Anthropisches Prinzip

Das anthropische Prinzip (von griechisch anthropos »Mensch«) wurde begrifflich 1973 durch den Kosmologen Brandon Carter während der Feierlichkeiten zu Kopernikus' 500. Geburtstag in die wissenschaftliche Diskussion eingeführt. Das Prinzip verknüpft die Eigenschaften des beobachtbaren Universums mit der Notwendigkeit der Existenz eines bewussten Beobachters, der dieses Universum auch zu erkennen vermag. Anthropische Prinzipien werden benützt um Erklärungsmöglichkeiten für Gegebenheiten im Universum zu bieten, die für einen Beobachter scheinbar sehr Unwahrscheinlich sind, deswegen nicht durch Zufall erklärbar sind und deswegen auf ihn scheinbar ziel- bzw. zweckgerichtet (teleologisch) wirken.

Wegen der mehrdeutigen Definition des Anthropischen Prinzips durch B. Carter gibt es heute Dutzende von verschiedenen Interpretationen des Anthropischen Prinzips, einige mehr oder weniger wissenschaftlich einige aber auch pseudowissenschftlich sind, und die in teleologische und nichtteleologische unterschieden werden können und teilweise einen geradezu entgegengesetze Intention aufweisen. Dabei wird das von B.Carter formulierte Schwache Anthropische Prinzip als nichtteleologisch angesehen, da es nur Effekte beschreibt, die durch selektive Beobachtung zustande kommen, während das Starke Anthropische Prinzip wegen seiner mehrdeutigen Definition auch teleologische Interpretationen zulässt. In der Wissenschaft herrschen nichtteleologische Interpretationen vor, oft werden sogar nur nichteleologische Interpretationen als wissenschaftlich sinnvoll erachtet und dem Anthropischen Prinzip sogar ein geradezu antiteleologische Stossrichtung bescheinigt.

Antiteleologische Interpreation

Die Intention der nichtteleologischen Interpretation ist, solche als Unwahrscheinlichkeiten empfundene Gegebenheiten in der Kosmologie durch Selektionseffekte bei möglichen Beobachtungen zu erklären, welche durch die zur Existenz des Beobachters notwendigen Bedingungen verursacht werden. Insbesondere zusammen mit Viele-Weltenmodellen oder einem als unendlichen (oder zumindest hinreichend gross) angenommenen Universums ist das Anthropische Prinzip in der Lage solche scheinbar teleologisch wirkenden Unwahrscheinlichkeiten nichttelelogisch zu erklären, und hat damit einen ausgesprochen antiteleologischen Charakter. Beispielsweise kann in einem unendlichen Universum mit räumlich varierenden physikalischen Konstanten ein Beobachter nur in solchen Bereichen existieren, und deshalb lokal nur solche Bereiche beobachten, in welchen diese Konstanten bewusstes Leben zulassen. Selbst ein Universum, das überwiegend lebensfeindlich ist, könnte so für einen Beobachter scheinbar wie "gemacht" für Leben wirken.

Teleologische Intepretation

Die teleologische Interpretation der Natur taucht seit den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts wieder in einigen wissenschaftlichen und populärwissenschaftlichen Publikationen auf, vor allem in der Physik und in der Kosmologie. Teleologische Erklärungsweisen versuchen das Universum durch ziel- bzw. zweckgerichtete Prinzipien oder Mechanismen geleitet, oder auch durch ein göttliches Wesen geplant und geleitet, darzustellen. Beispiel für ein teleologisches Anthropisches Prinzip ist etwa das kontrovers diskutierte Participatory Anthropischen Prinzip von John Wheeler. Manchmal wird heutzutage auch in einigen populärwissenschaftlichen Publikationen, eigentlich unkorrekt und entgegen der ursprüngliche Intention dieses Prinzips, Anthropisches Prinzip und teleologische Erklärungsweie gleichgesetzt. Besonders in kreationistischen Kreisen wird das Anthropische Prinzip meist unzulässigerweise auf die teleologische Interpretation verengt. In seiner teleologischen Interpretation, wie sie etwa auch von Barrow und Tipler verbreitet wurde, geht das Prinzip auf tiefe historische Wurzeln zurück. So war die Welt vor Darwin für die meisten Philosophen und Theologen auf den Menschen ausgerichtet. Erst durch Charles Darwins Evolutionstheorie setzte sich die heute vorherrschende nicht-telelogische Sichtweise durch.

