Anthropické uvažování většinou začíná předpokladem, že sami sebe považujeme za typické pozorovatele mezi všemi ostatními ve vesmíru. V nekonečném vesmíru, který předpovídá inflační teorie, by měly existovat civilizace rozšířené v celé galaxii s obrovským počtem jednotlivců. Přestože takových mohutných civilizací ve vesmíru musí být velmi málo, většina pozorovatelů k nim musí patřit. Proto anthropický princip vlastně tvrdí, že my sami náležíme k nějaké velké civilizaci, přestože tomu tak není. V našem chápání struktury vesmíru a vývoje civilizací proto musí být závažná chyba.

Jaké je naše místo ve vesmíru? Za jakých podmínek? Zřejmě bychom měli předpokládat, že naše situace je běžná pro všechny pozorovatele. Tuto myšlenku upřesnil Bostrom jako "Self-Sampling Asumption": "Měli bychom uvažovat, jako bychom sami byli náhodným vzorkem z množiny všech pozorovatelů v některé vztažné třídě".

Bostromova vztažná třída obsahuje pozorovatele, kteří existovali v minulosti nebo budou existovat v budoucnosti. Autor článku [X1] se domnívá, že do této třídy je třeba zahrnout také všechny pozorovatele, kteří by mohli případně existovat. Avšak takové rozšíření v tuto chvíli není nezbytné. Problém vznikne v okamžiku, kdy sami sebe vymezíme jako pozorovatele, kteří existují právě nyní.

Co je množina právě nyní existujících pozorovatelů? Pokud přijmeme inflační teorii, pak vesmír je nekonečný. Obecně inflační modely jsou věčné, tedy vždy existují oblasti vesmíru, kde inflace ještě probíhá. Proto neustále vzniká nekonečně velké množství prostoru. Protože jsou jednotlivé oblasti vesmíru, které vznikly inflací, od sebe velmi vzdáleny a vyvíjejí se nezávisle, musí být ve vesmíru nekonečně mnoho oblastí podobných naší a nekonečně oblastí odlišných od naší. Proto je množina právě existujících pozorovatelů nekonečně velká a velmi různorodá.

V nekonečném vesmíru existují civilizace podobné naší, ale také civilizace mnohem větší. Hvězdy podobné Slunci vznikaly miliardy let před Sluncem a proto mohou existovat civilizace, které jsou o miliardy let starší než naše civilizace. Pro takové civilizace není nemožné se rozšířit do velkých oblastí vesmíru. Proto dodnes mohou existovat civilizace mnohem větší, než je ta naše.

Kolik jednotlivců může mít taková civilizace? Odhad můžeme získat vynásobením počtu kolonizovaných hvězdných soustav a počtu obyvatel v každé takové soustavě. Odhaduje se, že kolonizace celé galaxie může trvat méně než miliardu let. Nejstarší civilizace tedy již mohly zaplnit celé své galaxie. V naší Galaxii se nachází asi 10¹¹ hvězd. Dosud nevíme, kolik hvězd obsahuje planetární soustavy s alespoň jednou planetou vhodnou pro život. Odhaduje se však, že takových planet je asi 1 procento. Jestliže každá z 10⁹ vhodných planet v galaxii obsahuje 10¹⁰ obyvatel, pak vyspělá civilizace může mít asi 10¹⁹ příslušníků.

Jaký je v současnosti podíl civilizací tohoto typu? Zdá se, že naše civilizace se nachází v krátkém období od svého vzniku do svého zániku nebo rozšíření do celé Galaxie. Většina civilizací v pozorovatelné části vesmíru tedy již buď zanikla nebo se již rozšířila do svých galaxií. Období existence velké civilizace musí být mnohem delší než období od jejího vzniku do fáze osidlování vesmíru. Podle konservativního odhadu 90 procent všech dnes existujících civilizací je malých.

Podle těchto odhadů velké civilizace mají 10⁹ krát více obyvatel než malé civilizace a těchto civilizací existuje 10 procent z celkového počtu dnes existujících civilizací. Tedy jeden ze sta miliónů obyvatel patří k velké civilizaci. Naše civilizace je však malá. Anthropický princip předpokládá, že jsme typickými obyvateli vesmíru a proto s vysokou pravděpodobností předpovídá, že náležíme k velké civilizaci. Tento odhad však neplatí, neboť pravděpodobnost, že někdo z nás náleží k velké civilizaci, je pouze 10^-8.

