인류 원리

3. 정의 및 근거

일련의 관찰 결과에 따르면 자연 법칙과 우주의 매개변수는 지구와 같은 생명체가 존재할 수 있는 조건과 일치하는 값을 가지는 반면, 지구상의 생명체와 일치하지 않는 값은 가지지 않는다. 인류 원리는 이것이 사후적(a posteriori) 필연성이라고 명시한다. 왜냐하면 생명이 불가능하다면, 생명체는 그것을 관찰할 수 없을 것이고, 따라서 알 수 없을 것이기 때문이다. 즉, 어떤 우주를 관찰할 수 있어야 하며, 따라서 그러한 우주의 법칙과 상수는 그 가능성을 수용해야 한다.

"인류 원리"의 "인류학적"이라는 용어는 잘못된 명칭이라고 주장되어 왔다.^[2][3] 현재 관찰 가능한 탄소 기반 생명체를 특별히 언급하지만, 미세하게 조정된 현상 중 어느 것도 인간의 삶이나 일종의 탄소 중심주의를 요구하지 않는다.^[4][5] 어떤 형태의 생명체나 어떤 형태의 무거운 원자, 돌, 별 또는 은하라도 가능하며, 인간이나 인류학적으로 특별한 것은 없다.^[6]

인류 원리는 부분적으로 이 문구가 여러 가지 다른 개념에 적용되었기 때문에 혼란과 논쟁을 야기했다. 약한 인류 원리의 비평가들은 그것의 반증 불가능성이 그것이 비과학적이며 따라서 본질적으로 유용하지 않다는 것을 의미한다고 지적한다.

"인류원리"라는 용어는 1973년 니콜라우스 코페르니쿠스 탄생 500주년을 기념하는 크라쿠프 심포지엄에서 브랜던 카터가 발표한 논문에서 처음 등장했다. 이론 천체물리학자인 카터는 인간이 우주에서 특권적인 위치를 차지하지 않는다는 코페르니쿠스 원리에 대한 반응으로 인류원리를 제시했다. 카터는 "비록 우리의 상황이 반드시 '중심적'이지는 않지만, 어느 정도는 불가피하게 특권적입니다."라고 말했다.^[15]

카터는 인류원리의 두 가지 형태를 정의했는데, 우주에서 특권적인 시공간 위치의 인류학적 선택만을 언급하는 "약한" 형태와 물리학의 기본 상수 값을 다루는 더 논란의 여지가 있는 "강한" 형태를 정의했다.

로저 펜로즈는 약한 형태를 다음과 같이 설명했다.

브랜든 카터는 자신의 아이디어의 동어반복적인 측면에 초점을 맞추기로 선택했는데, 이는 많은 혼란을 야기했다. 사실, 인류원리는 과학자들에게 인간은 "기본적인 매개변수"—즉, 무차원 물리 상수와 빅뱅의 초기 조건—의 값이 다른 다른 우주가 존재할 가능성에 대해 진지하게 고려해야 한다는 것이다. 카터와 다른 사람들은 대부분의 그러한 우주에서는 생명체가 존재할 수 없다고 주장했다. 다시 말해, 인간이 살고 있는 우주는 생명체를 허용하도록 미세 조정되어 있다.

물리학적으로 자연법칙과 그 안에 나타나는 물리상수가 특정 값을 가져야 한다. 또한 일반적으로 세계는 3차원 공간이라고 여겨진다. 만약 이 법칙, 값, 공간, 조건이 아주 조금이라도 다르다면 다음과 같은 것들은 존재하지 않았을 것이라고 추측된다.

• 눈에 보이는 물체를 구성하는 원자가 존재한다.
• 다양한 천체가 존재하는 우주의 모습
• 모든 생명 활동에 필요한 에너지를 방출하는 태양과 같은 항성이 존재한다.
• 인간과 같은 고도의 지적 생명체가 존재한다.

4. 인류학적 관측

1961년, 로버트 디케는 생명체 관찰자의 관점에서 우주의 나이는 무작위일 수 없다고 지적했다.^[7] 생물학적 요인은 우주가 너무 젊지도, 너무 늙지도 않은 "황금기"에 있도록 제한한다.^[8] 만약 우주가 현재 나이의 10분의 1이었다면, 탄소와 같은 금속 함량(수소와 헬륨 이외의 원소)이 핵합성을 통해 상당한 수준으로 축적될 만한 충분한 시간이 없었을 것이고, 작은 암석 행성도 존재하지 않았을 것이다. 만약 우주가 현재보다 10배 더 늙었다면, 대부분의 별들은 주계열성에 머물 수 없을 정도로 늙어 안정적인 행성계는 이미 끝났을 것이다.