Kritik und Verteidigung des Anthropischen Prinzips

Kritisiert wurde das AP für seinen tautologischen Charakter. Hierauf wird meist entgegnet, dass der Zeck des AP auch nicht darin besteht einen eigenen Gehalt auszudrücken, sondern das AP nur zur Beweisführung benützt wird, wozu auch Tautologien zulässig und nützlich sind. Trotz seiner ursprünglich antiteleologischen Intention wurde dem AP besonders in seiner starken Form ein telelogischer Character und Unwissenschaftlichkeit vorgeworfen. Auch wird die Namensgebung "Anthropisch" kritisiert, da mit bewussten Beobachter nicht nur menschliche Beobachter eingeschlossen sind, sondern jegliche Art von intelligentem Beobachter.

Verfechter des anthropischen Prinzips weisen darauf hin, dass das Universum dermaßen fein darauf abgestimmt erscheint, die Existenz von Leben, wie wir es kennen, zu ermöglichen, und dass, würde auch nur eine der grundlegenden physikalischen Konstanten von ihrem Wert abweichen, dieses Leben nicht möglich wäre. Es wurden Arbeiten verfasst, die die Ansicht vertreten, das anthropische Prinzip sei in der Lage, physikalische Konstanten wie die Feinstrukturkonstante, die Anzahl der Dimensionen des Universums und die kosmologische Konstante zu erklären. Die Verfechter stellen heraus, dass diese Konstanten keine »offensichtlichen« Werte besitzen. Das Universum, das wir beobachten, muss für die Entwicklung intelligenten Lebens geeignet sein, denn andernfalls könnten wir nicht hier sein und es beobachten. Ob diese Feinabstimmung und damit das Anthropische Prinzip wirklich notwendig zur Erklärung des Lebens ist, ist allerdings umstritten. Gegner argumentieren, dass diese Feinabstimmung nur notwendig sei, wenn man annimmt, dass mit Bewusstsein ausgestattetes Leben nur so wie wir es kennen möglich ist. Lässt man diese bisher nicht begründbare Beschränkung fallen, wäre demnach auch die Feinabstimmung nicht notwendig.

Einige verbreitete Versionen des Anthropischen Prinzips

Brandon Carter

Brandon Carter stellte seine Ideen zum anthropischen Prinzip 1974 in einer Publikation der Internationale Astronomische Union (IAU) vor. Später, im Jahr 1983, behauptete er, dass das Prinzip in seiner ursprünglichen Form lediglich dazu dienen sollte, Astrophysiker und Kosmologen vor möglichen Fehlern bei der Interpretation von astronomischen und kosmologischen Daten zu warnen, falls biologische Randbedingungen des Beobachters nicht miteinbezogen würden. 1983 schloss er darüberhinaus eine Warnung ein, dass genau das Umgekehrte auch für Evolutionsbiologen gelte; Carter behauptete, dass bei der Interpretation der Evolutionsgeschichte gleichfalls astrophysikalische Beschränkungen des Prozesses zu beachten seien. Dies im Hinterkopf schloss Carter, dass die Evolutionskette aufgrund des zur Verfügung gestandenen Zeitintervalls vermutlich höchstens ein oder zwei hochgradig unwahrscheinliche Glieder enthalten könne. A. Feoli und S. Rampone (Is the Strong Anthropic Principle Too Weak, 1999) führten an, dass die geschätzte Größen unseres Universums und der Anzahl der Planeten darin eine höhere Grenze zuließen, und keinen Beweis für Intelligent Design in der Evolution lieferten.

