Kosmologiczne precyzyjne dostrojenie

~30 podstawowych stałych fizycznych wszechświata jest dostrojonych z ekstremalną precyzją, aż do 1 części na 10¹²⁰ dla stałej kosmologicznej Λ, bez czego żadne życie nie byłoby możliwe. Jeden z najsilniejszych współczesnych argumentów na rzecz inteligentnego Projektanta.

Ignispedia

Dlaczego nasz wszechświat pozwala na istnienie gwiazd, trwałej materii i istot żywych? Ten artykuł wyjaśnia, dlaczego to pytanie prowadzi niektórych badaczy do uznania inteligencji stwórczej. Poznasz też odpowiedzi ich przeciwników oraz powody, dla których warto wybrać wyjaśnienie odwołujące się do Boga.

Angielskie wyrażenie kosmologiczny fine-tuning oznacza „precyzyjne dostrojenie wszechświata”. Określa dokładność pewnych wartości fizycznych niezbędnych we wszechświecie, w którym może istnieć życie. Słowo „dostrojenie” opisuje przede wszystkim tę dokładność. Samo w sobie nie dowodzi jeszcze, że ktoś czegoś dostroił.

Pytanie dotyczy warunków umożliwiających życie. Różni się od pytania, które stawia argument kosmologiczny, dotyczący między innymi początku wszechświata. Tutaj zastanawiamy się przede wszystkim, dlaczego wszechświat ma właściwości tak sprzyjające gwiazdom, układom materii i życiu.

Liczby, które umożliwiają życie

Fizyka bada materię i prawa przyrody. Zjawiska przyrodnicze przebiegają zgodnie z prawami. Prawo fizyczne opisuje prawidłowość w zachowaniu przyrody. Na przykład grawitacja przyciąga ciała do siebie. Znajomość tej zasady jednak nie wystarcza: trzeba też wiedzieć, z jaką siłą działa to przyciąganie.

Stała fizyczna to wartość, której fizycy używają do opisu działania przyrody. Niektóre dotyczą siły przyciągania, inne właściwości materii. Badacze je mierzą, a potem obliczają, co by się stało, gdyby miały inne wartości.

Odkrywają wtedy, że pewne możliwości istnienia życia zależą od bardzo wąskich zakresów wartości. Zmiana jednej wartości może uniemożliwić powstawanie gwiazd lub sprawić, że materia potrzebna do życia będzie niedostępna. Chodzi więc o coś więcej niż cechy naszej planety. Chodzi o ogólne warunki świata, w którym może istnieć życie.

Pomocne jest pewne porównanie. Urządzenie może działać tylko wtedy, gdy kilka ustawień mieści się w dopuszczalnych granicach. Właściwa temperatura nie wystarczy, jeśli brakuje zasilania. Podobnie jedna korzystna wartość fizyczna nie musi równoważyć innej, która uniemożliwia powstanie struktur niezbędnych do życia.

To porównanie pokazuje, czym jest zależność między warunkami. Nie dowodzi, że wszechświat pod każdym względem przypomina zbudowaną przez kogoś maszynę. Argument pojawia się dopiero potem: czy ten zbieg warunków należy rozumieć jako przypadek, konieczny skutek praw, czy wynik zamiaru?

Kosmologia bada wszechświat jako całość. Problem ten stopniowo przyciągał uwagę badaczy. Robert Dicke zwrócił uwagę na związek między właściwościami wszechświata a istnieniem obserwatorów. Brandon Carter zaproponował w 1973 roku wyrażenie „zasada antropiczna”. Zasada antropiczna łączy to, co możemy obserwować, z warunkami umożliwiającymi nasze istnienie.[1]

To spostrzeżenie nie opiera się wyłącznie na autorach wierzących. Badacze Luke Barnes, który wierzy w Boga, i Geraint Lewis, który jest ateistą, napisali wspólnie A Fortunate Universe. Filozofia bada podstawowe pytania za pomocą rozumowania. Ich wnioski filozoficzne się różnią, ale obaj uznają istnienie problemu fizycznego.

„Podstawowe właściwości Wszechświata wydają się precyzyjnie dostrojone do życia.”

Luke Barnes i Geraint Lewis[2]

Teoria fizyczna to zbiór wyjaśnień i zasad pozwalających zrozumieć zjawiska. Fizyk Richard Feynman również wyrażał zdumienie liczbami używanymi w teoriach fizycznych:

„Używamy liczb we wszystkich naszych teoriach, ale ich nie rozumiemy, ani czym są, ani skąd się biorą.”

Richard Feynman[3]

Te wypowiedzi nie zastępują wyjaśnień. Wybitny naukowiec może uznawać pewien fakt, a zarazem nie chcieć dostrzec w nim Stwórcy. Pokazują jednak, że pytanie zasługuje na coś więcej niż uśmiech: podstawowe wartości występujące w przyrodzie wymagają poważnego namysłu.

Gwiazdy, materia i bardzo szczególny początek

Zacznijmy od materii, z której jesteśmy zbudowani. Atom to mała jednostka materii złożona z cząstek. Cząstka to drobny składnik materii.

Jądro jest środkową częścią atomu. Elektron to cząstka znacznie lżejsza od jądra, znajdująca się wokół niego. Proton to cząstka znajdująca się w jądrze. Właściwości tych składników pozwalają atomom łączyć się i tworzyć substancje występujące w świecie istot żywych.

Pierwiastek to rodzaj materii określony przez rodzaj atomów, z których się składa.

