Ett finjusterat vattenhål?

Science fiction-författaren Douglas Adams är mest känd för sin bok Liftarens guide till galaxen. Adams beskrev sig själv som “radikal ateist” i bemärkelsen att han aktivt trodde att det inte finns någon Gud. 1998 tog han sig an frågan om Guds existens i en improviserad föreläsning. Det är tydligt dels att Adams är en genialisk föreläsare, dels att han är väldigt skeptisk till Gud.

Adams tycker att designargumentet för Guds existens är dåligt och ger följande motexempel: Det är som om en vattenpöl skulle vakna upp en morgon och tänka, “Det här är en intressant värld jag befinner mig, ett intressant hål. Det passar mig ju väldigt bra. Det passar mig så bra att det måste ha gjorts för min skull!” Iden är så kraftfull, fortsätter Adams, att när solen stiger och värmer luften, blir pölen mindre och mindre. Men pölen hänger kvar vid tanken att hålet har skapats just för pölens skull. Men den kommer att bli väldigt förvånad det ögonblick den torkar ut och försvinner. Den här tanken, säger Adams, måste vi se upp med!  (Adams 1998)

Liknelsen avser att illustrera att det inte är universum som är finjusterat för vår skull, det är vi som har utvecklats i enlighet med de villkor som universum har givit oss. Adams är inte ensam med att avfärda finjusteringsargumentet av det skälet (se t.ex. Stenger 2005). Adams liknelse har blivit populär i vissa kretsar och teorin att universum är finjusterat för att tillåta liv kallas ibland för “puddle thinking”. Tanken är att små förändringar i fysikens konstanter skulle göra liv, som vi känner till det, omöjligt. men kanske inte andra sorters liv. Precis som i Star Trek kanske det finns andra typer av liv som inte är kolbaserade, och om fysiken hade varit lite annorlunda hade kanske universum varit fyllt av sådant liv istället. Det är därför inte förvånande att vi lever i ett universum som tillåter liv, åtminstone inte mer förvånande än att vi lever på planeten Jorden än på Venus. Det är livet som är finjusterat till universum, inte universum som är finjusterat till livet (Stenger 2005).

Är detta ett bra argument för att universum inte är finjusterat för mänskligt liv? Låt oss först se vad som menas med att universum är finjusterat och sedan se hur bra denna invändning är.

Vadå finjustering? Ett exempel från Moab IV

Låt oss fortsätta på den inslagna sci-fi-banan. Ett avsnitt av Star Trek: The Next Generation utspelar sig på planeten Moab IV. Planeten är en ogästvänlig plats och det är helt omöjligt för liv att existera men där finns en koloni (Genome-kolonin) med människor som har skapat sig ett samhälle. Genome-kolonin är en sluten biosfär med exakt rätt temperatur, luftfuktighet, syrgas, vatten osv. Kolonin, som består av ett antal kupoler och torn (bilden), är perfekt anpassad för att tillåta mänskligt liv på denna annars ogästvänliga plats. (Kolonin har dock problemet att samhället är optimerat utan redundans, så om en person försvinner förstörs hela ekosystemet.)

Rymdskeppet Enterprise mottar en nödsignal från kolonin och beger sig dit. Vad kommer de att tänka om strukturen?   Kommer de att tycka att det ser ut som en del av landskapet och att det är fullt naturligt att det på en annars ogästvänlig planet finns en biosfär som är optimerat för mänskligt liv? Eller kommer de att förstå att kolonin är designad för att tillåta liv? Givetvis är den rimliga slutsatsen 1) att biosfären är finjusterad så att liv är möjligt, och 2) att denna finjustering beror på att biosfären är designad för det ändamålet. Biosfären är inte ett resultat av blinda naturkrafter.

Fysiker har de senaste årtiondena upptäckt att universum i vissa avseenden påminner om en sådan biosfär. Väldigt mycket i universum grundläggande egenskaper verkar vila som på en rakbladsegg – om någon av parametrarna vore lite annorlunda skulle intelligent liv så som vi känner till det inte vara möjligt. Astronomen Hugh Ross (1998) har sammanställt en lista med 29 fundamentala egenskaper hos universum som måste vara rätt inställda för att liv ska vara möjligt någonstans i universum, samt ytterligare 43 egenskaper för att en planet, stjärna eller galax ska kunna tillåta liv. Det är med andra ord mycket som måste klaffa!