Situace je však ještě horší, než jsme dosud popsali. Některé civilizace mohou kolonizovat okolní galaxie. V extrémním případě některá civilizace může vyplnit velkou část budoucího světelného kužele své existence. Může zaujmout objem až 10⁹ krychlových megaparseců, který obsahuje až 10⁷ velkých galaxií. Přestože pouze malý podíl civilizací dosáhne takového rozšíření, většina obyvatel vesmíru patří k této civilizaci.

Podobně některé civilizace mohou mít na planetách kolem každé hvězdy mnohem více obyvatel, protože může využít většinu energie z centrální hvězdy. Naše planeta ze Slunce získává jen asi 10^-9 jeho celkové vyzařované energie. Taková civilizace může mít u každé hvězdy 10⁹ krát více obyvatel, než bylo výše uvedeno.

Samozřejmě nelze provést přesnější odhady počtu takových civilizací. Přesto lze odhadnout, že asi jeden z 10⁹ obyvatel vesmíru pochází z malé civilizace.

Jestliže se odhad nějaké teorie odlišuje v poměru 1:10⁹, pak je nutné takovou teorii odmítnout. Něco musí být v předchozích úvahách naprosto chybně. Buď anthropický princip není správný, nebo dostatečně nerozumíme struktuře vesmíru a procesům, které vedou k rozvoji velkých civilizací. Autor článku [X1] se zabývá různými možnostmi řešení tohoto problému.

Jednou z možností je, že anthropický princip je chybný a pro předpovědi pozorování jevů ve vesmíru by se neměl používat. Určitý typ anthropické procedury však nutně potřebujeme, protože bez ní bychom nebyli schopni dosáhnout pokroku ve vědě.

Například představme si teorii, podle níž hmotnost Higgsova bosonu je 75 GeV/c². Protože současná dolní mez hmotnosti dosud neobjeveného Higgsova bosonu je 115 GeV/c² s pravděpodobností 0,95, měla by se taková teorie zamítnout. Pokud by hmotnost Higgsova bosonu byla skutečně kolem 75 GeV/c², pak bychom tuto částici museli detekovat v urychlovačích. Proces jejího vzniku je však pravděpodobnostní a existuje jistá malá šance, že se tento proces po určitou dlouhou dobu nevyskytl. Proto někde ve vesmíru mohou existovat civilizace, které Higgsův boson dosud neobjevily. Pokud se domníváme, že jsme spíše takovou civilizací než typickou, pak se musíme považovat za civilizaci, která nemá příliš štěstí. Bez určitého způsobu anthropického uvažování bychom však nikdy nemohli zamítnout žádnou teorii.

Místo předpokladu "Self-Sampling Assumption" můžeme použít Vilenkinův princip prostřednosti, podle něhož jsme spíše typickou civilizací mezi všemi civilizacemi, než typickými jednotlivci. V tomto případě větší civilizace nemají vyšší váhu a uvedený rozpor se nevyskytuje.

Mohl by být tento princip správný? Zcela jistě je chybný, pokud civilizaci považujeme za určité libovolné seskupení jednotlivců. Například nás nepřekvapuje, že se nacházíme ve velké galaxii spíše než v trpasličí, přestože trpasličí galaxie jsou ve vesmíru četnější. Velké galaxie mají mnohem více hvězd.

Samozřejmě rozdělení na civilizace není libovolné. Když pozorujeme vesmír a diskutujeme o důsledcích našich pozorování, jednáme společně jako civilizace. Je tato skutečnost významná? Uvažujme následující analogii. Jednoho dne dostanete dopis, zda se nechcete zúčastnit nějakého experimentu. Dovíte se, že experimentu se budou účastnit tisíce lidí a že budete buď členem skupiny se 100 členy nebo skupiny s 1000 členy. Počet obou typů skupin bude stejný. Budete proto přesvědčeni, že pravděpodobně budete členem velké skupiny. Pokud se ocitnete v malé skupině, budete se zřejmě domnívat, že jste pro významný úkol nebyli vybráni nebo že experiment nebude probíhat tak, jak byl popsán. Ke stejnému závěru dospějete i v případě, že budete hovořit s lidmi ve své skupině před zahájením experimentu.

Místo abychom uvažovali pouze pozorovatele, kteří právě nyní žijí, mohli bychom uvažovat pozorovatele, kteří žili kdykoliv v minulosti nebo budou žít v budoucnosti. Tato myšlenka sice vypadá rozumně, avšak její důsledky jsou ještě horší, než v původním případě. Rychle se rozpínající civilizace se většinou budou rozpínat i v budoucnosti a proto budou obsahovat stále větší podíl všech jednotlivců.