Silne oddziaływanie jądrowe utrzymuje razem składniki jąder. Według obliczeń przedstawionych przez Bollorégo i Bonnassiesa osłabienie go o 9% uniemożliwiłoby powstawanie pierwiastków cięższych od wodoru. Wodór jest pierwiastkiem chemicznym. Nie zabrakłoby więc tylko jakiegoś konkretnego kwiatu. Zabrakłoby części podstawowego materiału potrzebnego do życia.[4]

Chemia bada, jak substancje powstają, łączą się i przekształcają. Dla życia taka organizacja jest niezbędna: sama obecność materii nie wystarcza. Ta materia musi jeszcze móc tworzyć trwałe układy, które uczestniczą w działaniu organizmu.

Oddziaływanie elektromagnetyczne uczestniczy między innymi w tworzeniu wiązań łączących atomy. Słabe oddziaływanie jądrowe uczestniczy w pewnych przemianach cząstek. Wraz z grawitacją i oddziaływaniem silnym oddziaływania te umożliwiają istnienie gwiazd i złożonej chemii.

Znaczenie ma również stosunek mas cząstek. Proton jest około 1 836 razy cięższy od elektronu. Ta proporcja wpływa na trwałość układów niezbędnych w chemii życia. Niewielka zmiana proporcji mogłaby więc mieć dla tych układów poważne skutki.[5]

Kolejna trudność pojawia się w skali całego wszechświata. Ekspansja oznacza, że wszechświat się rozszerza. Grawitacja natomiast dąży do skupiania materii. Według rozpatrywanych obliczeń początkowy brak równowagi może prowadzić do zbyt szybkiego rozproszenia albo zbyt wczesnego zapadnięcia się wszechświata.

W obu przypadkach powstawanie galaktyk jest zagrożone. Galaktyka to ogromne skupisko gwiazd. Pytanie o początkowe dostrojenie dotyczy więc samej możliwości powstania tych wielkich skupisk. Materia obecna wszędzie, ale nigdy nietworząca gwiazd, nie daje takiego samego wszechświata.

Gęstość określa, ile materii znajduje się w danej przestrzeni. Te obliczenia wykonuje się w ramach standardowego modelu kosmologicznego. Model to obraz rzeczywistości opracowany po to, by wyjaśniać obserwacje i na tej podstawie prowadzić obliczenia.

Aby zrozumieć, o jaką dokładność chodzi, rozważmy obliczenie przypisywane Robertowi Dickemu. Sekundę po początku opisanym przez ten model ekspansja musiała być dostrojona aż do piętnastego miejsca po przecinku. Cyfra dziesiętna to cyfra znajdująca się po przecinku w zapisie liczby. Oznacza to, że już maleńkie odchylenia mogły zmienić dalsze losy wszechświata.[6]

Fluktuacje mikrofalowego promieniowania tła zmapowane przez satelitę WMAP, mierzące początkowe warunki wszechświata. Fot.: NASA / WMAP Science Team, domena publiczna, Wikimedia Commons.

Stała kosmologiczna opisuje pewien aspekt przyspieszającej ekspansji wszechświata i energii próżni. Energia próżni to energia, którą teorie fizyczne przypisują przestrzeni, nawet gdy wydaje się ona pusta. Obliczenia teoretyczne i obserwacje ujawniają ogromną rozbieżność dotyczącą tej energii. Steven Weinberg opisuje problem często wyrażany stosunkiem rzędu 1 na 10¹²⁰.[7]

Liczba 10¹²⁰ oznacza jedynkę ze 120 zerami. Daje wyobrażenie o skali problemu. Prawdopodobieństwo określa szansę wystąpienia zdarzenia. Ten stosunek między wynikiem obliczeń a obserwacją sam w sobie nie jest zmierzonym prawdopodobieństwem przypadkowego wylosowania wartości. W omawianych obliczeniach wyraża dokładność, którą trzeba wyjaśnić.

Stan początkowy rodzi jeszcze inne pytanie. Entropia to miara związana z różnymi sposobami, na jakie może być rozmieszczona materia. Aby przybliżyć sobie to pojęcie, pomyślmy o talii kart. Dokładne ułożenie odpowiada tylko jednej określonej kolejności. Karty można natomiast potasować na bardzo wiele sposobów.

To porównanie odróżnia bardzo szczególny układ od znacznie liczniejszych innych układów. Nie sprowadza całej entropii wszechświata do uporządkowanych lub potasowanych kart. Rozpatrywana tutaj bardzo niska entropia początkowa odpowiada niezwykle szczególnemu stanowi początkowemu. Ten stan umożliwia późniejsze powstanie uporządkowanych struktur.

Roger Penrose oszacował dokładność odpowiadającą temu stanowi początkowemu. Wynik to 1 na 10^(10^123). Znak ^ oznacza tutaj „podniesione do potęgi”. Liczba 10^123 to jedynka ze 123 zerami. Liczba umieszczona po słowie „na” byłaby więc jedynką z 10^123 zerami.

To oszacowanie dotyczące stanu początkowego, a nie zaobserwowana częstość narodzin wszechświatów. Najważniejsze jest zrozumienie, że ta trudność dotyczy początku wszechświata, a nie tylko wartości jego stałych.[8]

Roger Penrose badał dokładność początkowego stanu wszechświata. Fot.: Festival della Scienza, Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA, wymagająca podania autorstwa i udostępniania na tych samych warunkach.

Te dwa pytania można porównać do rozgrywki. Zasady określają, jakie ruchy są możliwe. Ustawienie początkowe określa rozgrywkę, która nastąpi. Wyjaśnienie zasad nie zawsze wystarcza więc do wyjaśnienia, dlaczego na początku pionki zajmują właśnie takie miejsca.

Węgiel: konkretny przykład

Węgiel to pierwiastek niezbędny w chemii życia. Umożliwia tworzenie połączeń potrzebnych organizmom, które znamy. Zrozumienie, jak powstaje w gwiazdach, daje szczególnie wymowny przykład precyzyjnego dostrojenia.