디케는 우주의 물질 밀도가 빅 크런치를 막는 데 필요한 임계 밀도여야 한다고 추론했다. 최근 측정 결과는 관측된 바리온 물질의 밀도와 암흑 물질의 양에 대한 이론적 예측이 임계 밀도의 약 30%를 차지하고 나머지는 우주 상수가 기여한다는 것을 시사한다. 스티븐 와인버그^[9]는 우주 상수가 놀라울 정도로 낮은 값을 가지고 있다는 점을 지적하며, 이는 입자 물리학이 예측하는 값보다 약 120개의 크기 차수만큼 작다고 설명했다. (이는 "물리학에서 가장 나쁜 예측"으로 설명되었다).^[10] 그러나 우주 상수가 관측된 값보다 몇 차수만큼 더 컸다면, 우주는 별의 형성과 생명체의 탄생을 막는 엄청난 팽창을 겪었을 것이다.

무차원 물리 상수(예: 미세 구조 상수)의 관측된 값은 물질의 형성과 생명의 출현을 허용하도록 미세 조정된 것처럼 균형을 이룬다.^[11] 강한 상호 작용이 약간 증가하면(최대 50%^[12]), 이중 중성자와 이중 양성자가 결합하여 초기 우주의 모든 수소가 헬륨으로 변환된다.^[13] 약한 상호 작용이 증가해도 모든 수소가 헬륨으로 변환된다. 알려진 생명에 필수적인 안정적인 별과 물도 존재하지 않을 것이다.^[14] 네 가지 기본 상호 작용의 상대적 강도의 작은 변화는 우주의 나이, 구조 및 생명체 수용 능력에 큰 영향을 미칠 수 있다.

5. 다양한 유형

인류 원리는 일련의 관찰 결과에 대한 반응으로 공식화되었는데, 이 관찰 결과는 자연 법칙과 우주의 매개변수가 지구와 같은 생명체가 존재할 수 있는 조건과 일치하는 값을 가지는 반면, 지구상의 생명체와 일치하지 않는 값은 가지지 않는다는 것을 보여준다. 인류 원리는 이것이 사후적(a posteriori) 필연성이라고 명시한다. 왜냐하면 생명이 불가능하다면, 생명체는 그것을 관찰할 수 없을 것이고, 따라서 알 수 없을 것이기 때문이다. 즉, 어떤 우주를 관찰할 수 있어야 하며, 따라서 그러한 우주의 법칙과 상수는 그 가능성을 수용해야 한다.

"인류 원리"의 "인류학적"이라는 용어는 잘못된 명칭이라는 주장이 있다.^[2][3] 현재 관찰 가능한 탄소 기반 생명체를 특별히 언급하지만, 미세하게 조정된 현상 중 어느 것도 인간의 삶이나 일종의 탄소 중심주의를 요구하지 않는다.^[4][5] 어떤 형태의 생명체나 어떤 형태의 무거운 원자, 돌, 별 또는 은하라도 가능하며, 인간이나 인류학적으로 특별한 것은 없다.^[6]

인류 원리는 부분적으로 이 문구가 여러 가지 다른 개념에 적용되었기 때문에 혼란과 논쟁을 야기했다. 모든 버전의 원리는 우주의 더 깊은 물리적 이해에 대한 탐구를 억제한다는 비난을 받았다. 약한 인류 원리의 비평가들은 그것의 반증 불가능성이 그것이 비과학적이며 따라서 본질적으로 유용하지 않다는 것을 의미한다고 지적한다. 자명한 명제가 아닌 인류 원리의 더 강력한 변형은 여전히 일부 사람들이 논란의 여지가 있다고 생각하는 주장을 할 수 있으며, 이러한 주장은 경험적 검증에 달려 있다.

"인류원리"라는 용어는 1973년 니콜라우스 코페르니쿠스 탄생 500주년을 기념하는 크라쿠프(Kraków) 심포지엄(symposium)에서 브랜던 카터가 발표한 논문에서 처음 등장했다. 카터는 인간이 우주(Universe)에서 특권적인 위치를 차지하지 않는다는 코페르니쿠스 원리에 대한 반응으로 인류원리를 제시했다. 카터는 "비록 우리의 상황이 반드시 '중심적'이지는 않지만, 어느 정도는 불가피하게 특권적"이라고 말했다.^[15] 그는 정상 상태 우주론이 우주 마이크로파 배경 복사의 발견으로 반증되었고, 우주가 시간에 따라 급격하게 변화해 왔다는 명백한 증거(예: 빅뱅)를 제시했다.

카터는 인류원리의 두 가지 형태, 즉 우주에서 특권적인 시공간(spacetime) 위치의 인류학적 선택만을 언급하는 "약한" 형태와 물리학의 기본 상수 값을 다루는 더 논란의 여지가 있는 "강한" 형태를 정의했다. 카터의 1973년 논문 이후, "인류원리"라는 용어는 그의 원리와 중요한 방식으로 다른 여러 가지 개념을 포괄하도록 확장되었다. 특히 1986년 존 D. 배로와 프랭크 팁플러가 저술한 책 ''인류학적 우주 원리''^[16]는 카터의 것과 매우 다른 방식으로 약한 인류원리와 강한 인류원리를 구분하여 혼란을 야기했다.