Man kan tänka sig finjusteringen som ett kombinationslås: Varje aspekt av finjustering är en inställning som man måste vrida på och varje inställning har väldigt många värden. Låset går bara att öppna, dvs intelligent liv är bara möjligt, om alla värden är exakt rätt. Det faktum att alla inställningar är rätt inställda är en stark ledtråd att en intelligens har mixtrat med universum så att det ska tillåta liv. Det är helt enkelt inte rimligt att vänta sig att dessa osannolika sammanträffande ska ske av en slump.

Den kände teoretiske fysikern Freeman Dyson (1923-2020) skrev: “Ju mer jag studerar universum och detaljerna i dess arkitektur, desto mer tecken [evidence] finner jag på att universum i någon mån måste ha vetat att vi skulle komma.” (Dyson 1981, 250) Som exempel skriver Dyson att den organiska kemins oerhörda diversitet beror på en delikat balans mellan elektriska och kvantmekaniska krafter. Balansen är beroende av Paulis uteslutningsprincip som förbjuder två elektroner att ha samma kvanttillstånd. Om Paulis uteslutningsprincip inte existerade, skulle ingen livsnödvändig kemi vara möjlig. Det finns många andra “lyckosamma sammanträffanden” inom fysiken som är nödvändiga och utan dem skulle t ex vatten inte kunna existera i flytande form, kolatomer skulle inte bilda komplexa organiska molekyler och vätebindningar mellan molekyler skulle vara för svaga eller för starka. 

Dyson kommer fram till ungefär samma sak om universum som astronauterna på Enterprise gör om kolonin på Moab IV: “Utifrån dessa sammanträffanden i fysiken och astronomin drar jag slutsatsen att universum är en oväntat gästvänlig plats för levande varelser att skapa sig ett hem i.  Jag är en vetenskapsman, tränad i tankebanor och språk på 1900-talet snarare än 1700-talet och därför påstår jag inte att universums arkitektur bevisar Guds existens. Jag påstår bara att universums arkitektur överensstämmer med hypotesen att ett medvetande [mind] spelar en nödvändig roll i hur det fungerar.” (Dyson 1981, 251)

På samma sätt inser astronauterna på Enterprise att Genome-kolonin är intelligent designad, eftersom det är den enda rimliga förklaringen till att dessa livstillåtande byggnader finns på planeten. Det är förstås inte den enda möjliga – med lite fantasi skulle man kunna tänka sig att vulkaner på Moab IV formade dessa strukturer och kanske gav upphov till en människovänlig biosfär. Men det verkar extremt osannolikt, och eftersom besättningen på Enterprise är vetenskapsmän och därför förhåller sig till de slutsatser som är rimliga, drar de (mycket riktigt) slutsatsen att kolonin är intelligent designad. Slutsatsen att universum är intelligent designat görs av ungefär samma skäl: Det tillåter intelligent liv, och de alternativa förklaringarna till det verkar vara extremt osannolika.

Innan vi utvärderar Douglas Adams vattenhål, behöver vi titta lite närmare på hur en inferens från finjustering till design kan göras.

Vad menas med finjustering?

När man talar om att universum är finjusterat för liv, menar man vanligtvis att universum är finjusterat för existensen av levande varelser som har en intelligens som är jämförbar med människans. Detta för att diskussionen om finjustering handlar om förekomsten av mänskliga observatörer. I många fall blir dock existensen av alla tänkbara (och otänkbara) former av liv omöjligt ifall universums egenskaper vore annorlunda.

En möjlig definition av finjustering skulle då kunna vara ungefär följande: En fysisk parameter är finjusterad om det spann s av värden som tillåter intelligent liv är väldigt litet i förhållande till ett (icke godtyckligt valt) spann S av teoretiskt möjliga värden, så att s/S << 1. Graden av finjustering kan då definieras som storleken på förhållandet s/S (Collins 2003). Säkerheten i beräkningarna är förstås beroende av med vilken säkerhet man kan uppskatta s respektive S.