W gwiazdach węgiel może powstać, gdy połączą się trzy jądra helu. Hel jest innym pierwiastkiem chemicznym. Fuzja to łączenie jąder atomowych w inne jądro. Jednak sama możliwość zachodzenia fuzji nie gwarantuje wytworzenia wystarczającej ilości węgla.

Jego wytwarzanie zależy od bardzo dokładnie określonej właściwości jądra węgla. Fizycy nazywają ją rezonansem. W tym przypadku oznacza to, że szczególny stan jądra ułatwia reakcję przy określonej energii. Bez tej możliwości wytwarzanie węgla potrzebnego w chemii życia byłoby poważnie utrudnione.

Betelgeuse, czerwony nadolbrzym, obserwowana przez radioteleskop ALMA; gwiazdy wytwarzają węgiel i ciężkie pierwiastki w swoich jądrach. Fot.: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/E. O’Gorman/P. Kervella, CC BY 4.0, Wikimedia Commons.

W 1953 roku astronom Fred Hoyle przewidział istnienie tego szczególnego stanu. Następnie potwierdził go eksperyment przeprowadzony przez Williama Fowlera. Warunki niezbędne do życia wskazały więc kierunek badań. Pewną właściwość fizyczną najpierw przewidziano, a potem odkryto.[9]

Hoyle, który bronił wówczas stanowiska ateistycznego, sformułował na tej podstawie uderzające pytanie. Słowo „nad-inteligencja” oznacza tutaj inteligencję wyższą od naszej.

„Czy nie powiedziałbyś sobie: "Obliczająca nad-inteligencja musiała zaprojektować właściwości atomu węgla"?”

Fred Hoyle[10]

Fred Hoyle, astronom, który przewidział ten stan węgla. Fot.: Wikimedia Commons, domena publiczna.

Ta reakcja nie zmienia eksperymentu fizycznego w dowód całej wiary chrześcijańskiej. Pokazuje, dlaczego przejście od dokładnie określonych warunków fizycznych do pytania o inteligencję stwórczą może być rozsądne.

Omówiono pięć przykładów: oddziaływanie silne, gęstość początkową, stałą kosmologiczną, entropię początkową i rezonans węgla.

Które wyjaśnienie najlepiej tłumaczy precyzyjne dostrojenie?

Ustalenia fizyki prowadzą do porównania wyjaśnień. Według hipotezy przypadku wartości mogły być inne. Miałyby przypadkowo przyjąć wartości sprzyjające życiu, choć nie zostałyby w tym celu wybrane. Konieczność fizyczna oznacza, że prawa nie dopuszczałyby żadnych innych wartości. Inteligentny zamysł oznacza, że pewna inteligencja chciałaby wszechświata, w którym może istnieć życie.

Czwarta odpowiedź odwołuje się do multiwersum. Słowo to oznacza zbiór różnych wszechświatów, których właściwości mogłyby się różnić. Gdyby ich liczba była ogromna, niektóre mogłyby umożliwiać życie. Według zwolenników tej hipotezy nasza obecność we wszechświecie sprzyjającym życiu byłaby wtedy mniej zaskakująca.

Zanim rozpatrzymy te odpowiedzi, pewien zarzut zasługuje na całą naszą uwagę. Podczas losowania w końcu pojawia się jakiś bardzo mało prawdopodobny wynik. Otrzymanie konkretnego zestawu kart jest mało prawdopodobne. A jednak po rozdaniu kart nikogo nie dziwi, że na stole znajduje się określony zestaw.

Dlaczego z wszechświatem miałoby być inaczej? Krytyk uważa, że uznajemy nasz wynik za niezwykły po prostu dlatego, że jest nasz. Każda inna dokładnie określona kombinacja byłaby równie mało prawdopodobna. Przedstawianie naszej kombinacji jako cudownego zbiegu okoliczności mogłoby więc wynikać z oceniania wyniku dopiero po fakcie.

Odpowiedź odróżnia konkretny wynik od wyniku należącego do bardzo małej grupy. Argument nie mówi: ta kombinacja jest nasza, więc jest wyjątkowa. Mówi: ta kombinacja należy do tych, które umożliwiają powstanie struktur niezbędnych do życia. Właśnie ta właściwość wymaga wyjaśnienia.

Katolicki autor Matthieu Lavagna proponuje porównanie z workiem kulek. Tylko jedna czerwona kulka pozwala przeżyć, a pozostałe oznaczają śmierć. Każda konkretna kulka może mieć taką samą szansę na wylosowanie. Jednak w rozpatrywanym przez nas pytaniu wyciągnięcie jedynej kulki, która ratuje życie, nie jest tym samym co wyciągnięcie dowolnej kulki.[11]

Filozof John Leslie posługuje się innym obrazem: pięćdziesięciu strzelców celuje do jednej osoby, a potem wszyscy chybiają. Ocalały może stwierdzić, że nie byłoby go tutaj i nie mógłby mówić, gdyby strzały były celne. Nie odpowiada to jednak na jego pytanie: dlaczego wszyscy strzelcy chybili?[12]

Te porównania nie obliczają rzeczywistych szans powstania wszechświata. Wyjaśniają, dlaczego sama możliwość wystąpienia zdarzenia nie wystarcza do jego wytłumaczenia. Zwolennicy precyzyjnego dostrojenia uznają więc przypadek za niewystarczające wyjaśnienie. Szukają takiego, które pozwoli lepiej zrozumieć te sprzyjające warunki.

Czy nasza obecność wystarczy, by wszystko wyjaśnić?

Słaba zasada antropiczna przypomina coś oczywistego: możemy obserwować tylko taki wszechświat, w którym nasze istnienie jest możliwe. Ta uwaga nie oznacza, że wszechświat został stworzony dla nas. Oznacza, że obserwatorzy nie mogą się znajdować tam, gdzie żaden obserwator nie może istnieć.

