Yaşam İçin İnce Ayar: Kanıt (Stanford Ansiklopedisi)
İnce ayar
"İnce ayar" terimi, belirli parametrelerin değerlerine gerçeklerin veya özelliklerin hassas bağımlılıklarını karakterize etmek için kullanılır. Teknolojik cihazlar, ince ayarın paradigmatik örnekleridir. Amaçlandığı gibi çalışıp çalışmadıkları, bileşenlerinin şeklini, düzenini ve malzeme özelliklerini tanımlayan parametrelere, örneğin bileşenlerin iletkenliği, esnekliği ve termal genleşme katsayısı gibi hassas bir şekilde bağlıdır. Teknolojik cihazlar, gerçek "ince ayarlayıcıların" - onları tasarlayan ve inşa eden mühendisler ve imalatçılar - ürünleridir, ancak bu makalenin geniş anlamıyla ince ayarın elde edilmesi için belirli parametrelerin değerlerine ilişkin hassasiyet yeterlidir.
"İnce ayarın" ortaya çıktığı felsefi tartışmalar, genellikle evrenin yaşam için ince ayarıyla ilgilidir: birçok fizikçiye göre, evrenin yaşamı destekleyebilmesi, onun çeşitli temel özelliklerine, özellikle de doğa yasaları, bazı doğa sabitlerinin değerleri ve evrenin ilk aşamalarındaki koşullarının yönleri hakkında biçimine hassas bir şekilde bağlıdır. Evrenin yaşam için ince ayarına karşı çeşitli tepkiler öne sürülmüştür: ilkel bir veri olarak kabul etmemiz gereken şanslı bir tesadüf; temel fiziğin gelecekteki en iyi teorileri tarafından bundan kaçınılacağı; evrenin, yaşam için uygun koşullar oluşturan ilahi bir tasarımcı tarafından yaratıldığını; ve yaşam için bu ince ayar, kendi evrenimizdekilerden çok farklı koşullara sahip birden fazla başka evrenin varlığına işaret ediyor.Bu makalenin 1-4. bölümleri, yaşam için bu ince ayarın durumunu, buna verilen tepkileri ve bu tepkilere yönelik başlıca eleştirileri gözden geçirmektedir. Bölüm 5, yaşam için ince ayardan doğallık kriterine dönüyor - kuantum alan teorisindeki teoriler için geçerli olan ve çağdaş parçacık fiziği ve kozmolojide büyük bir rol oynayan, oldukça farklı bir anlamda ince ayar yapılmama koşulu.
1. Yaşam İçin İnce Ayar: Kanıt
1.1 Fizikten Örnekler
1.1.1 İnce ayarlı sabitler
1.1.2 Erken evrendeki ince ayarlı koşullar
1.1.3 İnce ayarlı yasalar
1.2 Koşullar Yaşam İçin Gerçekten İnce Ayarlanmış mı?
1.3 Biyolojide İnce Ayar
1. Yaşam İçin İnce Ayar: Kanıt
1.1 Fizikten Örnekler
En güncel temel fizik teorilerimiz, temel parçacık fiziğinin Standart Modeli ve genel görelilik teorisidir. Standart Model, doğanın bilinen dört temel kuvvetinden üçünü (güçlü, zayıf ve elektromanyetik kuvvet) açıklarken, genel görelilik dördüncüsü olan yerçekimini açıklar.Evrenimizin yaşam için ince ayarlı olduğu argümanları, yaşamın diğer doğa yasalarının biçimlerinin büyük çoğunluğu, doğa sabitlerinin diğer değerleri ve çok erken evren dönemlerdeki diğer koşullar için var olamayacağını göstermeyi amaçlar.
Aşağıdakiler, yaşam için önerilen ince ayar örneklerinin eksik bir listesidir. (Popüler genel bakışlar için bakınız Leslie 1989: ch. 2, Rees 2000, Davies 2006 ve Lewis & Barnes 2016; teknik olanlar için bakınız Hogan 2000, Uzan 2011 ve Barnes 2012.)