루트비히 볼츠만은 현대 과학에서 인류학적 추론을 사용한 최초의 사람 중 한 명일 수 있다. 빅뱅에 대한 지식이 있기 전에 볼츠만의 열역학적 개념은 설명할 수 없을 정도로 낮은 엔트로피를 가진 우주의 모습을 그렸다. 볼츠만은 낮은 엔트로피의 영역 또는 볼츠만 우주를 만들어낼 수 있는 변동에 의존하는 몇 가지 설명을 제안했다. 이 모델에서 우주의 대부분은 특징이 없지만 볼츠만에게는 인류가 볼츠만 우주에 거주하는 것이 특별하지 않다. 지능적인 생명체가 존재할 수 있는 유일한 장소이기 때문이다.^[19]

인류 원리는 여러 가지 유형으로 나누어 설명될 수 있다.

물리학적으로 자연법칙과 그 안에 나타나는 물리상수가 특정 값을 가져야 하고, 일반적으로 세계는 3차원 공간이라고 여겨진다. 만약 이 법칙, 값, 공간, 조건이 아주 조금이라도 다르다면 다음과 같은 것들은 존재하지 않았을 것이라고 추측된다.

• 눈에 보이는 물체를 구성하는 원자가 존재한다.
• 다양한 천체가 존재하는 우주의 모습
• 모든 생명 활동에 필요한 에너지를 방출하는 태양과 같은 항성이 존재한다.
• 인간과 같은 고도의 지적 생명체가 존재한다.

5. 1. 약한 인류 원리 (WAP)

5. 2. 강한 인류 원리 (SAP)

• "‘관측자’를 생성하고 유지하는 것을 목표로 ‘설계된’ 우주가 하나 존재한다."
• : 이것은 현대 우주론의 옷을 입은 고전적인 창조론적 논증으로 볼 수 있다. 우주의 목적이 지적인 생명체를 낳는 것이며, 자연 법칙과 그 기본적인 물리 상수가 생명이 출현하고 진화하도록 설정되어 있음을 의미한다.
• "관측자는 우주를 존재하게 하기 위해 필요하다."
• : 배로와 팁플러는 양자역학에서 존 아치볼드 휠러가 제안한 것처럼 이것이 타당한 결론이라고 믿는다. 휠러는 정보가 기본적인 현실이라는 그의 아이디어(비트에서 온 것)와 존 폰 노이만과 유진 위그너의 아이디어와 관련된 '''참여적 인류원리(PAP)'''를 제시했다. 이것은 양자역학의 해석이다.
• "우리 우주의 존재를 위해서는 다른 여러 우주의 집합이 필요하다."
• : 카터는 SAP가 설명으로 간주되기 위해서는 우주의 집합체가 필요하다고만 말한다.

5. 3. 기타 유형

• '''약한 인류 원리(WAP, Weak Anthropic Principle)''' (브랜던 카터): "우주의 우리 위치는 관측자로서의 우리 존재와 양립할 수 있다는 정도로 ''필연적으로'' 특권적이다."^[15] 여기서 '위치'는 시간과 공간 모두를 의미한다.

• '''강한 인류 원리(SAP, Strong Anthropic Principle)''' (카터): "우주(그리고 그것이 의존하는 기본적인 매개변수)는 어떤 단계에서 관측자의 생성을 허용하도록 해야 한다."^[15] 데카르트의 말을 빌리면, ''cogito ergo mundus talis est'' ("나는 생각한다, 고로 세계는 [그러한] 것이다")이다.

• '''약한 인류 원리(WAP)''' (배로와 팁러): "모든 물리적 및 우주론적 양의 관측된 값은 동일하게 가능성이 있는 것이 아니라, 탄소 기반 생명체가 진화할 수 있는 장소가 존재해야 한다는 요구 사항과 우주가 이미 그렇게 할 만큼 오래되었다는 요구 사항에 의해 제한된 값을 취한다."^[22] 카터와 달리 탄소 기반 생명체로 제한하고, 미세구조 상수, 시공간 차원의 수, 우주 상수와 같은 기본적인 물리 상수에 WAP를 적용한다.