Fizyk Sean Carroll i biolog Richard Dawkins odwołują się do tej myśli przeciwko argumentowi precyzyjnego dostrojenia. Skoro tu jesteśmy, warunki umożliwiające nasze istnienie musiały zostać spełnione. Dlaczego dziwić się warunkowi niezbędnemu do tego, byśmy mogli zadać pytanie? Ich zarzut dotyczy więc tego, czy nasze zdziwienie pomaga cokolwiek wyjaśnić.[13][14]

Odpowiedź w pełni przyjmuje ten punkt wyjścia. Tak, wszechświat bez obserwatorów nigdy nie zostanie zaobserwowany. Ale nadal są to dwa różne pytania: gdzie mogą się znajdować obserwatorzy i dlaczego istnieje miejsce umożliwiające ich istnienie? Odpowiedź na pierwsze nie daje automatycznie odpowiedzi na drugie.

W przykładzie ze strzelcami przeżycie jest konieczne, żeby opowiedzieć o tym, co się wydarzyło. Nie wystarcza to do wyjaśnienia niecelnych strzałów. Podobnie nasza obecność narzuca pewne warunki obserwowanemu wszechświatowi. Nie wytwarza jednak tych warunków i sama nie wyjaśnia, dlaczego zostały razem spełnione.

Silna zasada antropiczna dotyczy właściwości samego wszechświata. Według tego sformułowania wszechświat musi mieć właściwości umożliwiające rozwój życia. Ta wersja różni się więc od prostego przypomnienia o naszej pozycji obserwatorów.

Inny zarzut dotyczy tego, co nazywamy życiem. Być może zbyt wąsko wyobrażamy sobie formy, jakie mogłoby przybrać. Organizmy bardzo różne od naszych mogłyby korzystać z innych substancji. Wszechświat, który nie pozwala na naszą formę życia, mógłby wówczas umożliwiać inną, jeszcze nieznaną organizację.

Fizyk Victor Stenger bronił tej krytyki. Wskazuje ona, że nie należy mylić potrzeb ziemskiego życia z wszelką możliwością istnienia życia. Odpowiedź musi więc dotyczyć bardziej ogólnych warunków. Trwałe struktury i energia, którą można wykorzystać, pozostają w centrum badanego problemu.

Luke Barnes zarzuca Stengerowi, że nie uwzględnia właściwie zależności między wartościami fizycznymi. W swojej odpowiedzi wskazuje, że zmienianie jednej wartości przy pozostawieniu pozostałych bez zmian może ukrywać ich zależności. Zarzuca mu też, że w różnych miejscach stosuje inne kryterium możliwości istnienia życia.[15]

Barnes wraz z Geraintem Lewisem dochodzi do wniosku, że zakres warunków sprzyjających życiu pozostaje bardzo wąski, nawet przy szerszej definicji życia. Samo wyobrażenie sobie innych organizmów więc nie wystarczy: nadal trzeba pokazać, jak prawa umożliwiałyby ich działanie.[16]

Proste porównanie pozwala zrozumieć tę odpowiedź. Zastąpienie jednego materiału innym może rozwiązać pewną trudność budowlaną. Nie rozwiązuje jednak niczego, jeśli żadna konstrukcja nie może się utrzymać. Argument dotyczy właśnie takiej podstawowej trudności, a nie upodobania wyłącznie do znanych nam form życia.

Czy przyszła teoria mogłaby wykazać, że wszystko jest konieczne?

Fizycy nie mają jeszcze pełnego wyjaśnienia podstawowych wartości występujących we wszechświecie. Niektórzy mają nadzieję odkryć teorię, która pokazałaby, dlaczego muszą one być dokładnie takie, jakie obserwujemy. W takim przypadku stałe nie byłyby wybierane spośród kilku możliwości. Wynikałyby w sposób konieczny z głębszych praw.

Teoria wszystkiego miałaby połączyć podstawowe prawa w jeden wspólny system. Nadzieja na jej odkrycie zasługuje więc na poważne rozpatrzenie.

Jednak nadzieja na odkrycie nie jest jeszcze samym odkryciem. Żadna teoria przedstawiana w tej debacie nie wykazała, że wszystkie wartości sprzyjające życiu są nieuniknione. Odpowiedź odwołująca się do konieczności nadal wymaga więc dowodu. Nie pozwala obecnie odsunąć pytania o precyzyjne dostrojenie.

Stephen Hawking rozważał wyjaśnienia fizyczne, które pozwoliłyby uniknąć odwołania do Stwórcy. Uznawał jednak punkt wyjścia debaty:

„Wartości tych liczb zdają się dostrojone bardzo precyzyjnie, aby umożliwić rozwój życia.”

Stephen Hawking[17]

Nawet w pełni skuteczna teoria pozostawiłaby dwa pytania, które trzeba od siebie odróżnić. Wyjaśnienie, jak wartości wynikają z reguł, nie pokazuje jeszcze, dlaczego te reguły opisują rzeczywisty wszechświat. Dokładny przepis wyjaśnia, jak przygotować posiłek. Jego obecność na kartce nie sprawia, że posiłek się pojawia.

To porównanie nie dowodzi, że prawa fizyczne są przepisami przez kogoś napisanymi. Ukazuje różnicę między opisem a tym, co on opisuje. Reguła matematyczna może opisywać możliwości. Nadal pozostaje pytanie, dlaczego istnieje coś, co rzeczywiście odpowiada temu opisowi.[18]

Drugie pytanie dotyczy stanu początkowego badanego przez Penrose’a. Prawa mogą dopuszczać różne sytuacje początkowe. Wyjaśnienie stałych nie pokazuje więc automatycznie, dlaczego wszechświat rozpoczął istnienie w tak szczególnym stanie. Jak we wspomnianej wcześniej grze, znajomość zasad nie musi określać ustawienia pionków.

