Das kopernikanische Prinzip und die riesige Leere [geschlossen]

Daniel Holz schreibt in einem populärwissenschaftlichen Blog „Cosmic Variance“: „ Das kopernikanische Prinzip ist eine leitende Grundlage der Kosmologie. Kurz gesagt besagt es, dass wir uns nicht an einem privilegierten Ort im Universum befinden. Ein „zufälliger“ Beobachter wird dasselbe Universum sehen das tun wir. “ Er schreibt weiter: „ Nehmen Sie nun an, ich hätte Ihnen gesagt, ich hätte ein Modell, das alle Beobachtungen erklärt, auf der allgemeinen Relativitätstheorie basiert und keine mysteriöse dunkle Energiekomponente anspricht … Es gibt jedoch einen wichtigen Vorbehalt: die Leere Modell wirft die Homogenitäts- und Isotropieannahmen über den Haufen. Das Universum ist jetzt kugelsymmetrisch, mit einem großen Loch in der Mitte. Schlimmer noch, wir befinden uns zufällig sehr, sehr nahe am Zentrum des Lochs. “

Lassen Sie uns die Diskussion darüber unterbrechen, was "plausibler" ist, dunkle Energie oder riesige Leere, oder was "plausibel" überhaupt bedeutet, wenn es auf das "Universum als Ganzes" angewendet wird, oder welche Rechtfertigungen man für das kopernikanische Prinzip anbieten könnte. Es scheint ein offenkundiges Nicht-Sequitur in seiner Anwendung zu geben. Die Annahme, dass wir uns nicht in einer privilegierten Position befinden, impliziert nicht, dass wir uns in einer allgemeinen befinden. Die dritte Option, und anscheinend die „plausibelste“, was auch immer das bedeutet, scheint zu sein, dass unsere Position weder privilegiert noch generisch ist. Es gibt viele wie es, und es gibt auch viele, die nicht so sind.

Aber ein Großteil der Urknall-Kosmologie basiert darauf, das, was wir beobachten, auf das gesamte Universum zu extrapolieren, mit anderen Worten, sie basiert nicht auf dem kopernikanischen Prinzip, sondern auf seinem Non-Sequitur. Die ganze Argumentation erinnert unangenehm an Kants Antinomie von Raum und Zeit, wo man einen Widerspruch erhält, wenn man Erfahrungsformen auf Kategorien anwendet, die über jede mögliche Erfahrung hinausgehen, wie etwa „Universum als Ganzes“. Ähnlich wird auch argumentiert, wenn man von der „Wellenfunktion des Universums“ spricht .

Unterscheidet sich der philosophische Status der Urknall-Kosmologie erkenntnistheoretisch von dem der meisten wissenschaftlichen Theorien, indem sie sich explizit auf metaphysische Prinzipien und Argumente stützt? Ist das Argument des kopernikanischen Prinzips zumindest als Hypothese zu retten oder handelt es sich nur um eine falsche Anwendung von Begriffen?