• '''강한 인류 원리(SAP)''' (배로와 팁러): "우주는 역사의 어떤 단계에서 생명이 발달할 수 있도록 하는 특성을 가져야 한다."^[23] 카터의 SAP와 유사하지만, "해야 한다"는 명령적인 의미를 가진다. 배로와 팁러는 SAP의 세 가지 가능한 설명을 제시했다.^[24]
• "‘관측자’를 생성하고 유지하는 것을 목표로 ‘설계된’ 우주가 하나 존재한다." (창조론적 논증)
• "관측자는 우주를 존재하게 하기 위해 필요하다." (존 아치볼드 휠러의 '''참여적 인류 원리(PAP)''', 양자역학의 해석과 관련)
• "우리 우주의 존재를 위해서는 다른 여러 우주의 집합이 필요하다." (카터는 우주의 집합체가 필요하다고만 언급)

• '''강한 자기 샘플링 가정(SSSA, Strong Self-Sampling Assumption)''' (닉 보스트롬): "각 관측자 순간은 마치 참조 클래스의 모든 관측자 순간에서 무작위로 선택된 것처럼 추론해야 한다."^[26] 적절한 "참조 클래스" 선택이 모호하다.

• 눈에 보이는 물체를 구성하는 원자가 존재한다.
• 다양한 천체가 존재하는 우주의 모습
• 모든 생명 활동에 필요한 에너지를 방출하는 태양과 같은 항성이 존재한다.
• 인간과 같은 고도의 지적 생명체가 존재한다.

6. 인류 원리적 추론의 특징

로버트 디케는 생명체 관찰자의 관점에서 볼 때 우주의 나이는 무작위일 수 없으며, 생물학적 요인에 의해 우주가 너무 젊지도, 너무 늙지도 않은 "황금기"에 있도록 제한된다고 지적했다.^[7][8] 만약 우주가 현재 나이의 10분의 1이었다면, 탄소와 같은 금속 함량(수소와 헬륨 이외의 원소의 양)이 핵합성을 통해 상당한 수준으로 축적될 만한 충분한 시간이 없었을 것이고, 작은 암석 행성도 아직 존재하지 않았을 것이다. 만약 우주가 실제보다 10배 더 늙었다면, 가장 희미한 적색왜성을 제외하고 대부분의 별들은 주계열성에 머물 수 없을 정도로 너무 늙었을 것이고, 안정적인 행성계는 이미 끝났을 것이다.

디케는 나중에 우주의 물질 밀도가 빅 크런치를 막는 데 필요한 거의 정확하게 임계 밀도여야 한다고 추론했다("디케의 일치" 주장). 최근 측정 결과는 관측된 바리온 물질의 밀도와 암흑 물질의 양에 대한 일부 이론적 예측이 이 임계 밀도의 약 30%를 차지하고 나머지는 우주 상수가 기여한다는 것을 시사할 수 있다. 스티븐 와인버그^[9]는 이 사실에 대해 인류원리를 설명했다. 그는 우주 상수가 놀라울 정도로 낮은 값을 가지고 있다는 점을 지적했는데, 이는 입자 물리학이 예측하는 값보다 약 120개의 크기 차수만큼 작다.^[10] 그러나 우주 상수가 관측된 값보다 몇 차수만큼 더 컸다면, 우주는 별의 형성과 그에 따른 생명체의 탄생을 막는 엄청난 팽창을 겪었을 것이다.

무차원 물리 상수(예: 미세 구조 상수)의 관측된 값은 일반적으로 발견되는 물질의 형성과 그 이후 생명의 출현을 허용하도록 미세 조정된 것처럼 균형을 이룬다.^[11] 강한 상호 작용이 약간 증가하면(일부 저자의 경우 최대 50%^[12]), 이중 중성자와 이중 양성자가 결합하여 초기 우주의 모든 수소가 헬륨으로 변환된다.^[13] 마찬가지로, 약한 상호 작용이 증가하면 모든 수소가 헬륨으로 변환된다. 알려진 생명의 출현에 필수적인 충분히 오래 지속되는 안정적인 별뿐만 아니라 물도 존재하지 않을 것이다.^[14]

카터는 자신의 아이디어의 동어반복적인 측면에 초점을 맞추기로 선택했는데, 이는 많은 혼란을 야기했다. 인간은 "기본적인 매개변수"—즉, 무차원 물리 상수와 빅뱅의 초기 조건—의 값이 다른 다른 우주가 존재할 가능성에 대해 진지하게 고려해야 한다. 카터와 다른 사람들은 대부분의 그러한 우주에서는 생명체가 존재할 수 없다고 주장했다. 다시 말해, 인간이 살고 있는 우주는 생명체를 허용하도록 미세 조정되어 있다. 콜린스와 호킹(1973)은 "단일 우주가 아니라 모든 가능한 초기 조건을 가진 무한한 우주 집합체가 존재한다"는 가정으로 카터의 아이디어를 특징지었다.^[30] 이것이 인정된다면, 인류원리는 우리 우주의 미세 조정에 대한 그럴듯한 설명을 제공한다.

지적 설계는 지적 설계 논증의 현대적인 형태를 제시한다. 지적 설계의 지지자들은 종종 카터가 인류원리를 공식화하기 전에 (부분적으로) 이루어진 미세 조정 관찰을 지적 설계자의 증거로 제시한다.