Czy multiwersum rozwiązuje problem?

Hipoteza multiwersum również zasługuje na uczciwe przedstawienie. Nie polega po prostu na twierdzeniu, że istnieje mnóstwo wszechświatów, aby uniknąć Boga. Badacze rozważają mechanizmy fizyczne zdolne wytwarzać wszechświaty o różnych właściwościach. Leonard Susskind broni tego kierunku badań jako sposobu na zrozumienie naszej obecności we wszechświecie, w którym może istnieć życie.[19]

Pomysł przypomina zwiększanie liczby prób. Jeśli korzystny wynik jest rzadki, większa liczba prób może zwiększyć szanse jego uzyskania. Obserwatorzy pojawialiby się tylko we wszechświatach, które na to pozwalają. Nie powinniśmy więc dziwić się, że zamieszkujemy jeden z tych sprzyjających wszechświatów.

Ta propozycja napotyka najpierw trudność związaną z obserwacją. Inne wszechświaty, do których się odwołuje, nie są bezpośrednio dostępne naszym obserwacjom. Trzeba więc odróżniać mechanizm rozważany w teorii od rzeczywiście stwierdzonego istnienia mnóstwa wszechświatów. Hipotezy nie można przedstawiać jako już sporządzonego spisu.

Następnie trzeba określić, jak obliczać szanse. Stwierdzenie, że istnieje ogromnie wiele wszechświatów, nie mówi, które z nich powstają najczęściej. Do porównania możliwości potrzebna jest reguła obliczeń. Bez niej samo zwiększanie liczby wszechświatów nie pozwala zmierzyć prawdopodobieństwa uzyskania sprzyjających warunków.

Trzecia trudność dotyczy mechanizmu wytwarzającego wszechświaty. Według przedstawionych tutaj krytyków ten mechanizm również musiałby spełniać dokładnie określone warunki fizyczne. Jego prawa musiałyby dopuszczać zmiany prowadzące do wszechświatów, w których może istnieć życie. Należałoby więc wyjaśnić te warunki, zamiast sądzić, że sama liczba wszechświatów rozstrzyga całą sprawę.[20]

Niektóre scenariusze napotykają też problem mózgów Boltzmanna. Nazwa ta oznacza obserwatorów, którzy pojawialiby się na chwilę wskutek losowych fluktuacji, ze złudnymi wrażeniami lub wspomnieniami. Fluktuacja to przejściowa zmiana stanu fizycznego. Problem pojawia się wtedy, gdy tacy obserwatorzy stają się bardziej prawdopodobni niż obserwatorzy w uporządkowanym wszechświecie.

W takim przypadku teoria podważa zaufanie do obserwacji, które służą jej poparciu. Jest to trudność do rozwiązania w scenariuszach, których dotyczy. Wreszcie zwiększanie liczby wszechświatów nie rozwiązuje automatycznie pytania o ich pochodzenie. Jeśli całość ma początek, nadal trzeba go wyjaśnić.

Filozof Richard Swinburne uważa, że jeden Stwórca daje prostsze wyjaśnienie niż mnóstwo niezaobserwowanych wszechświatów. Jego ocena nie opiera się jedynie na liczeniu. Porównuje to, co każde wyjaśnienie musi zakładać, aby wytłumaczyć fakty. Multiwersum pozostawia więc pytania, których jego ogrom nie usuwa.[21]

Dlaczego proponować inteligencję stwórczą?

Zwolennicy zamysłu przedstawiają pozytywną myśl. Inteligencja może dążyć do określonego wyniku i wybierać warunki, które go umożliwiają. Jeśli życie jest zamierzone, warunki sprzyjające jego istnieniu stają się zrozumiałe. Nie są już tylko szczęśliwym zbiegiem okoliczności bez żadnego zamiaru.

Filozof William Lane Craig tak podsumowuje ten sposób rozumowania:

„Argument fine-tuningu opiera się na tym, co wiemy o fizyce, a nie na tym, czego nie wiemy”

William Lane Craig[22]

Znany zarzut mówi jednak o Bogu zapchajdziurze. To wyrażenie krytykuje odwoływanie się do Boga w celu wypełnienia przejściowej luki w wiedzy naukowej. Niebezpieczeństwo jest rzeczywiste: jeśli później pojawi się wyjaśnienie naturalne, argument oparty na tej niewiedzy upada. Pytanie brzmi, czy argument precyzyjnego dostrojenia rozumuje w ten sposób.

Odpowiedź jest taka, że porównuje on kilka wyjaśnień na podstawie znanych właściwości. Nie poprzestaje na stwierdzeniu, że fizycy czegoś nie wiedzą. Pyta, dlaczego zmierzone wartości i warunki początkowe umożliwiają powstanie struktur sprzyjających życiu. Mechanizmy naturalne opisują działanie; ich istnienie i właściwości również pozostają przedmiotem pytań.

Richard Dawkins formułuje inny zarzut: inteligencję zdolną zaprojektować wszechświat byłoby jeszcze trudniej wyjaśnić niż sam wszechświat. Według niego istota tak złożona również wymagałaby wyjaśnienia. Dodanie Stwórcy przesuwałoby więc problem, zamiast go rozwiązać.[23]

Richard Dawkins kwestionuje wyjaśnienie odwołujące się do Stwórcy, między innymi pytając o jego złożoność. Fot.: Cooper Union, Wikimedia Commons, licencja CC BY 2.0, wymagająca podania autora.