Hur kan vi komma härifrån till design? Jag väljer att följa Robin Collins resonemang här, nämligen att formulera designhypotesen som en inferens enligt likelihood-principen (Collins 2009; Manson 2009). Likelihood-principen säger att när vi har två hypoteser att ta hänsyn till, talar en observation till förmån för den hypotes under vilken observationen är mest sannolik (eller minst osannolik). Till exempel: Antag att jag går i en skogsdunge och hittar ett gäng pinnar på marken som bildar mönstret “Välkommen till skogsdungen Sebastian”­. Det är extremt osannolikt att pinnarna skulle ha hamnat så av en slump. Men om min hustru har varit i skogsdungen nyligen så är det inte osannolikt att min hustru skulle ha lagt pinnarna på det sättet. Observationen stöder alltså hustruhypotesen framför slumphypotesen eftersom slumphypotesen är osannolik och hustruhypotesen inte är osannolik.

Om vi jämför två hypoteser som vi kan kalla för den teistiska hypotesen (T) och den naturalistiska hypotesen med ett singel-universum (NSU) (i kontrast till multiversumhypotesen), skulle vi kunna formulera argumentet på följande sätt:

• Premiss 1: Existensen av finjustering är inte osannolik givet T.
• Premiss 2: Existensen av finjustering är väldigt osannolik givet NSU.
• Slutsats: Från premisserna (1) och (2) samt likelihood-principen följer att finjusteringen talar starkt till förmån för designhypotesen framför ett naturalistiskt singel-universum.

Notera att detta alltså inte i sig är ett bevis för att universum är designat, eftersom det kan finnas andra hypoteser som vi inte har tagit hänsyn till, t ex en multiversumhypotes. Om vi vill dra slutsatsen att design är den bästa slutsatsen totalt sett behöver dessa andra hypoteser utvärderas först. Vi ska återkomma till multiversumhypotesen så småningom, just nu utvärderar vi enbart T och NSU.

Varför tro att premisserna stämmer?

Premiss 1 verkar stämma då Gud är allgod, allvetande och allsmäktig. Det är gott för en sådan varelse att skapa intelligent liv. Alltså är finjustering inte osannolikt givet design. Finjustering är inte heller osannolikt under vissa varianter av multiversummodeller, för finns det tillräckligt många universa (som är slumpmässigt fördelade i fysiska parametrar), kommer osannolika händelser att inträffa i vissa av dem. Alltså verkar premiss 1 stämma. En vanlig invändning är “om Gud designade universum, vem designade då Gud?”. Jag har tagit upp den frågan tidigare (Ibstedt 2020) och visat att det är en dålig invändning så vi går inte in mer på den nu.

Premiss 2 verkar också stämma eftersom det är väldigt osannolikt att alla nödvändiga parametrar ska hamna i rätt intervall. Vi ska se några konkreta exempel på detta nedan. Ibland har det invänts att det kanske inte alls är slump som ligger bakom finjusteringen utan att det finns en mer grundläggande naturlag talar om vad de olika värdena ska vara. Detta är en möjlighet, om än helt och hållet spekulativt. Problemet är emellertid att man inte blir av med finjusteringen utan enbart flyttar upp det hela ett snäpp. Vi behöver inte längre förklara finjusteringen av naturlagarna och konstanterna, men vi behöver istället förklara finjusteringen av den mer grundläggande naturlag som styr allt detta, som astronomerna Bernard Carr och Martin Rees skriver: “Even if all apparently anthropic coincidences could be explained in this way, it would still be remarkable that the relationships dictated by physical theory happened also to be those propitious for life.” (Carr och Rees 1979, 612)

Det fanns för några år sedan vissa förhoppningar om att supersträngteorin (eller M-teorin) skulle kunna vara en sådan mer grundläggande naturlag, men det har visat sig att supersträngteorin har uppskattningsvis 10⁵⁰⁰ olika lösningar och inte alls förutsäger vilka egenskaper universum kommer att ha. Enligt Robin Collins (2009) har utsikterna för att hitta en naturlag som beskriver finjusteringen grumlats ordentligt i och med strängteorin. (Ibland förväxlas supersträngteorin med en multiversumteori men det är viktigt att skilja dem åt. Supersträngteorin säger att det finns 10⁵⁰⁰ potentiellt möjliga universa, inte att dessa faktiskt existerar.)