폴 데이비스의 책 ''골디락스 수수께끼''(2006)는 미세 조정 논쟁의 현재 상태를 자세히 검토하고, 그 논쟁에 대한 다음과 같은 반응을 열거하며 결론을 내린다.^[8]

• 터무니없는 우주: 우리 우주는 그냥 우연히 이런 것입니다.
• 고유한 우주: 물리학에는 우주가 이러한 방식이어야 한다는 것을 필요로 하는 심오한 근본적인 통일성이 있다.
• 다중 우주: 모든 가능한 특성 조합을 가진 여러 우주가 존재하며, 인간은 필연적으로 우리가 존재할 수 있는 우주 안에 자신을 발견한다.
• 지적 설계: 창조주가 복잡성과 지능의 출현을 지원할 목적으로 우주를 설계했다.
• 생명 원리: 우주가 생명과 정신으로 진화하도록 제약하는 근본적인 원리가 있다.
• 자기 설명 우주: 폐쇄된 설명적 또는 인과적 순환: "아마도 의식을 가진 능력을 가진 우주만 존재할 수 있을 것입니다". 이것은 휠러의 참여적 인류원리(PAP)이다.
• 가짜 우주: 인간은 가상 현실 시뮬레이션 안에 살고 있다.

7. 응용

프레드 호일의 탄소-12 핵합성 예측, 급팽창 이론, 끈 이론 등은 인류 원리가 적용된 사례로 볼 수 있다. 하지만, 이러한 적용에 대한 비판적인 시각도 존재한다. 헬게 크라는 호일이 인류 원리를 사용하지 않았다고 주장하며, 돈 페이지는 급팽창 이론의 초기 조건에 대해 비판했다.^[45]

위르겐 슈미트후버는 레이 솔로모노프의 보편 귀납 추론 이론이 물리적 관찰과 우주의 가능한 설명에 대한 사전 확률 분포를 고려하여 이론에 대한 확신을 극대화하는 틀을 제공한다고 지적한다.

왕지웨이와 사무엘 L. 브라운슈타인은 우주 생명 존재가 다양한 기본 상수에 달려 있으며, 이 상수를 완전히 이해하지 못하면 우주가 생명을 위해 설계된 것으로 오인될 수 있음을 보였다. 이는 우리 우주가 생명 유지 능력에서 독특하다는 견해에 도전한다.^[50]

7. 1. 탄소-12의 핵합성

7. 2. 우주 급팽창

7. 3. 끈 이론

8. 시공간의 차원

차원에는 공간 차원(양방향)과 시간 차원(단방향) 두 종류가 있다.^[52] 공간 차원의 수를 ''N'', 시간 차원의 수를 ''T''라고 할 때, 끈 이론에서 언급되지만 현재까지 감지되지 않은 압축된 차원을 제외하고 , 인 이유는 ''N''이 3과 다르거나 ''T''가 1과 다를 때 나타나는 물리적 결과를 통해 설명할 수 있다. 이러한 주장은 종종 인류원리적 성격을 띠며, 완전한 개념이 유행하기 전의 최초의 사례일 수 있다.

우주의 차원이 특별하다는 암묵적인 개념은 고트프리트 빌헬름 라이프니츠가 처음으로 제시했다. 그는 형이상학 논고에서 세계를 "가설에서는 가장 단순하고 현상에서는 가장 풍부한 것"이라고 제안했다.^[53] 이마누엘 칸트는 3차원 공간이 역제곱 만유인력의 법칙의 결과라고 주장했다. 존 D. 배로는 칸트의 주장이 역사적으로 중요하지만, "결론을 거꾸로 말하는 것이다. 우리가 자연에서 역제곱 힘 법칙을 보는 이유를 설명하는 것은 공간의 3차원성이지, 그 반대가 아니다"라고 말했다.^[54]

1920년 파울 에렌페스트는 시간 차원이 하나이고 공간 차원이 셋 이상이라면 행성의 궤도가 태양 주위를 안정적으로 유지할 수 없음을 보였다. 항성의 은하 중심 주위 궤도에서도 마찬가지다.^[55] 에렌페스트는 또한 공간 차원이 짝수라면 파동 충격의 여러 부분이 다른 속도로 이동한다는 것을 보였다. 공간 차원이 $5\; +\; 2k$(여기서 ''k''는 양의 정수)이라면 파동 충격이 왜곡된다. 1922년 헤르만 바일은 맥스웰의 전자기학 이론이 4차원 다양체에 대해서만 작용으로 표현될 수 있다고 주장했다.^[56] 1963년 탱거리니는 공간 차원이 셋 이상이면 원자핵 주위의 전자 궤도가 안정될 수 없으며, 전자가 핵으로 떨어지거나 분산될 것이라고 보였다.^[57]