Filozof Alvin Plantinga i matematyk John Lennox odpowiadają, że ta krytyka zakłada inteligencję złożoną z materialnych części. Filozofia chrześcijańska nie rozumie jednak Boga w ten sposób. Prostota Boża oznacza, że Bóg nie jest zbiorem części. Nie oznacza, że miałby ubogą inteligencję.[24][25]

Ta odpowiedź sama nie dowodzi istnienia Boga. Pokazuje, że zarzut powinien dotyczyć Boga rzeczywiście przedstawianego w tym wyjaśnieniu. Bogactwo wyniku nie wymaga, by jego źródło składało się z równie wielu części. Na przykład prosty program może tworzyć bardzo bogate figury.

Pozostaje pytanie o pochodzenie Stwórcy. Jeśli Bóg może istnieć, nie będąc stworzonym, dlaczego nie przyznać tego samego wyjątku wszechświatowi? Dlaczego nie powiedzieć po prostu, że wszechświat istnieje bez wyjaśnienia?

Przyczyna to coś, co wytwarza daną rzecz lub wyjaśnia, dlaczego ona istnieje. Argument nie mówi, że wszystko bez wyjątku musi mieć przyczynę. Szuka wyjaśnienia, które najlepiej tłumaczy szczególną dokładność. Wyjaśnienie pochodzenia noża przez wskazanie rzemieślnika pozostaje trafne, zanim poznamy pochodzenie samego rzemieślnika.

Byt przygodny mógłby nie istnieć. Byt konieczny nie mógłby nie istnieć. Filozofia katolicka rozróżnia te dwa sposoby istnienia. Nie szuka jedynie miejsca, w którym można przestać zadawać pytania. Szuka rzeczywistości, która nie otrzymuje swojego istnienia od innej.

Według tego rozumowania Bóg istnieje, nie otrzymując istnienia od kogoś innego. Nie byłby więc kolejnym przedmiotem, który sam czeka na swojego wytwórcę.

To rozróżnienie pochodzi z refleksji wcześniejszej niż argument precyzyjnego dostrojenia. Rozwijał je między innymi Tomasz z Akwinu, filozof katolicki. Jego myśl jest taka, że ciągu bytów otrzymujących swoje istnienie nie wyjaśnia się przez samo wydłużanie tego ciągu. Trzeba szukać tego, co nie zależy od czegoś innego. Ta refleksja uzupełnia argument fizyczny, ale nie jest z nim tożsama.

Od praw sprzyjających życiu do informacji w organizmach

Wszechświat, w którym może istnieć życie, nie jest jeszcze żywym organizmem. Nadal trzeba wyjaśnić, jak materia może utworzyć istotę zdolną do odżywiania się i rozmnażania. To drugie pytanie dotyczy między innymi informacji biologicznej. Chodzi o instrukcje zapisane w organizmach i potrzebne do ich działania.

Komórka to mała żywa jednostka wchodząca w skład organizmów. Cząsteczka to układ połączonych ze sobą atomów. W komórkach nośnikiem tych instrukcji jest duża cząsteczka. Kolejność elementów tego nośnika odgrywa podstawową rolę. Pomaga to zrozumieć porównanie z tekstem: te same znaki ułożone w dowolnej kolejności nie przekazują tych samych instrukcji.

Białka to cząsteczki wykonujące wiele zadań niezbędnych organizmom. Składają się z małych jednostek zwanych aminokwasami. Aminokwas to składnik, który może łączyć się z innymi, tworząc te łańcuchy. Tutaj również kolejność jednostek ma znaczenie dla działania całości.

Michel-Yves Bolloré i Olivier Bonnassies rozpatrują przypadek białka złożonego z około 150 aminokwasów. Dla przedstawionego przez siebie obliczenia dotyczącego przypadkowego łączenia podają rząd wielkości jednej szansy na 10¹⁹⁵. Ta liczba dotyczy konkretnego obliczenia. Sama nie opisuje wszystkich możliwych do wyobrażenia etapów pojawienia się życia.[26]

Badacz Hubert Yockey również analizował trudność przypadkowego wytworzenia funkcjonalnego łańcucha.[27] Filozof nauki Stephen Meyer proponuje powód, by rozpoznać tutaj inteligencję. Utrzymuje, że w znanych przypadkach złożona informacja zorganizowana tak, by pełnić określoną funkcję, pochodzi od inteligencji. Według niego nie zaobserwowaliśmy, by taka funkcjonalna informacja powstała spontanicznie wyłącznie wskutek chemicznego przypadku.

Właśnie porównanie ze znanym pochodzeniem takich informacji stanowi podstawę jego argumentu dotyczącego życia. Zestawia on te badania z badaniem dostrojenia warunków fizycznych. Proponowana przez niego racja uzupełnia obliczenia możliwości; nie jest z nimi tożsama.[28]

Biolog Christian de Duve rozważa inną odpowiedź: życie miałoby być wpisane w prawa wszechświata. Oznaczałoby to, że nie zależy jedynie od przypadkowego zetknięcia się substancji. Bolloré i Bonnassies łączą tę myśl z prawami zamierzonymi po to, by umożliwić życie. To powiązanie pozostaje ich interpretacją.[29]

Rozróżnienie tych dwóch pytań jest ważne. Prawa umożliwiające istnienie gwiazd i węgla nie stanowią jeszcze wyjaśnienia działającego organizmu. Podobnie posiadanie papieru i atramentu nie daje jeszcze tekstu. To porównanie pokazuje różnicę między pytaniami; nie zastępuje badania mechanizmów.

Rekonstrukcja modelu podwójnej helisy DNA zbudowanego przez Francisa Cricka i Jamesa Watsona w 1953 roku. Fot.: Alkivar, domena publiczna, Wikimedia Commons.

Według zwolenników argumentu te dwa kierunki badań prowadzą do zbieżnych wniosków. Jeden bada ogólne warunki świata, w którym może istnieć życie. Drugi bada organizację niezbędną samym istotom żywym. Odpowiedź na trudność kosmologiczną nie daje więc automatycznie odpowiedzi na drugie pytanie. Proponują rozważyć właśnie tę zbieżność, a nie pojedynczą liczbę.