Både premiss 1 och 2 verkar alltså stämma och då verkar även slutsatsen stämma, nämligen att finjusteringen talar starkt till förmån för T framför NSU.

Egentligen behöver man inte vara så strikt att man säger att intelligent liv vore omöjligt om en fysisk parameter ändrades för mycket, det räcker att man säger att förhållandena för evolutionen av intelligent liv vore mycket mindre optimala. Anledningen är att om förhållandena är mycket mindre optimala, gäller fortfarande argumentet. Det här får viss betydelse när vi senare diskuterar liv som inte är kolbaserat. Om vi förändrar en parameter så att sannolikheten för kolbaserat intelligent liv minskar, minskar också sannolikheten för intelligent liv, såvida förändringen inte samtidigt innebär en ökning av sannolikheten för andra sorters intelligent liv, t ex kiselbaserat liv. Men som vi ska se vore sådant liv problematiskt ur olika aspekter. Dessutom kan vissa parametrar inte ändras särskilt mycket utan att allt liv omöjliggörs.

Exempel på finjustering

För att förstå vad finjustering handlar om räcker det inte med en definition. Vi behöver också några exempel. När fysiker säger att universum är finjusterat kan det syfta på olika aspekter av universum:

• Finjustering av naturlagarna
• Finjustering av naturkonstanterna
• Finjustering av universums startförhållanden
• Finjustering av olika högre egenskaper i universum tex av olika egenskaper hos grundämnena

Finjustering av naturlagar

När man säger att naturlagarna är finjusterade, menar man alltså att om universum inte hade haft precis rätt kombination av naturlagar skulle intelligent liv inte vara möjligt. Detta gäller t ex Paulis uteslutnings­princip eller kvantiserings­principen. Utan kvantiserings­principen (som säger att elektroner endast kan ha vissa bestämda tillstånd), skulle det inte finnas några bestämda elektron­banor och inga stabila atomer. Kemi skulle vara omöjligt. Samma sak gäller de fyra grundläggande krafterna i naturen: den starka kärnkraften, den svaga kärnkraften, gravitationen och elektro­magnetismen. Om någon av dessa inte existerade eller var något annorlunda skulle intelligent liv inte vara möjligt. Om t ex den starka kärn­kraften inte fanns skulle protoner och neutroner inte bilda stabila atomer och inga ämnen tyngre än väte skulle vara möjligt. Det är svårt att föreställa sig intelligent liv som endast består av väte, även i Star Treks universum!

Finjustering av naturkonstanter

Den andra typen av finjustering gäller naturkonstanter. Exempelvis har det konstaterats att den kosmologiska konstanten Λ, en faktor som avgör universums expansions­hastighet, är enormt finjusterad. Om Λ > 0 så kommer den att ha en repellerande effekt på universum och få det att expandera. Om Λ < 0 kommer den att ha en attraherande effekt och få universum  att kontrahera. Om den var lite större än den är idag skulle universum expandera så snabbt efter big bang att galaxer och stjärnor inte skulle kunna bildas (och därmed inte heller några tyngre grund­ämnen än de som bildades vid big bang, dvs väte, helium, litium och beryllium). Om Λ vore lite mindre än idag skulle universum ha kollapsat igen efter big bang innan evolutionen ens hann sätta igång. Hur mycket skulle Λ kunna variera för att något av dessa scenarion skulle kunna undvikas? Obegripligt lite – uppskattningsvis 1/10¹²⁰ (Barrow och Tipler 1988, 412–414). Att den kosmologiska konstanten skulle hamna i detta livstillåtande intervall av en slump är mycket mer osannolikt än att kasta pil från månen till jorden och träffa bulls-eye som har diametern av en atom (Collins och Sober 2020)!