맥스 테그마크는 앞선 주장을 다음과 같은 인류원리적 방식으로 확장한다.^[58] ''T''가 1과 다르면 관련 편미분 방정식에 대한 지식으로부터 물리 시스템의 거동을 신뢰성 있게 예측할 수 없다. 그러한 우주에서는 기술을 조작할 수 있는 지능적인 생명체가 나타날 수 없다. 또한, 이라면 양성자와 전자가 자신보다 질량이 더 큰 입자로 붕괴될 수 있어 불안정해질 것이라고 테그마크는 주장한다. (입자의 온도가 충분히 낮다면 이것은 문제가 되지 않는다.)^[58] 이라면 어떤 종류의 중력도 문제가 되며, 우주는 관찰자를 포함하기에는 너무 단순할 것이다. 예를 들어, 일 때 신경은 교차하지 않고 만날 수 없다.^[58] 따라서 인류원리적 주장 및 기타 주장은 우리 주변의 세계를 설명하는 및 을 제외한 모든 경우를 배제한다.

반면, 이상적인 단원자 기체로부터 자체 중력 하에서 블랙홀을 생성하는 것을 고려하여, 웨이샹 펑은 차원 시공간이 한계 차원임을 보였다. 게다가, 관측된 우주 상수의 작은 양의 양성 때문에 질량 구가 ~10²¹ 태양 질량보다 크면 자체 중력 기체가 안정적으로 결합될 수 없지만, "양의" 우주 상수를 가진 "안정적인" 기체 구를 제공할 수 있는 고유한 차원이다.^[59]

2019년 제임스 스카길은 복잡한 생명체가 2차원 공간에서도 가능할 수 있다고 주장했다. 스카길에 따르면, 순수하게 스칼라적인 중력 이론은 국지적인 중력을 가능하게 하고, 2차원 네트워크는 복잡한 신경 네트워크에 충분할 수 있다.^[60][61]

9. 형이상학적 해석

카터는 자신의 아이디어가 동어반복적이라는 점에 주목했고, 이는 많은 혼란을 야기했다. 사실, 인류 원리는 과학자들에게 흥미로운 주제인데, 이는 인간이 "기본적인 매개변수"—즉, 무차원 물리 상수와 빅뱅의 초기 조건—의 값이 다른 우주가 존재할 가능성을 진지하게 고려해야 한다는 것을 암시하기 때문이다. 카터와 다른 사람들은 대부분의 그러한 우주에서는 생명체가 존재할 수 없다고 주장했다. 다시 말해, 인간이 살고 있는 우주는 생명체를 허용하도록 미세 조정되어 있다. 콜린스와 호킹(1973)은 당시 미발표되었던 카터의 중요한 아이디어를 "단일 우주가 아니라 모든 가능한 초기 조건을 가진 무한한 우주 집합체가 존재한다"는 가정으로 특징지었다.^[30] 이것이 인정된다면, 인류 원리는 우리 우주의 미세 조정에 대한 그럴듯한 설명을 제공한다. "전형적인" 우주는 미세 조정되지 않았지만, 충분한 우주가 주어진다면 소수의 우주가 지적 생명체를 뒷받침할 수 있을 것이다. 우리 우주는 그중 하나여야 하며, 따라서 관찰된 미세 조정은 놀라운 일이 아니다.

1970년대 초, 다양한 다중 우주를 생성하는 유일한 진정한 물리적 이론은 양자역학의 다세계 해석이었다. 이는 초기 조건의 변화는 허용하지만, 진정으로 기본적인 상수의 변화는 허용하지 않는다. 그 이후로 다중 우주를 생성하는 여러 메커니즘이 제안되었다. 맥스 테그마크의 검토를 참조.^[31] 1980년대의 중요한 발전은 인플레이션 이론과 초기 우주에서 대칭 깨짐에 의해 일부 매개변수가 결정된다는 가설의 결합이었다. 이를 통해 이전에는 "기본 상수"로 여겨졌던 매개변수가 매우 먼 거리에 걸쳐 변화할 수 있게 하여 카터의 약한 원리와 강한 원리 간의 구분을 모호하게 만들었다. 21세기 초에는 끈 이론의 풍경이 공간 차원의 수를 포함한 모든 상수를 변화시키는 메커니즘으로 등장했다.^[32]

기본적인 매개변수가 다양한 가능성 중에서 선택된다는 인류 원리의 아이디어는 자유 매개변수가 없는 만물이론에 대한 물리학자들의 전통적인 희망과 대조된다. 알베르트 아인슈타인은 "나를 정말 흥미롭게 하는 것은 신이 세상을 창조할 때 어떤 선택을 했는가 하는 것입니다."라고 말했다. 2002년에 "만물이론"의 주요 후보인 끈 이론의 몇몇 지지자들은 더 이상 선택할 자유 매개변수가 없기 때문에 "인류 원리의 종말"^[33]을 선언했다. 그러나 2003년에 레너드 서스킨드는 "... 풍경이 상상할 수 없을 정도로 크고 다양하다는 것은 타당한 것으로 보입니다. 이것이 인류 원리에 신빙성을 부여하는 행동입니다."라고 말했다.^[34]