Als erste konkrete Formulierung des Anthropischen Prinzips gelten einige Passagen in B. Carters Publikation von 1974 (aus B.Carter (1974) übersetzt):

AP: ".. was wir zu beobachten erwarten können muss eingeschränkt sein durch die Bedingungen, welche für unsere Gegenwart als Beobachter notwendig sind."
Schwaches AP: ".. wir müssen vorbereitet sein, die Tatsache in Betracht zu ziehen, dass unser Ort im Universum in dem Sinne notwendig privilegiert ist, dass er mit unserer Existenz als Beobachter vereinbar ist."
Starkes AP: ".. das Universum (und deswegen die fundamentalen Parameter von welchen es abhängt) muss derart sein, dass es die Entstehung von Beobachtern in ihm in zu manchen Phasen erlaubt."

John Leslie

John Leslie betrachtet das schwache und das anthropische Prinzip als Tautologie und formuliert es allgemein:

Jedes intelligente Lebewesen, welches ist, kann sich selbst nur dort vorfinden, wo intelligentes Leben möglich ist.

Der Unterschied zwischen schwachen und starkem AP besteht gemäss Leslie nur darin, dass das schwache AP behauptet, dass intelligentes Leben sich nur in solchen Bereichen innerhalb eines gegebenen Universums vorfinden kann wo Beobachter überhaupt existieren können, während das starke AP sich auf mehrere Universen (oder auch einem einzelnen Universum mit kausal unabhängigen Regionen) bezieht und behauptet, dass intelligentes Leben sich nur in solchen Universen vorfinden kann in denen die Existenz von Beobachtern möglich ist.

Nick Bostrum

Self Sampling Assumption (SSA): Jemand sollte argumentieren, als wenn er eine zufällige Auswahl aus der Menge aller Beobachter in seiner Referenzklasse wäre.

Strong Self Sampling Assumption (SSSA): Jemand sollte argumentieren, als wenn sein gegenwärtiges Beobachtermoment eine zufällige Auswahl aus der Menge aller Beobachtermomente in seiner Referenzklasse wäre.

John Wheeler

Anthropische Voreingenommenheit und anthropisches Schließen

Nick Bostrom fragte 2002: »Ist es möglich die Kerngedanken des Effekts der selektiven Wahrnehmung in einer einfachen Aussage zusammenzufassen?« Er schloss, dass es so sein könnte, aber dass »viele ›anthropische Prinzipien‹ einfach verworren sind. Manche, besonders jene, die ihre Inspiration von Brandon Carters grundlegenden Arbeiten beziehen, klingen vernünftig … aber sie sind zu schwach, um echte wissenschaftliche Arbeit zu leisten. Insbesondere behaupte ich, dass es die bestehende Methodologie nicht erlaubt, irgendwelche beobachtbaren Konsequenzen aus gegenwärtigen kosmologischen Theorien abzuleiten, ungeachtet dessen, dass diese Theorien recht einfach getestet werden können und auch empirisch durch Astronomen getestet werden. Was nötig ist, um diese methodologische Kluft zu überbrücken, ist eine adäquatere Feststellung, wie Effekte selektiver Wahrnehmung einbezogen werden müssen.« Seine Ansicht zur Selbstbeobachtung (Self-Sampling Assumption) ist, »dass man von sich selbst denken sollte, als wäre man ein zufälliger Beobachter aus einer passenden Referenzklasse.« Dies erweitert er zu einem Modell von anthropischer Voreingenommenheit (anthropic bias) und anthropischem Schließen (anthropic reasoning) unter der Unsicherheit der Unbekanntheit des eigenen Platzes in unserem Universum – oder wer überhaupt »wir« sind. Das könnte auch ein Weg sein, um diverse durch kognitive Voreingenommenheit bestehende Grenzen zu überwinden, die inhärent in den Menschen vorhanden sind, die die Beobachtungen vornehmen und Modelle unseres Universums mittels Mathematik auszudrücken pflegen.

