[論文レビュー] Scientific alternatives to the anthropic principle

Lee Smolin|ArXiv.org|Jul 26, 2004

Space Science and Extraterrestrial Life参考文献 28被引用数 19

ひとこと要約

この論文は、人間中心原理が証明可能な予測を生み出せないため、科学的でないとして、代わりに宇宙の自然選択（CNS）を有効な多宇宙理論の代替案として提唱している。CNSは、中性子星の最大質量が1.6太陽質量未満であるといった検証可能な予測を提示しており、理論が実証的に反証可能である科学的枠組みを提供する。

ABSTRACT

It is explained in detail why the Anthropic Principle (AP) cannot yield any falsifiable predictions, and therefore cannot be a part of science. Cases which have been claimed as successful predictions from the AP are shown to be not that. Either they are uncontroversial applications of selection principles in one universe (as in Dicke's argument), or the predictions made do not actually logically depend on any assumption about life or intelligence, but instead depend only on arguments from observed facts (as in the case of arguments by Hoyle and Weinberg). The Principle of Mediocrity is also examined and shown to be unreliable, as arguments for factually true conclusions can easily be modified to lead to false conclusions by reasonable changes in the specification of the ensemble in which we are assumed to be typical. We show however that it is still possible to make falsifiable predictions from theories of multiverses, if the ensemble predicted has certain properties specified here. An example of such a falsifiable multiverse theory is cosmological natural selection. It is reviewed here and it is argued that the theory remains unfalsified. But it is very vulnerable to falsification by current observations, which shows that it is a scientific theory. The consequences for recent discussions of the AP in the context of string theory are discussed.

研究の動機と目的

• 人間中心原理が証明可能な予測を生み出せないことを示し、科学的正当性を疑問視すること。
• 人間中心的推論の成功事例が、いずれも自明な選択効果または観測事実からの帰納であることを示し、生命や多宇宙の仮定に基づく真の予測ではないこと。
• 多宇宙理論が科学的に成立するための基準を提示すること。具体的には、非ランダムなアンサンブル、既知の法則や生命の要件から導けない性質W、実行可能な実験による検証可能性を含む。
• 人間中心的推論の代替として、宇宙の自然選択（CNS）を、証明可能な代替理論として提唱すること。
• 特に弦理論における人間中心原理依存の理論が、検証可能な結果を生まない限り、科学の範囲外に逸脱するリスクがあると主張すること。

提案手法

• 単一の宇宙内での選択効果や「平凡性の原則」を含む、人間中心的推論のさまざまな形を分析し、論理的欠陥と予測力の欠如を示すこと。
• 明確に合意が得られる選択効果（例：ディックの議論）と、未検証の多宇宙アンサンブルに依存する推論的で危険な人間中心的主張の区別をすること。
• 科学的に成立する多宇宙理論の基準を定義すること：非ランダムなアンサンブル、既知の法則や生命の要件から導けない性質W、実行可能な実験による検証可能性。
• ブラックホールがわずかに変異した物理的パラメータを持つ新しい宇宙を生成するという理論である、宇宙の自然選択（CNS）にこれらの基準を適用すること。
• CNSの具体的な証明可能な予測を同定すること。例：中性子星の最大質量限界、初期星形成やCMB非等方性の制約。
• パulsar質量測定やCMBデータを含む観測的テストに対して、CNSの予測の頑健性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 人間中心原理は証明可能な予測を生み出せるか？ もしできないなら、なぜ科学的でないのか？
• RQ2 ホイルやワインバーグらが主張する人間中心的推論の成功事例が、なぜ真の予測とならないのか？
• RQ3 多宇宙理論における平凡性の原則がなぜ信頼できないのかをどのように示せるか？
• RQ4 どのような条件下で多宇宙理論が証明可能な予測を生み出せるか？
• RQ5 宇宙の自然選択は、低エネルギー定数の説明において人間中心的推論の科学的代替として成立可能か？

主な発見

• 人間中心原理は証明可能な予測を生み出せないため、実証的証拠で反証できない以上、科学的理論として失敗する。
• 人間中心的推論の成功事例は、いずれも自明な選択効果（例：ディックの議論）または観測事実からの帰納に還元可能であり、生命や多宇宙の仮定に基づく真の予測ではない。
• 平凡性の原則は信頼できない。アンサンブル定義のわずかな変更で結論が逆転するため、誤った推論に陥りやすい。
• 永遠のインフレ理論は、標準模型の低エネルギーパラメータを説明できない。なぜなら、これらのパラメータは生成される宇宙の測定に影響しないからである。
• 宇宙の自然選択（CNS）は、科学的多宇宙理論の基準を満たしている。具体的には、中性子星の最大質量が1.6太陽質量未満であると予測しており、検証可能な主張である。
• 1.6太陽質量を超える重いパルサーの観測はCNSを反証する。また、初期星形成やCMBデータの結果も理論を反証する可能性があり、これによりCNSは科学的に成立可能である。