지적 설계는 지적 설계 논증의 현대적인 형태를 제시한다. 지적 설계의 지지자들은 종종 미세 조정 관찰을 지적 설계자의 증거로 제시한다. 지적 설계의 반대자들은 다른 우주가 존재한다고 가정하는 사람들로만 제한되지 않는다. 그들은 또한 반인류 원리적으로 우주가 종종 주장되는 것보다 미세 조정이 덜 되어 있거나, 미세 조정을 냉엄한 사실로 받아들이는 것이 지적 창조주라는 아이디어보다 덜 놀라운 일이라고 주장할 수도 있다. 게다가, 미세 조정을 받아들이더라도, 소버(2005)^[35]와 이케다와 제퍼리스^[36][37]는 관례적으로 진술된 인류 원리가 실제로 지적 설계를 훼손한다고 주장한다.

폴 데이비스의 책 ''골디락스 수수께끼''(2006)는 미세 조정 논쟁의 현재 상태를 자세히 검토하고, 그 논쟁에 대한 다음과 같은 반응을 열거하며 결론을 내린다.^[8]

• 터무니없는 우주: 우리 우주는 그냥 우연히 이런 것입니다.
• 고유한 우주: 물리학에는 우주가 이러한 방식이어야 한다는 것을 필요로 하는 심오한 근본적인 통일성이 있다. 만물이론은 우주의 다양한 특징이 기록된 값을 정확히 가져야 하는 이유를 설명할 것이다.
• 다중 우주: 모든 가능한 특성 조합을 가진 여러 우주가 존재하며, 인간은 필연적으로 우리가 존재할 수 있는 우주 안에 자신을 발견한다.
• 지적 설계: 창조주가 복잡성과 지능의 출현을 지원할 목적으로 우주를 설계했다.
• 생명 원리: 우주가 생명과 정신으로 진화하도록 제약하는 근본적인 원리가 있다.
• 자기 설명 우주: 폐쇄된 설명적 또는 인과적 순환: "아마도 의식을 가진 능력을 가진 우주만 존재할 수 있을 것입니다". 이것은 휠러의 참여적 인류 원리(PAP)이다.
• 가짜 우주: 인간은 가상 현실 시뮬레이션 안에 살고 있다.

• 눈에 보이는 물체를 구성하는 원자가 존재한다.
• 다양한 천체가 존재하는 우주의 모습
• 모든 생명 활동에 필요한 에너지를 방출하는 태양과 같은 항성이 존재한다.
• 인간과 같은 고도의 지적 생명체가 존재한다.

10. 비판 및 논란

이 원리는 일련의 관찰 결과에 대한 반응으로 공식화되었는데, 자연 법칙과 우주의 매개변수가 지구와 같은 생명체가 존재할 수 있는 조건과 일치하는 값을 가진다는 것이다. 인류 원리는 생명이 불가능한 우주는 관찰될 수 없으므로, 관찰 가능한 우주는 생명체의 존재를 허용해야 한다고 주장한다.^{[2] [3]}

"인류 원리"의 "인류학적"이라는 용어는 탄소 중심주의를 암시한다는 비판을 받았다.^[4][5] 그러나 미세 조정된 현상은 인간의 삶을 필요로 하지 않으며, 어떤 형태의 생명체나 물질도 가능하다.^[6]

인류 원리는 여러 가지 다른 개념에 적용되면서 혼란과 논쟁을 야기했다. 약한 인류 원리는 반증 불가능성 때문에 비과학적이라는 비판을 받는다. 강한 인류 원리는 경험적 검증이 필요한 주장을 한다.

1961년, 로버트 디케는 생명체 관찰자의 관점에서 우주의 나이는 무작위일 수 없으며, 생물학적 요인으로 인해 우주가 "황금기"에 있어야 한다고 지적했다.^[7] 우주가 너무 젊으면 핵합성을 통해 탄소와 같은 금속 함량이 충분히 축적되지 않아 암석 행성이 존재할 수 없고, 너무 늙으면 대부분의 별이 주계열성에 머물 수 없어 안정적인 행성계가 불가능하다는 것이다.^[8]

스티븐 와인버그^[9]는 우주 상수가 입자 물리학의 예측보다 훨씬 작은 값을 가지는 것에 대해 인류 원리를 설명했다.^[10] 우주 상수가 더 컸다면, 우주는 엄청난 팽창을 겪어 별의 형성과 생명체의 탄생을 막았을 것이라고 주장했다.