Den kosmologiska konstanten får mig att tänka en av de mest under­hållande replikerna i filmen Dum & dummare. När Jim Carrey frågar Lauren Holly hur stor chansen är att de skulle kunna bli tillsammans får han svaret “Like one in a million.” Carrey skiner upp och säger, “So you’re telling me there’s a chance!” Att försvara NSU påminner om detta. Visst finns det en fantastiskt liten sannolikhet att det skulle kunna ske, men när valet står mellan NSU och T är det inte svårt att säga vilken som är rimligast.

Ett annat exempel på en naturkonstant är gravitationskonstanten G som dyker upp i Newtons gravitationslag F=G × m₁m₂/r². G avgör gravitations­kraften mellan två föremål. Värdet på G är 6,6742 × 10⁻¹¹ m³kg⁻¹s⁻² men det spann av värden på G som tillåter intelligent liv är mycket litet i förhållande till det spann av värden som G teoretiskt skulle kunna ha (s/S<<1) och är därför finjusterat (Collins 2009). 

Av de fyra grundläggande krafterna, är gravitationskraften den svagaste, ungefär 10⁴⁰ gånger svagare än den starka kärnkraften (Barrow och Tipler 1988, 293–295). Ett problem med en för stor gravitation vore att planeters dragningskraft skulle bli för stor. Om t ex gravitationskraften vore en miljard gånger större än vad den är idag skulle allt liv av samma storleksordning som människan skulle krossas och vara helt omöjligt. (Liv i vatten skulle förvissa uppleva mindre problem om det hade samma densitet som det omgivande vattnet, men det skulle å andra sidan bli enorma skillnader i dragningskraft mellan olika delar av organismen att t ex ben och brosk inte vore möjligt (Collins 2003).) Nu kan man tycka att en miljard gångers ökning av gravitationskraften är väldigt mycket, men i förhållande till storleksordningen av fundamentala krafter i naturen (10⁴⁰) är det en försvinnande liten skillnad (1/10³¹). Med andra ord: Baserat på alla möjliga värden som gravitationskraften skulle kunna anta, är det en försvinnande liten sannolikhet att den ska anta sådana värden som tillåter intelligent liv (Collins 2009).

Man skulle också kunna invända att det gäller på jordliknande planeter – på en planet som är mycket mindre än jorden skulle gravitationen vara lägre och liv kanske ändå vore möjligt? Tyvärr inte. Även en planet som enbart vore 12 meter i diameter skulle ha en gravitationskraft 1000 gånger starkare än jorden, alldeles för mycket för att högre liv skulle kunna evolveras (Collins 2003, 2009). Så små planeter kan givetvis inte ha ett fungerande ekosystem (eller naturresurser) som tillåter evolution av så pass intelligent varelser som människan, inte ens om man bygger en biosfär som Genome-kolonin på Moab IV! 

En annan aspekt är att en ökad gravitation gör att stjärnor brinner snabbare. Beräkningar visar att om gravitationskraften vore 3000 gånger större, skulle stjärnor inte kunna bli äldre än 1 miljard år, vilket är avsevärt kortare tid än livet på jorden haft på sig för att utvecklas (Collins 2009).

Finjustering av startförhållanden

Den tredje typen av finjustering gäller vissa startförhållanden i universum. Som exempel kan nämnas den oerhört låga entropinivån som måste ha gällt efter big bang. Entropi är ett mått på oordning och den ökar hela tiden i universum. Detta ser vi ständigt omkring oss, t ex hur det tenderar att bli mer och mer kaos på skrivbordet, eller om vi tänker oss att vi skulle släppa in en hund och en katt i en porslinsaffär. Universum måste ha haft väldigt låg entropi (d v s varit väldigt ordnat) efter big bang. Sannolikheten för ett sådant ordnat universum i ett naturalistiskt singel-universum har beräknats till obegrepliga 1/10¹⁰¹²³. En siffra som är så låg att det i jämförelse vore en ren barnlek att kasta en dartpil tvärs över det synliga universum och träffa en specifik atom (Penrose och Gardner 2002, 344). Det finns ingen möjlighet att ens skriva ner ett sådant tal även om vi skulle skriva en nolla på varje elementarpartikel i universum.

Slutligen finns det finjustering bland vissa högre egenskaper i universum. Vi ska återkomma till några av dessa i nästa del.