1.1.1 İnce ayarlı sabitler
- Yerçekimi kuvveti, elektromanyetizmanın kuvvetiyle ölçüldüğünde, yaşam için ince ayarlanmış gibi görünüyor (Rees 2000: bölüm 3; Uzan 2011: bölüm 4; Lewis & Barnes 2016: bölüm 4). Yerçekimi olmasaydı veya önemli ölçüde daha zayıf olsaydı, en başta galaksiler, yıldızlar ve gezegenler oluşmazdı. Sadece biraz daha zayıf (ve/veya elektromanyetizma biraz daha güçlü) olsaydı, güneş gibi ana dizi yıldızları önemli ölçüde daha soğuk olurdu ve birçok ağır elementin ana kaynağı olan süpernovalarda patlamazlardı (Carr & Rees 1979). Buna karşılık, yerçekimi biraz daha güçlü olsaydı, yıldızlar daha az miktarda malzemeden oluşacaktı, bu da, hala kararlı oldukları sürece çok daha küçük ve daha kısa ömürlü olacakları anlamına gelirdi (Adams 2008; Barnes 2012: bölüm 4.7.1).
- Güçlü nükleer kuvvetin gücü, elektromanyetizmanınkine karşı ölçüldüğünde, yaşam için ince ayarlanmış görünüyor (Rees 2000: bölüm 4; Lewis & Barnes 2016: bölüm 4). Yaklaşık %50'den fazla daha güçlü olsaydı, hemen hemen tüm hidrojen çok erken evrende yanmış olurdu (MacDonald & Mullan 2009). Benzer bir miktarda daha zayıf olsaydı, yıldız nükleosentezi çok daha az verimli olurdu ve eğer varsa, hidrojenin ötesinde çok az element oluşmuş olurdu. Yıldızlarda hem karbon hem de oksijenin kayda değer miktarlarda üretimi için, güçlü kuvvetin gücünün gerçek değerinden çok daha küçük sapmaları bile ölümcül olacaktır (Hoyle ve diğerleri 1953; Barrow & Tipler 1986: 252–253; Oberhummer et al. diğerleri 2000; Barnes 2012: bölüm 4.7.2).
- En hafif iki kuarkın (yukarı ve aşağı kuark) kütleleri arasındaki fark, yaşam için ince ayarlanmış görünüyor (Carr & Rees 1979; Hogan 2000: bölüm 4; Hogan 2007). Bu farktaki küçük değişiklikler, bu kuarkların bağlı durumları olan proton ve nötronun kararlılık özelliklerini büyük ölçüde etkileyecek veya proton ve nötron dışındaki kuarkların bağlı durumlarının hakim olduğu çok daha basit ve daha az karmaşık bir evrene yol açacaktır. Aşağı ve yukarı kuark arasındaki kütle farkından kabaca on kat daha küçük olan elektronun kütlesi, bu farkla ilgili olarak biraz daha büyük olsaydı, benzer etkiler meydana gelirdi. Zayıf kuvvetin kuvvetine göre en hafif kuark kütlelerinin ince ayarı da bulunmuştur (Barr & Khan 2007).
- Zayıf kuvvetin gücü, yaşam için ince ayarlanmış gibi görünüyor (Carr & Rees 1979). Yaklaşık 10 kat daha zayıf olsaydı, erken evrende çok daha fazla nötron olurdu ve çok hızlı bir şekilde başlangıçta döteryum ve trityum ve yakında helyum oluşumuna yol açardı. Helyum için yakabilecekleri hidrojene bağlı olan güneş gibi uzun ömürlü yıldızlar olmazdı. Yaşamın varlığı için zayıf kuvvetin gücünü değiştirmenin diğer olası sonuçları Hall ve diğerleri tarafından araştırılmıştır. (2014).
- Kozmolojik sabit, vakumun enerji yoğunluğunu ρV karakterize eder. Bu makalenin 5. Bölümünde özetlenen teorik gerekçelerle, gerçek değerinden çok sayıda büyüklükle daha büyük olması beklenebilir. (Yapılan belirli varsayımlara bağlı olarak, tutarsızlık 10 üzeri 50 ile 10 üzeri 123 arasındadır.) Bununla birlikte, yalnızca gerçek değerden birkaç büyüklük mertebesi daha büyük olan ρV değerleri, galaksilerin oluşumu ile uyumludur (Weinberg 1987; Barnes 2012: bölüm 4.6; Schellekens 2013: bölüm 3).