Ich glaube nicht, dass "in der Mitte" des Universums physikalisch sinnvoll ist. Ich verstehe nicht, was Sie mit "seiner Nicht-Sequitur" meinen; könntest du es klarer machen? [ einige Bits herausgeschnitten ... (nach dem Kommentarkrieg gelöscht) ]
1) "In der Mitte" kann nur "ohne Rand" bedeuten, in der Mitte der meisten Donuts befindet sich ein Loch, aber es kann so ziemlich überall im Donut sein, da ein Torus ohne Kanten ist. 2) Der Non-sequitur ist derjenige, auf den im vorangegangenen Absatz hingewiesen wurde: aus der Tatsache, dass wir uns an keinem „besonderen“ Ort befinden, die Idee abzuleiten, dass alles so sein muss, wie es hier ist. (Die Verwendung von 'its' mit 'non-sequitur' ist besonders irritierend, daher verstehe ich, wie sich dies als bedeutungslos liest.)
Ich glaube, es ist die derzeitige Ansicht, dass Homogenität und Isotropie, je nachdem, welches Inflationsmodell man wählt, möglicherweise keine universellen Prinzipien sind, obwohl sie sicherlich im beobachtbaren Universum zu gelten scheinen. Außerdem halte ich es nicht für ganz fair zu sagen, dass die Kosmologie explizit Annahmen metaphysischer Natur macht. Es gibt einen harten wissenschaftlichen Teil der Kosmologie, der Vorhersagen metaphysischer Natur macht. Aber das gilt auch für die Quantentheorie. Kosmologen sind eindeutig eher geneigt, diese Vorhersagen zu untersuchen, weil ihre Theorie relativ dürftig ist.
@Cheers und hth. - Alf "In der Mitte" ist sinnvoll, wenn das Modell ein kugelsymmetrisches Universum mit einem Zentrum annimmt, wie es das Void-Modell tut, siehe Links. "Non-sequitur" bezieht sich auf "jeder Ort ist generisch", was eine Nichtfolge des kopernikanischen Prinzips ist, das behauptet, dass die Erde nichts Besonderes ist. Ich habe einen Link zu Kants Antinomien hinzugefügt, die einen gewissen Kontext für die Formulierung der Frage liefern. Der Punkt ist, dass die Anwendung empirischer Verallgemeinerungen auf „Universum als Ganzes“, „erste Ursache“ usw. fehlgeleitet ist. Hoffe das klärt es auf.
@Cheers und hth. - Alf Sie verstehen Baez falsch. Es gibt kein Zentrum im Urknall-Modell, das er beschreibt, oder in anderen Modellen, die räumliche Abschnitte der Raumzeit als 3-Sphären annehmen. Dies wird jedoch angenommen, nicht beobachtet, es gibt keinen vernünftigen Weg, die globale Geometrie des Raums aus lokalen empirischen Beobachtungen wie der unseren abzuleiten. Void-Modelle gehen einfach von einer anderen Geometrie aus, bei der es ein Zentrum und eine Peripherie gibt. Übrigens ist Baez kein Kosmologe wie Holz, er ist Mathematiker.
@Cheers und hth. - Alf Sie irren sich wieder, das Zentrum des Universums kann je nach Geometrie und Materiegehalt bedeutungslos sein oder auch nicht. Zum Beispiel hat R^3 mit einer kugelsymmetrischen Materieverteilung ein Zentrum. Ich bin mir nicht sicher, worauf sich "Wort und Assoziationen" beziehen, aber Sie scheinen zu vermissen, dass kosmologische Modelle nicht homogen sein müssen, selbst wenn das sichtbare Universum es ist.
@Cheers und hth. - Alf Aus den ersten drei Sätzen unter Ihrem eigenen Link: " Nach den Standardtheorien der Kosmologie ... gibt es kein Zentrum für die Expansion; es ist überall dasselbe. " Aus dem Beitrag geht ziemlich klar hervor, dass Void-Modelle dies nicht sind "Standardtheorien der Kosmologie" bedeutet nicht, dass sie bedeutungslos sind oder dass inhomogene Modelle im Allgemeinen bedeutungslos sind, siehe jyu.fi/static/fysiikka/vaitoskirjat/2014/… für ein kugelsymmetrisches Modell.
@Cheers und hth. - Alf Wie in Holzs Beitrag erwähnt, " gibt es Messungen, die durchgeführt werden können, um diese Modelle zu differenzieren (und möglicherweise zu fälschen) , also sind Void-Modelle physikalisch sinnvoll. Und im Allgemeinen können nicht "allgemein akzeptierte Modelle" oft sinnvoll gemacht werden, es passiert immer wieder, einige von ihnen werden sogar später allgemein akzeptiert.

Antworten (2)

Ich denke, „non-sequitur“ ist eine gewaltige Übertreibung, und dies ist eine bloße „Überverallgemeinerung“. Und nicht einmal sehr weit 'über': Die Aussage kann nicht absolut verallgemeinern, aber sie verallgemeinert ziemlich gut.

In starkem Sinne ist die Homogenitätsannahme selbst eine Anwendung des Kopernikanischen Prinzips. Es ist die Annahme, dass wir nicht zufällig einen Ort bewohnen, an dem der Raum besonders „schön“ ist, im Sinne der „Goldlöckchen“-Menge an Materie: dass wir nicht an einem zu besonderen Ort leben.