무차원 물리 상수의 관측된 값은 생명체의 출현을 허용하도록 미세 조정된 것처럼 보인다.^[11] 강한 상호 작용이나 약한 상호 작용의 작은 변화는 우주의 생명체 수용 능력에 큰 영향을 미칠 수 있다.^[12][13][14]

"인류 원리"라는 용어는 1973년 니콜라우스 코페르니쿠스 탄생 500주년 기념 심포지엄에서 브랜던 카터가 처음 제시했다. 카터는 인간이 우주에서 특권적인 위치를 차지하지 않는다는 코페르니쿠스 원리에 대한 반응으로 인류 원리를 제시하며, "우리의 상황이 반드시 '중심적'이지는 않지만, 어느 정도는 불가피하게 특권적"이라고 말했다.^[15]

카터는 약한 인류 원리와 강한 인류 원리를 정의했다. 약한 인류 원리는 우주에서 특권적인 시공간 위치의 인류학적 선택만을 언급하며, 강한 인류 원리는 물리학의 기본 상수 값을 다룬다.

로저 펜로즈는 약한 인류 원리를 "현재 지구에서 (지능적인) 생명체의 존재에 꼭 맞는 조건이 왜 존재하는지를 설명하는 데 사용될 수 있다"고 설명했다.

카터는 강한 인류 원리에 대해 두 가지 가능성을 제시했다. 첫째, 인간은 자신의 존재를 사용하여 매개변수에 대한 "예측"을 할 수 있다. 둘째, 다중우주(multiverse)를 가정하여 이러한 예측을 ''설명''으로 전환할 수 있다.

카터의 1973년 논문 이후, "인류 원리"라는 용어는 여러 개념을 포괄하도록 확장되었다. 존 D. 배로와 프랭크 팁플러는 ''인류학적 우주 원리''^[16]에서 카터와 매우 다른 방식으로 약한 인류 원리와 강한 인류 원리를 구분했다.

알프레드 러셀 월리스는 1904년에 "우리가 알고 있는 우리 주변에 존재하는 그렇게 광대하고 복잡한 우주는 [...] 인간으로 절정에 달하는 생명의 질서정연한 발달에 정확하게 적응된 세계를 만들어내기 위해 절대적으로 필요했을 것"이라고 언급하며 인류 원리를 예측했다.^[17] 1957년 로버트 디케는 "우주의 현재 나이는 무작위적이지 않고 생물학적 요인에 의해 조건이 붙습니다"라고 썼다.^[18]

루트비히 볼츠만은 인류학적 추론을 사용한 최초의 사람 중 한 명일 수 있다. 그는 낮은 엔트로피를 가진 우주에 대해 볼츠만 우주를 제안했는데, 이는 지능적인 생명체가 존재할 수 있는 유일한 장소라는 것이다.^[19]

'''약한 인류 원리(WAP)''' (카터): "...우주의 우리 위치는 관측자로서의 우리 존재와 양립할 수 있다는 정도로 ''필연적으로'' 특권적이다."^[15]

'''강한 인류 원리(SAP)''' (카터): "[우주(그리고 그것이 의존하는 기본적인 매개변수)는 어떤 단계에서 관측자의 생성을 허용하도록 해야 한다."

배로와 팁러는 WAP와 SAP를 다음과 같이 정의한다.^[20][21]

'''약한 인류 원리(WAP)''' (배로와 팁러): "모든 물리적 및 우주론적 양의 관측된 값은 [...] 탄소 기반 생명체가 진화할 수 있는 장소가 존재해야 한다는 요구 사항 [...] 에 의해 제한된 값을 취한다."^[22]

'''강한 인류 원리(SAP)''' (배로와 팁러): "우주는 역사의 어떤 단계에서 생명이 발달할 수 있도록 하는 특성을 가져야 한다."^[23]

배로와 팁러는 SAP의 세 가지 가능한 설명을 제시했다.^[24]

• "‘관측자’를 생성하고 유지하는 것을 목표로 ‘설계된’ 우주가 하나 존재한다." (현대 우주론의 옷을 입은 고전적인 창조론적 논증)
• "관측자는 우주를 존재하게 하기 위해 필요하다." (존 아치볼드 휠러의 '''참여적 인류 원리(PAP)''')
• "우리 우주의 존재를 위해서는 다른 여러 우주의 집합이 필요하다."

• 초기 상전이가 결정론적으로가 아니라 확률적으로 발생한다는 가설을 강화하는 방향으로 물리 이론이 발전할 것이다.
• 다중 우주를 생성하는 다양한 이론이 강력하게 입증될 것이다.
• 우주가 미세 조정되었다는 증거가 계속 축적될 것이다.
• 비탄소 화학을 가진 생명체는 발견되지 않을 것이다.
• 은하 형성에 대한 수학적 연구는 그것이 우주의 팽창 속도에 민감함을 확인할 것이다.

• 눈에 보이는 물체를 구성하는 원자가 존재한다.
• 다양한 천체가 존재하는 우주의 모습
• 모든 생명 활동에 필요한 에너지를 방출하는 태양과 같은 항성이 존재한다.
• 인간과 같은 고도의 지적 생명체가 존재한다.

참조

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