Barrow & Tipler

Das anthropische kosmologische Prinzip

1986 wurde das kontroverse Buch The Anthropic Cosmological Principle von John Barrow and Frank Tipler veröffentlicht. Darin ebnete Barrow, ein Kosmologe, dem, was er anthropisches Prinzip nannte, den Weg, um eine Form des Umgangs mit den schier unglaublichen Zufällen zu finden, die zu unserer Gegenwart in einem Universum führten, das perfekt auf unsere Existenz eingestellt scheint. Alles vom genauen Energiezustand des Elektrons bis hin zur Ausprägung der schwachen Wechselwirkung scheint maßgeschneidert, um unsere Existenz zuzulassen. Wir scheinen in einem Universum zu leben, das von einer Reihe unabhängiger Variablen abhängt, bei denen eine winzige Veränderung ausreichte, es unbewohnbar für jedwede Form von Leben zu machen. Und trotzdem existieren wir. Das anthropische Prinzip behauptet, der Grund warum wir hier seien und diese Fragen überhaupt erwägten, folge aus der Tatsache, dass genau die richtigen Werte für die Variablen vorlägen.

Die beiden hauptsächlichen Versionen des Prinzips, wie es von Barrow und Tipler formuliert wurde, lauten:

schwaches anthropisches Prinzip (Weak Anthropic Principle, WAP): »Die beobachteten Werte aller physikalischen und kosmologischen Größen sind nicht gleich wahrscheinlich, aber sie nehmen Werte an, die beschränkt sind durch die Erfordernisse für die Existenz von Orten, an denen Kohlenstoff basiertes Leben evolvieren kann, und durch die Erfordernis, dass das Universum bereits alt genug sein muss, dass dieser Vorgang bereits eingetreten ist.«
starkes anthropisches Prinzip (Strong Anthropic Principle, SAP): »Das Universum muss so beschaffen sein, dass in ihm die Entwicklung von Leben in einem gewissen Stadium seiner Geschichte ermöglicht wird.«

Anwendung von Anthropischen Prinzipien

Zum Beispiel werden Anthropische Prinzipien oft zur Erklärung herangezogen, dass die enorme Vielzahl von Naturgesetzen und Naturkonstanten im Universum exakt so aufeinander abgestimmt scheinen, dass sie Leben ermöglichen. So schreiben Barrow und Tipler:

Nicht nur, dass der Mensch in das Universum hineinpasst. Das Universum passt auch zum Menschen. Man stelle sich ein Universum vor, in dem sich irgendeine der grundlegenden dimensionslosen physikalischen Konstanten in die eine oder andere Richtung um wenige Prozent verändern würde? In einem solchen Universum hätte der Mensch nie ins Dasein kommen können. Das ist der Dreh- und Angelpunkt des anthropischen Prinzips. Gemäß diesem Prinzip liegt dem gesamten Mechanismus und dem Aufbau der Welt ein die Existenz von Leben ermöglichender Faktor zugrunde.
(John Barrow und Frank Tipler, The Anthropic Cosmological Principle, Seite 7).

Die schwache Version wurde als »Argument aus Mangel an Vorstellungskraft« kritisiert für die Annahme, dass keine anderen Formen von Leben möglich seien. Darüberhinaus könnte es sein, dass der Bereich der Naturkonstanten, der die Evolution Kohlenstoff basierten Lebens zulässt, weitaus weniger Beschränkungen unterliegt, als behauptet worden ist (Stenger, "Timeless Reality"). Auch die starke Version wurde kritisiert als nicht wissenschaftlich prüfbar bzw. nicht falsifizierbar sowie als schlicht unnötig.