Dies ist also nur eine Meinungsverschiedenheit darüber, welcher Geschmack von „allgemein“ am objektivsten ist, und beide Seiten verlassen sich auf eine starke Injektion des „kopernikanischen“ Ideals, aber in unterschiedlichen Formen.

Um Ihren Einwand gegen die Urknalltheorie aufzuheben – der schwächste Punkt ist, dass sie davon ausgeht, dass die Zeit in einem sehr starken Sinne einheitlich ist. Es gerät in große Schwierigkeiten, wenn Sie die Geschichte der Expansion bis zu der Zeit zurückverfolgen, als der Weltraum Objekte schneller als mit Lichtgeschwindigkeit auseinanderbewegen müsste, um sich schnell genug auszudehnen. Sie können also die Einheitlichkeit der Zeit wegwerfen, aber dann wird die Begründung für die kontinuierliche Extrapolation der Zeit zurück über Billionen von Jahren ein wenig fragwürdig. Warum hätte sich die Zeit nicht immer wieder ändern sollen?

Die Vorstellung von den Feldteilchen, die aus dem Higgs-Boson früh in der Geschichte des Universums entstehen, "als die Regeln anders waren", ist die gleiche Art von Sache, es hält die Unregelmäßigkeiten von uns fern, also fühlen wir uns, als wäre dieser Ort etwas Besonderes, nicht unseres. Warum davon ausgehen, dass die Regeln auf einem bestimmten Energieniveau entschieden wurden und dann für immer dort stecken bleiben? Warum sollten sie sich nicht langsam im Laufe der Zeit anpassen? (Und wenn wir nicht besonders sein dürfen, warum tut es dann jemand anderes? Harumph, < Schmollmund/ >.)

Wir landen bei der Vorstellung, dass Zeit und andere grundlegende Kräfte erheblich unterschiedlich sein können , aber im Allgemeinen sind sie genau so, wie wir sie dort sehen, wo wir leben. Genauso ist die Homogenität der Dichte kopernikanisch, so auch dieser Begriff von Zeit und Feldern. Es geht darum, dass das Vertraute allgemein ist, damit wir uns nicht wieder einbilden, etwas Besonderes zu sein.

Ich sehe nicht die Trennung, die erforderlich ist, um dies zu einem Nicht-Sequitur zu machen. Das Kopernikanische Prinzip wird hier richtig angewendet, und wenn überhaupt, zu gesund. (Aus einer Nietzsche-Perspektive, indem wir die Schlussfolgerungen unserer Sklaven-Moral-Religion zurückweisen: dass wir alle gleich besonders sind und Herren böse Betrüger; wir haben eine noch sklavenmoralischere Position zur Besonderheit eingenommen: dass wir nicht würdig sind – wir haben es nicht verdient, aber jemand muss es.)

Das Prinzip ist als metaphysisches Prinzip innerlich widersprüchlich: Nicht alle Begriffe von „allgemein“ können gleichermaßen objektiv sein, weil wir uns irgendwo befinden und dieser Ort wirklich einige idiosynkratische Eigenschaften haben wird. Und das Auswählen und Auswählen der objektivsten, nur um die gewählten Erklärungen unserer eigenen Physik zu bevorzugen, würde das Prinzip selbst verletzen. Unser Platz wäre insofern etwas Besonderes, als er es uns ermöglichte, anhand von experimentellen Daten wirklich zu sehen, was daran besonders war und was nicht.

Aber das tut seiner Verwendbarkeit als Bestandteil von Theorien keinen Abbruch. Es erfordert lediglich einen Kompromiss zwischen verschiedenen Anwendungen des Prinzips, die von jeder Theorie gewählt werden. Wir müssen nur raten, was an der Heimat so besonders ist und was nicht, bis wir ein gutes Gefühl für das Leben im Ausland bekommen.