1.1.2 Erken evrendeki ince ayarlı koşullar
- Çok erken evrendeki küresel kozmik enerji yoğunluğu ρ, sözde kritik değeri ρc'ye son derece yakındır. Kritik değer ρc, negatif kavisli evrenlerden (ρ<ρc) düz (kritik yoğunluk ρ=ρc) ve pozitif kavisli (ρ>ρc) evrenlere geçişle tanımlanır. Çok erken evrende ρ ρc'ye aşırı derecede yakın olmasaydı, yaşam var olamazdı: biraz daha büyük değerler için evren hızla çökerdi ve yıldızların gelişmesi için zaman yeterli olmazdı; biraz daha küçük değerler için, evren o kadar hızlı genişlerdi ki, yıldızlar ve galaksiler yoğunlaşmada başarısız olurdu (Rees 2000: bölüm 6; Lewis & Barnes 2016: bölüm 5).
- Kabaca 2⋅10 üzeri −5 olduğu bilinen erken evrendeki yoğunluk dalgalanmalarının göreli genliği Q, yaşam için ince ayarlı görünüyor (Tegmark & Rees 1998; Rees 2000: ch. 8). Q yaklaşık bir büyüklük mertebesi kadar daha küçük olsaydı, yerçekimi çekimi galaksiler ve yıldızlar gibi astronomik yapılar oluşturmak için yeterli olmayacağından, evren esasen yapısız kalacaktı. Buna karşılık, Q önemli ölçüde daha büyük olsaydı, galaksi boyutundaki yapılar evrenin tarihinin erken dönemlerinde oluşmuş ve kısa sürede kara deliklere dönüşmüş olacaktı.
- Evrenin ilk entropisi aşırı derecede düşük olmalıydı. Penrose'a göre, "içinde yaşadığımız evrene benzeyen" (2004: 343) evrenler, mevcut faz uzayı hacminin 10 üzeri 10 üzeri 123'ünde yalnızca bir kısmı doldurur.
1.1.3 İnce ayarlı yasalar
Fizik yasalarının, yalnızca onlarda görünen sabitlere göre değil, aynı zamanda biçimlerine göre de yaşam için ince ayar yapıldığı iddia edildi. Bilinen dört temel kuvvetten üçü – yerçekimi, güçlü kuvvet ve elektromanyetizma – karmaşık malzeme sistemlerinin organizasyonunda kilit rol oynar. Bu güçlerden birinin bulunmadığı ve diğerlerinin bizim kendi evrenimizde olduğu gibi mevcut olduğu bir evren, büyük olasılıkla, en azından bildiğimiz hayata benzeyen herhangi bir biçimde yaşam meydana getirmeyecektir. Yaşam için varlığına en az ihtiyaç duyulan temel kuvvet, zayıf kuvvettir (Harnik ve ark. 2006). Yaşamın varlığı için gerekli olduğu iddia edilen gerçek doğa yasalarının diğer genel özellikleri, kuantum teorisindeki nicemleme ilkesi ve Pauli dışlama ilkesidir (Collins 2009: 213f.).
1.2 Koşullar Yaşam İçin Gerçekten İnce Ayarlanmış mı?
Doğa yasalarının, sabitlerin değerlerinin ve evrenin sınır koşullarının yaşam için ince ayarlandığına ilişkin düşünceler, yalnızca insan yaşamına değil, genel olarak yaşamla ilgilidir. Onlara göre, farklı yasaları, sabitleri ve sınır koşulları olan bir evren, neredeyse kesinlikle herhangi bir yaşam biçimine yol açmayacaktır. Bu tür düşüncelerle ilgili yaygın bir endişe, yaygın olarak kabul edilen bir “yaşam” tanımının olmaması nedeniyle bunların temelsiz olmalarıdır. Bir başka endişe de, yaşamın farklı yasalar, sabitler ve sınır koşulları altında ortaya çıkma eğilimini ciddi şekilde hafife alabilmemizdir, çünkü olası tüm yaşam türlerinin bildiğimiz gibi yaşama benzeyeceğini varsaymaya eğilimliyiz. Her iki endişeye ortak bir yanıt, ince ayar değerlendirmelerine göre, farklı yasalara, sabitlere ve sınır koşullarına sahip evrenlerin tipik olarak çok daha az yapı ve karmaşıklığa yol açacağıdır. Bu, kişinin “yaşamı” tam olarak nasıl tanımladığına bakılmaksızın, onları hayata düşman yapıyor gibi görünmektedir (Lewis & Barnes 2016: 255–274).
