在了所谓的哥白尼原理(并不是由哥白尼提出的)的反面——哥白尼原理否认了人类在宇宙中的特殊地位。他用了大量模型和数据 “大数重合与宇宙论中的人择原理”包含了下列陈述:“虽然我们所处的位置不一定是中心,但不可避免的,在某种程度上处于特殊的地位” 。


那么从这个身份就可以看出,人家学的是物理,用的也是科学方法证明,完全和我们哲学用逻辑的方法证明大相径庭嘛。而且最终目的也不同,他是为了打败哥白尼,哲学家思考了几世纪人的“存在”,为的是人安身立命的基础。那么现在你也知道了,布兰登的人择理论只是强调了人在宇宙的特殊位置,并非是证明了你为什么存在,也并非是“为什么宇宙是看起来这样”。那么用哲学的思考结束我们的探讨吧,在用逻辑剖析命题时,请考虑命题提出的语境。

PS 理论的具体内容还是请参考当年发表的文献吧

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W小王子材料科学硕士

2014-08-01 08:39

如果宇宙的初始参数不同,也有可能演化出和我们完全不同的智慧体,当他们意识到宇宙问题的时候,他们也会疑惑,为什么他们的宇宙会是那种样子。没有人能够证明只有唯一的宇宙初始参数可以演化出智慧生命,每一个宇宙或许总会有智慧生命对其存在的原因提出疑问,而我们也许只是那无数可能中的一个而已。

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我觉得从不确定原理的观察者角度理解人择原理更好一些。

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或许存在无数个互不干涉的宇宙,
每个宇宙的不同形式造就了不同形式的观察者,

“不是我选择了你,是你选择了我”

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冰火梦幻信息与计算科学学士,算法控,AI爱好者

2014-08-01 09:44

有个类似的例子:世界上每一个人都有父亲,而那些父亲也有他们自己的父亲,而每一个父亲的父亲也都有他们的父亲……当然从母系也能类似地上推,直到第一个能被称为人类男性的个体或群落为止。
这些人类,尤其是数十万年前,食物短缺,猛兽横行的时代,居然全部存活到能留下男性孩子,而那些男性孩子居然也都能留下男性孩子……
这真是极为不可思议的巧合。现存于世上的每一个人都不敢说自己的Y染色体或线粒体DNA能绵延数十万年不绝吧。

实际上,或许宇宙常数偏差一点,就不会有我们这样的人类来提出“为什么我们存在”的问题,但或许就有其他的物种,比如赛博坦星人、天顶星人、波江座人或者各种纯能态生物提出同样的问题。与其说是神的选择,不如干脆就是运气好。顶多加点自组织。

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人择原理主要是解决热力学第二定律和生命现象之间矛盾而提出的,因为热力学第二定律认为,封闭系统的熵总是增大,也就是系统的无序度总是增加,但这无法解释生命现象,生命是从无序中产生有序,统计学认为,热力学第二定律不是不可以违反,只是概率太小,以至于用整个宇宙时间来算,也极难产生,更不用说生命现象了。
在这种情况下,科学只能做出一个哲学式的解释。也就是也许存在无数个宇宙,无数种可能,但是只有生命诞生的宇宙,才可以对宇宙进行思索。这就规避了概率的难题。

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因为合适的环境才有能适应这一环境的生命,太阳系只有地球有这个条件,所以地球才有生命。人择原理不需要哲学和理论物理这么深奥,只要在其它星系找到生命,人择原理就毫无价值。

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你可以告诉他,如果宇宙是另外的样子,我们也会是另外的形态,照样可以观察宇宙。

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科学试图把世界二元化,所谓物质,精神。但不探知精神和物质间的相互影响作用。一味追求一元的物质奇点。我觉得不全面吧。世界是什么样子,可以用科学来解释,可以用玄学来说明更可以用神学来感知。 有何不可?
科学自诩老大,指责非他都是“不科学”,是不是很自大!

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这个问题从个体的角度就像,为什么爸爸妈妈生了一个“我”而不是别人。我们总以为自己是特殊的那个,但是,无论是谁生下来都会有这个疑问,从这个角度来说,人类其实没有什么特殊的,但是人类的存在却是很特殊的。

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可以理解为生命和智慧生命的出现不是出于偶然?

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人择原理是将自己设定成观察者在观察世界
那么就必须要有世界和观察者共同存在
是以结论倒推条件来解释世界的一种假说
基本上跟主流宗教采用的是同一种方式来阐述自己的观点
的确如楼主所说是一种诡辩

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scythe7三只脚的猫

2013-10-24 12:44

人择原理就是很纯粹的伪科学

引用一大堆科学术语,只是为了略去规律本身谈规律的存在。

本质上是否定客观存在,或过度膨胀的自我意识。

实际上是为神创论和唯我意识服务。

本身没有任何实际依据支持,偏偏很多人本着为宗教服务或打击成就高于自己的学者的目的来频繁使用。

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