---- Separate zweite Antwort:

Es muss auch ein Kompromiss zwischen dem kopernikanischen Prinzip und dem (schwachen) anthropischen gefunden werden. Es ist nicht unmöglich, dass sich die Dinge so entwickeln, wie sie sind, weil wir hier sind, um sie zu beobachten. Viele Biologen glauben, dass wir uns in der „Goldilocks-Zone“ der Energiebilanz befinden, und dass Leben an irgendeinem anderen Punkt des Spektrums der Energiebilanz sehr viel unwahrscheinlicher wird, weil kleine polare Moleküle in flüssiger Form selten sind. Und wir werfen ihnen nicht vor, antikopernikanisch zu sein, wir lassen uns von dieser Idee leiten, wo wir öffentliche Gelder ausgeben, um nach Planeten mit Leben zu suchen.

Wir könnten uns auch in der „Goldilocks-Zone“ der Materieverteilung befinden, wo Beobachter anderswo wahrscheinlich nicht überleben werden. Die Chancen auf nur ein Loch sinken, aber die Theorie der massiven Variationen in der Verteilung selbst könnte immer noch Sinn machen.

Ich denke nicht, dass es eine Übertreibung ist, es folgt wörtlich "nicht". Big Bang geht davon aus, dass nicht nur die Zeit, sondern auch der Raum stark einheitlich ist, was einem Quantensprung von der Erde nichts Besonderes ist. Erinnern Sie sich, wie Aristoteles den bekannten Teil des Sonnensystems nahm, ihn in eine Kristallkugel mit daran befestigten Fixsternen einhüllte und ihn Kosmos nannte. Die Urknall-Kosmologie nimmt in populären Präsentationen in ähnlicher Weise die Regeln der kleinen Nachbarschaft, in der wir zufällig leben, und sprengt sie auf die Größe des Kosmos.
Eine vernünftigere Spekulation ist, dass das Universum mehrere Patches mit unterschiedlichem Charakter hat und es überhaupt kein "Generikum" und daher kein "Spezial" gibt. Dies ist genau die Position, die in der stringtheoretischen Branenwelt-Kosmologie eingenommen wird, wo wir eine (Mem)Brane im höherdimensionalen Raum bewohnen und Urknall durch eine Kollision von Branen verursacht wird. Die Kollision ist selbst auf der Brane ein lokales Ereignis und betrifft nur einen kleinen Teil davon, sie hat sicherlich nichts mit dem „Universum als Ganzes“ zu tun. Ich sage nicht, dass dies „plausibler“ ist, aber es ist sicherlich „kopernikanischer“.
Grad scheint es keine zu geben. Wenn Sie entschieden haben, dass jede Übergeneralisierung ein Non-sequitur ist, warum versuchen Sie dann überhaupt, eine Zwischenposition zu vertreten? Offensichtlich ist jeder kleine Fehler in der Logik in gewissem Sinne ein Non-Sequitur, aber er bietet keinen vernünftigen Weg, um Interpretationen von Dingen zu finden.
Ich bin ebenso misstrauisch gegenüber dem Urknall, aber ich glaube nicht, dass wir dazu einen ganzen multidimensionalen Raum aus verrückten, unzugänglichen multiplen Universen erzeugen müssen. Ich bin mir nicht sicher, ob eine solche Antwort wissenschaftlich ist oder jemals in einen testbaren Bereich zurückgezogen werden kann. Es erfordert nur, die bereits getroffenen Annahmen genauer zu betrachten, nicht Tonnen mehr zu machen.
Ich bin mit induktiven Verallgemeinerungen und pragmatischem Denken an Bord. Aber diese besondere Lücke scheint mir nicht gering zu sein, sie ist gleichbedeutend mit der Schlussfolgerung, dass alles weiß ist, weil das Vorhandensein anderer Farben Weiß zu etwas Besonderem machen würde. Ich finde Braneworlds auch nicht sehr attraktiv, mein Punkt ist nur, dass Big Bang eine Extrapolation von sehr begrenzter Aussagekraft ist, weit entfernt von kosmischen Ausmaßen. Ein Sturm im Wasserglas sozusagen.
Die Nietsche-Referenz war nicht nur Spaß. Die Wissenschaft tendiert wie andere Dinge dazu, bis zum Äußersten zu gehen, bevor sie merkt, dass sie sich auf der falschen Achse bewegen, und sprengt in diesem Fall die Möglichkeiten, uns so unbedeutend wie möglich zu machen. Ich denke, wir befinden uns vielleicht in einer Phase hoher „Kopernikanität“ und diese wird abebben. Braneworlds and the Darwinism between Universes ist vielleicht der ultimative Versuch, nichts Besonderes zu sein. Dennoch ist die Annahme einer vollständigen Verallgemeinerbarkeit eine gültige Option, und eine einfache. Warum sollten Sie es vermeiden, die einfache Überverallgemeinerung zu übernehmen, bis sie bricht? (Das heißt, ich stimme zu, es ist kaputt gegangen.)