Slutsats

Douglas Adams vattenpöl tänkte att hålet är anpassat till pölen, snarare än att pölen är anpassad till hålet. Är det så att livet är anpassat till universum snarare än att universum anpassad till människan? Det skulle förstås kunna vara både ock – livet har utvecklats i universum, men bara föra att universum är sådant att det tillåter liv att existera och utvecklas. Adams har rätt i att vi ofta vänder på orsak och verkan. En värld som skapats för att tillåta människor och en värld där människor passar väl in därför att de det är i de omständigheterna de har skapats eller utvecklats kan se likadana ut. Så vilken slutsats är den rätta?

Kanske skulle det kunna finnas andra sorters liv med helt andra krav än det som vi känner till? Victor Stenger har skrivit: “Jag förnekar inte att livet som vi känner till det inte skulle existera om någon av fysikens alla konstanter var bara lite annorlunda. Och jag kan inte heller bevisa att någon annan sorts liv vore möjligt med en annan uppsättning konstanter. Men var och en som insisterar på att vår form av liv är den enda möjliga gör ett påstående utan bevis och utan teori.” (2006, 180)

Vi ska i nästa artikel fortsätta att tackla den här frågan genom att undersöka det vanligaste sättet att undvika teorin att universum är designat: hypotesen att det finns ett stort antal universa och där vissa kommer att ha sådana egenskaper att liv är möjligt. Kan det finnas andra sorters liv i så fall? Kanske kiselbaserat liv eller liv som vi inte ens kan föreställa oss? Kan det rentav finnas vattenpölar med existentiella funderingar? Om det finns ett multiversum med olika sorters liv bör vi kanske inte vara så förvånade över att just vårt universum är finjusterat?

Referenser

Adams, Douglas. 1998. ”Is there an Artificial God?” presenterad vid Digital Biota 2, Magdelene College, Cambridge, september. http://www.biota.org/people/douglasadams/.

Barrow, John D., och Frank J. Tipler. 1988. The Anthropic Cosmological Principle. Reissued. Oxford: Oxford University Press.

Carr, B. J., och M. J. Rees. 1979. ”The anthropic principle and the structure of the physical world”. Nature 278 (5705): 605–12.

Collins, Robin. 2003. ”Evidence for Fine-Tuning”. I God and Design, redigerad av Neil A. Manson, 1 edition, 178–99. Routledge.

———. 2009. ”The Teleological Argument: An Exploration of the Fine-Tuning of the Universe”. I The Blackwell Companion to Natural Theology, redigerad av William Lane Craig och J. P. Moreland. Wiley-Blackwell.

Collins, Robin, och Elliott Sober. 2020. ”Is Fine-Tuning Evidence That God Exists?” I Contemporary Debates in Philosophy of Religion, redigerad av Michael L. Peterson och Raymond J. VanArragon, 2:a uppl., 27–54. John Wiley & Sons.

Dyson, Freeman. 1981. Disturbing The Universe. Sloan Foundation Science Series edition. Sloan Foundation Science Series. Basic Books.

Ibstedt, Sebastian. 2020. ”Vem skapade Gud?” Svenska apologetiksällskapets blogg. 12 februari 2020. https://www.svenskapologetik.nu/2020/02/12/vem-skapade-gud/.

Manson, Neil A. 2009. ”The Fine-Tuning Argument”. Philosophy Compass 4 (1): 271–86.

Penrose, Roger, och Martin Gardner. 2002. The Emperor’s New Mind: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics. 1 edition. Oxford University Press.

Ross, Hugh. 1998. ”Big Bang Model Refined by Fire”. I Mere Creation: Science, Faith & Intelligent Design, redigerad av William A. Dembski, 363–84. InterVarsity Press.

Stenger, Victor. 2005. ”Flew’s Flawed Science”. Free Inquiry 25 (2): 17–18.

———. 2006. ”Is the Universe Fine-Tuned for Us?” I Why Intelligent Design Fails: A Scientific Critique of the New Creationism, redigerad av Taner Edis och Matt Young, None ed. edition, 172–84. Rutgers University Press.