Das anthropische Prinzip ist in der Lage zusammen mit Vielweltentheorien (Multiversen) eine Erklärung für die von einigen Kosmologen behauptete Feinabstimmung des Universums - welches Leben demnach erst möglich macht - zu geben. Damit widerspricht das Anthropische Prinzip der Notwendigkeit einer intelligenten, planerischen Schöpfung zur Erklärung dieser Feinabstimmung wie sie zum Beispiel von Verfechtern der Hypothese des Intelligent Design (d. h. intelligente Planung hinter dem Universum) oft behauptet wird. Andererseits wird die Existenz von praktisch unendlich vielen Paralleluniversen aus anderen Gründen vorgeschlagen und das anthropische Prinzip verleiht dieser Theorie zusätzliche Unterstützung. Unter der Annahme, dass einige mögliche Universen in der Lage wären, intelligentes Leben hervorzubringen, muss es tatsächliche Universen geben, die dies tatsächlich tun, und unseres gehört offensichtlich zu ihnen.

Die Gegenposition zum anthropischen Prinzip ist die Zufallshypothese für die Entstehung des Lebens. Auch sie steht gegenwätig in der Kritik. Sie erscheint heute als unwahrscheinlich, schlussfolgert Iris Fry (in "The Emergence of Life on Earth", 2000, S. 215). Fry, die selbst eine atheistische Position vertritt, weist uns darauf hin, dass die Wissenschaftler, die sich gegenwärtig mit der Entstehung des Lebens beschäftigen, das Thema "Zufall oder Absicht" (chance or design) nicht ernsthaft betrachten. Sie suchen nach anderen Mechanismen als nach Zufall, und auch die Position der Schöpfung wird als völlig legitim betrachtet.

Siehe auch

Big-Bounce-Theorie

Literatur

B. Carter Large Number Coincidences and the Anthropic Principle in Cosmology.M. S. Longair, ed., Confrontation of Cosmological Theories with Observational Data. Dordrecht, D.Reidel, 1974
Reinhard Breuer: Das anthropische Prinzip. Der Mensch im Fadenkreuz der Naturgesetze. ISBN 3485081310, München: Nymphenburger Verlag, 1996
John Barrow, Frank Tipler: The Anthropic Cosmological Principle. ISBN: 0192821474, Oxford University Press, 1988.
Nick Bostrum: Anthropic Bias Observation Selektion Effects in Science and Philosophie Routledge. ISBN 0415938589

Weblinks

Fußnote

¹ Es wurde jedoch bereits früher angewandt, so schrieb z. B. 1957 R. H. Dicke: »Das ›momentane‹ Alter des Universums ist nicht zufällig, sondern wird bestimmt durch biologische Faktoren … [Veränderungen an den Werten fundamentaler physikalischer Konstanten] würden von vornherein die Existenz von Menschen ausschließen, die über das Problem nachdenken könnten.« (R. H. Dicke, Principle of Equivalence and Weak Interactions, Rev. Mod. Phys. 29, S. 355, 1957.) Als einer der bedeutendsten Vordenker des anthropischen Prinzips gilt Lawrence J. Henderson mit seinen Büchern The Fitness of the Environment (1913) (dt. Titel Die Umwelt des Lebens, 1914) und The Order of Nature (1917). Der Agnostiker Henderson, der religiöse Betrachtungen generell ablehnte, schlussfolgerte 1913 aus seiner biochemischen Analyse, dass das Universum in seinem eigentlichen Wesen biozentrisch sei, d. h. auf die Entstehung von Leben ausgerichtet. Noch frühere Darstellungen des Prinzips können in Alfred Russel Wallaces Buch Man's Place in the Universe gefunden werden, welches erstmals 1903 veröffentlicht wurde. Zum Beispiel: »Ein derart gewaltiges und komplexes Universum wie das, von dem wir wissen, dass es um uns herum existiert, könnte unbedingt notwendig sein … um eine Welt hervorzubringen, die genauestens an jedes Detail zur ordentlichen Entwicklung des im Menschen gipfelnden Lebens angepasst sein sollte.« (S. 256–257 in der Ausgabe von 1912).