Victor Stenger (2011), evrenimizin yasalarının, sabitlerinin ve sınır koşullarının ince ayarının yapıldığı düşünceler konusunda son derece eleştireldir. Stenger'e göre, doğa yasalarının biçimi, bu yasaların "bakış açısına göre değişmez" olmalarına ilişkin makul -çok zayıf- gereklilik tarafından belirlenir: iddia ettiği gibi, yasalar “özel bir bakış açısının olmadığı herhangi bir evrende aynı olacaktır” (s. 91). Luke Barnes, bu iddiayı eleştirir (2012: bölüm 4.1), bunun, evrenimizdeki yasaların sergilediği önemsiz olmayan simetri özellikleriyle kafa karıştırıcı bir şekilde bakış açısı değişmezliğini tanımlamaya dayandığını savunur. Özellikle, Barnes'ın vurguladığı gibi, ne genel görelilik ne de temel parçacık fiziğinin Standart Modeli, kavramsal olarak uygulanabilir, belki ampirik olarak hoş görülmese de alternatiflerdir.
Stenger'in bir başka eleştirisi de, evrenimizdeki koşulların yaşam için ince ayarlı olduğuna ilişkin değerlendirmelerin, bir seferde birden fazla parametreyi değiştirmenin sonuçlarını rutin olarak dikkate almamasıdır. Bu eleştiriye yanıt olarak Barnes (2012: bölüm 4.2), Barr ve Khan 2007 ve Tegmark ve diğerleri gibi çeşitli çalışmalara genel bir bakış sunar. Standart Modelin (segmentlerinin) tam parametre uzayını araştıran ve çok boyutlu parametre uzayında yaşam izni veren aralığın muhtemelen çok küçük olduğu sonucuna varan 2006.
1.3 Biyolojide İnce Ayar
Biyolojik organizmalar, hayatta kalma ve üreme problemlerini çözme yeteneklerinin, davranışlarının ve fizyolojilerinin belirli ayrıntılarına çok önemli ve hassas bir şekilde bağlı olması anlamında, yaşam için ince ayarlıdır. Örneğin, birçok hayvan, avlarını, yırtıcıları veya potansiyel eşleri tespit etmek için görsel cihazlarına güvenir. Görme cihazlarının düzgün çalışması ise hassas bir şekilde gözlerinin ve beyninin fizyolojik detaylarına bağlıdır.
Biyolojik ince ayar, ilahi tasarımın kanıtı olarak kabul edilme konusunda uzun bir geleneğe sahiptir (Paley 1802), ancak modern biyoloji, onu, özellikle doğal ve cinsel seçilim tarafından yönlendirilen Darwinci evrimin ürünü olarak görür. Nispeten yakın zamanda, bazı araştırmacılar organizmaların bazı "ince ayarlanmış" özelliklerinin tek başına Darwinci evrimsel gelişimin sonuçları olamayacağını ve bazı tasarımcıların müdahalelerinin bunları açıklamak için kullanılması gerektiğini iddia ettiler. Örneğin, Michael Behe (1996), hareketi mümkün kılan bakteriyel bir organ olan sözde flagellum'un, standart , Darwinci, evrim teorisinin izin verdiği gibi, ardışık küçük ölçekli bireysel evrimsel adımların sonucu olamayacağı anlamında indirgenemez derecede karmaşık olduğunu iddia eder. Benzer bir şekilde, William Dembski (1998), Darwincilerin varsaydığı bazı evrimsel adımların o kadar olasılık dışı olduğunu ve bunların görünür evren boyutunda bir ciltte bir kez bile gerçekleşmesinin rasyonel olarak beklenmeyeceğini iddia eder. Behe ve Dembski, akıllı bir tasarımcının olayların evrimsel seyrine büyük olasılıkla müdahale ettiği sonucuna varıyor.
Modern biyolojideki ezici fikir birliği, Behe, Dembski ve diğerleri tarafından Darwinci evrim teorisine getirilen zorlukların karşılanabileceğidir. Kenneth Miller'a (1999) göre, Behe'nin argümanları, sonuç olarak Behe'nin sözde "indirgenemez derecede karmaşık" özelliklerine sahip olan makul küçük adımlı evrimsel yolların olmadığını ortaya koymakta başarısız oluyor.Örneğin, Miller'ın iddia ettiği gibi, aslında kamçı ve bileşenlerinin Darwinci evrimsel tarihine dair güçlü kanıtlar vardır (Miller 1999: 147–148).