Das „kopernikanische Prinzip“ war kein Mittel, mit dem die moderne Wissenschaft konstruiert wurde; wenn man seine gesamte Geschichte berücksichtigt; es ist eine Zusammenfassung einiger allgemeiner Prinzipien, die entdeckt wurden; Physik hat einen spekulativen Charakter, der nicht allgemein beachtet wird – obwohl er sollte – wenn man über das hinausgeht, was direkt getestet werden kann; Das wichtigste metaphysische Prinzip ist Occams Razor in einer seiner vielen Formen: Hier werden jetzt bekannte physikalische Gesetze zurückgedrängt (Smolin schlug zum Beispiel vor, dass es nützlich sein könnte, zu untersuchen, ob sich Gesetze in der fernen Vergangenheit ändern; obwohl man das natürlich kann fragen Sie, ob die Gesetze, die dem zugrunde liegen, unveränderlich sind; aber das wäre eine philosophische Metaphysik; während Smolins eine tatsächliche Bewegung im Gebäude der Physik ist).

Aber der springende Punkt der Urknall-Kosmologie ist, dass sie sich auf eine alteingesessene Wissenschaft stützt, viel länger als die Physik selbst: Astronomie; Ich hatte nicht bemerkt, wie relativ neu es einvernehmlich wurde.

Interessanterweise nannte der belgische Priester Lemaitre, der es theoretisierte, es das „urzeitliche Atom“; was eine andere Bedeutung von Atom ist; es verfolgt interessanterweise auch Hegels „Geschichte der Philosophie“; wo er die phänomenalen demokritischen Atome aus dem unveränderlichen parmenidischen Atom herauszog; laut diesem Artikel interessierte er sich auch für die philosophischen Fragen, die er aufwarf – und das waren viele; aber leider passt es nicht hinein.

Seine Neuheit scheint offensichtlich darin, dass es nach jemandem aus dem zweiten Jahrtausend benannt wurde. Historisch gesehen ist Ptolemäus die grundlegende Kosmologie in Europa, und es scheint eindeutig mehr im Geiste von Occams Rasiermesser zu sein, ein Zentrum des Universums zu haben. Es scheint also kontraproduktiv, die Astrophysik auf die traditionelle Astronomie zurückzuwerfen, in der Hoffnung, daraus einen Sinn zu machen.
Ich ziehe es vor, zwischen metaphysischen Prinzipien zu unterscheiden, die sich auf die Realität beziehen, und methodologischen Prinzipien, die sich nur auf unsere Theorien darüber beziehen. Eleganz, Konsistenz, Occams Rasiermesser sind methodologisch (oder können so umformuliert werden), wobei bei sonst gleichen Bedingungen eine einfachere Theorie mit weniger Entitäten aus praktischen Gründen vorzuziehen ist. Das kopernikanische Prinzip ist eher eine Behauptung über die Realität als eine Theorie darüber, also ist es zumindest dem Anschein nach metaphysisch.
Der Aspekt der Urknall-Kosmologie, der der seit langem etablierten Wissenschaft folgt, ist, dass unter der Annahme, dass unsere Umgebung nicht mit externen Entitäten interagiert hat, ihre jüngste Geschichte in eine bestimmte Richtung aussieht. Dies ist jedoch weit entfernt von populären Dramatisierungen über die Geburt des Universums usw. Aber das Beste daran ist, dass diese bescheidene Version kein kopernikanisches Prinzip erfordert.
Das kopernikanische Prinzip und die riesige Leere [geschlossen]
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