Co ten argument wnosi do wiary

Precyzyjne dostrojenie proponuje rozumowanie wychodzące od obserwowalnego świata. Pyta, które wyjaśnienie najlepiej tłumaczy pewne dokładnie określone właściwości wszechświata. Nie wymaga, by najpierw uwierzyć Biblii. Dlatego może służyć rozmowie wierzących i niewierzących o istnieniu Boga.

Broniony wniosek głosi, że inteligencja stwórcza lepiej wyjaśnia ten zespół warunków niż przypadek pozbawiony zamiaru. Konieczność nadal wymaga wykazania, a multiwersum ma własne trudności. Ten wniosek wymaga przemyślanego porównania odpowiedzi. Nie sprowadza się ani do poczucia zachwytu, ani do autorytetu kilku wielkich nazwisk.

Kościół katolicki naucza, że ludzki rozum może z pewnością poznać istnienie Boga na podstawie stworzonego świata. Sobór to zgromadzenie biskupów sprawujące w Kościele władzę nauczania. Sobór Watykański I potwierdził to w dokumencie Dei Filius. Tekst ten mówi o naszej zdolności poznania Boga za pomocą rozumu.[30]

Nie oznacza to, że Kościół oficjalnie zatwierdził argument precyzyjnego dostrojenia. Nie rozstrzygnął tej debaty osobnym aktem nauczania. Autorzy katoliccy proponują ten argument w zgodzie z zaufaniem Kościoła do rozumu. Ocena jego siły pozostaje ich oceną.

Ksiądz i fizyk Georges Lemaître ostrzegał przed zbyt szybkim łączeniem kosmologii z wiarą. Uznanie zbieżności nie polega na przekształcaniu teorii fizycznej w prawdę wiary. Odkrycie naukowe może wspierać refleksję o Bogu. Nie wystarcza do uzasadnienia całej wiary chrześcijańskiej. Objawienie to to, co Bóg daje ludziom poznać o sobie.

To rozróżnienie dotyczy także opisów początku. Przywołane tutaj obliczenia dotyczące początku należą do standardowego modelu kosmologicznego. Są przedstawiane jako wyniki uzyskane w jego ramach, wraz z jego założeniami.

Chronologia to porządek wydarzeń w czasie wraz z ich datami. Tradycja oznacza tutaj nauczanie przekazywane w Kościele. Te obliczenia standardowego modelu kosmologicznego nie zmieniają stanowiska przyjmowanego przez Ignispedię. Nadal jest to stanowisko młodego świata, zgodne z krótką chronologią otrzymaną z Tradycji.

Wreszcie uznanie Stwórcy nie ustala jeszcze wszystkiego, co chrześcijaństwo mówi o tożsamości Boga. Pytanie o historyczne istnienie Jezusa wymaga badań historycznych. Także zmartwychwstanie Jezusa wymaga rozpatrzenia dotyczących go świadectw i odrębnych racji. Precyzyjne dostrojenie otwiera drogę; inne argumenty pozwalają kontynuować poszukiwania.

Takie postępowanie nie osłabia argumentu. Pozwala wymagać od niego dokładnie tego, co może wnieść. Pierwsza mocna wskazówka nie staje się bezużyteczna dlatego, że dochodzenie ma dalsze etapy. Tutaj wszechświat ukazuje się jako zrozumiały i sprzyjający życiu.

Po porównaniu inteligentny zamysł okazuje się najbardziej przekonującym wyjaśnieniem tych połączonych warunków. Tłumaczy je przez zamiar, podczas gdy pozostałe odpowiedzi pozostawiają omówione trudności.

Co warto zapamiętać

  • Precyzyjne dostrojenie dotyczy warunków fizycznych umożliwiających istnienie wszechświata, w którym może istnieć życie.
  • W tym pytaniu znaczenie mają oddziaływania, ekspansja i stan początkowy.
  • Kombinacja umożliwiająca życie rodzi inne pytanie niż kombinacja, która jest po prostu określona.
  • Nasza obecność wyjaśnia, co możemy obserwować, ale nie to, dlaczego istnieją sprzyjające warunki.
  • Konieczność fizyczna nadal wymaga wykazania; multiwersum pozostawia kilka trudności.
  • Stwórczy zamiar daje pozytywne wyjaśnienie tego zespołu warunków.
  • Kościół potwierdza zdolność rozumu do poznania Boga z pewnością, ale nie zdefiniował tego konkretnego argumentu.

Nie patrzymy jedynie na ogromne niebo. Odkrywamy świat, którego właściwości umożliwiają istnienie zorganizowanej materii, gwiazd i życia. Przypadek określa pewną możliwość, ale nie wystarcza, by zadowalająco wyjaśnić ten zbieg warunków. Precyzyjne dostrojenie zachęca do uznania zamiaru stojącego za warunkami, które umożliwiają nasze istnienie.

Dla wiary katolickiej tą inteligencją stwórczą jest Bóg. Nauka opisuje właściwości świata; rozum może pytać o ich znaczenie. Wszechświat staje się wtedy czymś więcej niż zbiorem trudnych do odczytania liczb. Otwiera drogę refleksji prowadzącą ku Temu, który chciał, by istniały istoty zdolne żyć i Go poznawać.

Przypisy i źródła

  1. Brandon Carter, Large Number Coincidences and the Anthropic Principle in Cosmology, wystąpienie na sympozjum IAU w Krakowie poświęconym fizycznym podstawom kosmologii, wrzesień 1973. Źródło przytoczone za pełnym artykułem.

    1
  2. Luke A. Barnes & Geraint F. Lewis, A Fortunate Universe: Life in a Finely Tuned Cosmos, Cambridge University Press, 2016. Tłumaczenie przytoczone bez zmian z pełnego artykułu.

    2 16
  3. Richard P. Feynman, QED: The Strange Theory of Light and Matter, Princeton University Press, 1985, s. 129. Cytat i tłumaczenie przytoczone za pełnym artykułem, który odsyła również do Bollorégo i Bonnassiesa, s. 165.

    3
  4. Michel-Yves Bolloré & Olivier Bonnassies, Dieu, la Science, les Preuves, Guy Trédaniel, 2021, rozdział 8, s. 182-183. Zmiany silnego oddziaływania jądrowego i ich skutki dla powstawania jąder oraz ciężkich pierwiastków, przedstawione za pełnym artykułem.

    4
  5. John Lennox, God's Undertaker: Has Science Buried God?, Lion Books, 2009. Stosunek mas cząstek oraz odpowiedzi na zarzuty dotyczące Boga zapchajdziury i złożoności Boga, za pełnym artykułem.

    5 25
  6. Robert H. Dicke, obliczenie przytoczone w Alan H. Guth, The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins, Basic Books, 1997. Zob. również Michel-Yves Bolloré & Olivier Bonnassies, Dieu, la Science, les Preuves, Guy Trédaniel, 2021, s. 173.

    6
  7. Steven Weinberg, The Cosmological Constant Problem, Reviews of Modern Physics, t. 61, 1989, s. 1-23. Zob. również Bolloré & Bonnassies, Dieu, la science, les preuves, rozdział 8, s. 179-181, gdzie przedstawiono stosunek rzędu 1 na 10¹²⁰.

    7
  8. Roger Penrose, The Emperor's New Mind, Oxford University Press, 1989; Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe, Bodley Head, 2010. Oszacowanie dokładności entropii początkowej przytoczone za pełnym artykułem.

    8
  9. Fred Hoyle, przewidywanie rezonansu węgla-12 w 1953 roku, potwierdzone doświadczalnie przez Williama A. Fowlera w Caltech. F. Hoyle, D. N. F. Dunbar, W. A. Wenzel, W. Whaling, A State in C¹² Predicted from Astrophysical Evidence, Physical Review, t. 92, 1953, s. 1095. Francuski cytat przytoczony bez zmian z pełnego artykułu i powiązany z tym samym przypisem.

    9 10
  10. Matthieu Lavagna, Soyez rationnel, devenez catholique !, MDN Productions / dystrybucja Salvator, 2023, s. 87-88. Porównanie z czerwoną kulką przytoczone za pełnym artykułem.

    11
  11. John Leslie, Universes, Routledge, 1989. Analogia plutonu egzekucyjnego przytoczona za pełnym artykułem.

    12
  12. Sean Carroll, The Big Picture: On the Origins of Life, Meaning, and the Universe Itself, Dutton, 2016. Zarzut przedstawiony za pełnym artykułem.

    13
  13. Richard Dawkins, The God Delusion, Houghton Mifflin, 2006, rozdział 4. Tłumaczenie francuskie: Pour en finir avec Dieu, Robert Laffont, 2008. Zarzuty przedstawione za pełnym artykułem.

    14 23
  14. Luke A. Barnes, The Fine-Tuning of the Universe for Intelligent Life, Publications of the Astronomical Society of Australia, t. 29, nr 4, 2012, s. 529-564. DOI: 10.1071/AS12015.

    15
  15. Stephen Hawking, A Brief History of Time, Bantam Books, 1988, s. 121-129. Francuski cytat przytoczony bez zmian z pełnego artykułu.

    17
  16. Stephen Hawking, A Brief History of Time: From the Big Bang to Black Holes, Bantam Books, 1988, s. 174. Kwestia różnicy między równaniami a istnieniem rzeczywistego wszechświata.

    18
  17. Leonard Susskind, The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design, Little, Brown, 2005.

    19
  18. Matthieu Lavagna, Soyez rationnel, devenez catholique !, MDN Productions / dystrybucja Salvator, 2023, s. 91-92. Trudności multiwersum i pytanie o mechanizm wytwarzający wszechświaty.

    20
  19. Richard Swinburne, The Existence of God, Clarendon Press, Oxford, 1979; drugie wydanie poprawione, Oxford University Press, 2004. Porównanie wyjaśnień przedstawione w parafrazie, tak jak w pełnym artykule.

    21
  20. William Lane Craig, Reasonable Faith: Christian Truth and Apologetics, Crossway, trzecie wydanie, 2008, rozdział 4. Francuski cytat przytoczony bez zmian z pełnego artykułu.

    22
  21. Alvin Plantinga, Where the Conflict Really Lies: Science, Religion, and Naturalism, Oxford University Press, 2011. Odpowiedź na zarzut dotyczący złożoności Boga.

    24
  22. Michel-Yves Bolloré & Olivier Bonnassies, Dieu, la Science, les Preuves : l'aube d'une révolution, Guy Trédaniel, 2021, rozdział 11, s. 221-252. Obliczenie dotyczące białka i omówienie pochodzenia życia.

    26
  23. Hubert P. Yockey, Information Theory, Evolution, and the Origin of Life, Cambridge University Press, 2005. Prace nad informacją biologiczną przedstawione za pełnym artykułem.

    27
  24. Stephen C. Meyer, Return of the God Hypothesis: Three Scientific Discoveries That Reveal the Mind Behind the Universe, HarperOne, 2021.

    28
  25. Christian de Duve, Singularities: Landmarks on the Pathways of Life, Cambridge University Press, 2005. Jego stanowisko przedstawiono w parafrazie, tak jak w pełnym artykule.

    29
  26. Sobór Watykański I, konstytucja dogmatyczna Dei Filius, rozdział 2 i kanon 1, 24 kwietnia 1870. Źródło przytoczone za pełnym artykułem.

    30