Možná se těmito problémy zabýváme jen proto, že žijeme v této civilizaci. Možná příslušníci velkých civilizací o těchto problémech neuvažují, protože již byly vyřešeny jejich vzdálenými předky. Pouze pozorovatelé v malých civilizacích se jimi zabývají a přestali by se jimi zabývat, pokud by byli příslušníky velké civilizace.

Abychom získali bližší představu, představme si následující modifikaci výše popsaného experimentu. Místo toho, aby všechny skupiny byly sestaveny najednou, jsou někteří členové do skupin přidáni nebo naopak vyjmuti, dokud není dosaženo konečné velikosti. Pokud se ocitnete v malé skupině, budete to stále považovat za velmi překvapující, přestože by se tato skupina mohla později zvětšit. Pokud se pak ocitnete ve velké skupině, v níž její členové problém diskutovali již dříve, nebude to mít na vaše závěry výraznější vliv.

Navíc pokud někdo vyjme ze skupiny ty pozorovatele, kteří se daným problémem nezabývají, nic se nezmění. Civilizace, které již Higgsův boson objevily, dnes nejsou překvapeny jeho hmotnosti. Pokud si tyto civilizace odmyslíme, pak budeme sami sebe považovat za typické pouze mezi těmi pozorovateli, kteří nikdy Higgsův boson nepozorovali. Z našich pozorování proto nelze dojít k žádnému závěru. Abychom tento problém vyřešili, bylo by nutné vyjmout z diskuse o velikosti civilizací pozorovatele z velkých civilizací a v diskusi o Higgsově bosonu naopak ponechat pouze pozorovatele, kteří již Higgsův boson objevili. Ovšem takovou manipulaci lze jen těžko nějak zdůvodnit.

Je zřejmé, že musí existovat nějaké velké civilizace. Jejich existence žádné fyzikální zákony neporušuje a proto musí někde existovat. Pokud však velkých civilizací bude dostatečně málo, pak většina pozorovatelů se bude nacházet v malých civilizacích. Četnost velkých civilizací by však musela být menší než 10^-9, což lze obtížně zdůvodnit. Samozřejmě existuje řada důvodů, proč by civilizace měly zůstal malé, včetně rozhodnutí omezit svoji velikost nebo působením existenčních rizik, jako je jaderná nebo jiná ničivá válka nebo přírodní katastrofa. Některé civilizace mohou sami sebe zničit nějakou technologickou chybou (podrobněji viz např. [X2]). Přesto však je obtížné si představit, že každou civilizaci kromě jedné z miliardy potkal podobný osud. Snad by bylo možno uplatnit Carterův "osudový" argument. Autor článku [X1] však je přesvědčen, že tento argument je sporný. Pokud by však platil, zůstává vážný problém. Vysvětluje sice, že většina civilizací má krátkou existenci, avšak nevysvětluje důvody. Někde musí být závažná chyba v úvahách, které vedou k podivnému závěru, že pouze jedna civilizace z miliardy dosáhne kolonizace celé galaxie.

Inflační teorie samozřejmě může být chybná. Avšak také v případě, že inflační scénář platí, mohl vzniknout konečný vesmír, přestože tuto domněnku podporují zatím pouze modely sestavené právě k tomuto účelu. Pokud se civilizace ve vesmíru vyskytují velmi řídce, pak nemusí existovat vůbec žádná velká civilizace a naše civilizace by mohla být typická.

Konečný vesmír tedy náš problém řeší, avšak toto řešení není příliš přitažlivé. Podle autora článku [X1] jsou důkazy pro inflační scénář dostatečné a inflační modely obecně předpovídají trvale se rozpínající vesmír. Dokonce v případě, že by tomu tak nebylo, vedou k vesmíru, který je větší než námi pozorovatelná část vesmíru. Proto hustota výskytu civilizací musí být výrazně nízká. Pokud by 10 procent civilizací bylo velkých, pak by ve vesmíru muselo být méně než 10 civilizací, aby žádná z nich nemohla být velká. Tento problém je ještě horší, pokud musíme vyloučit civilizace, které se právě rozrůstají.

Další myšlenka souvisí s kosmologickou konstantou, která vede ke kosmologickému horizontu, za nímž je pro nás vesmír fyzikálně nepozorovatelný. Není však jasné, proč bychom neměli uvažovat také pozorovatele za kosmologickým horizontem. Konečně námi pozorovatelná část vesmíru je dostatečně velká, aby obsahovala několik velkých civilizací.

Zdá se, že mnoho hvězd má planety a že kolonizace hvězd bude i pro nás technicky možná. Může však existovat nějaký neznámý faktor, který takové kolonizaci může zabránit.

Radikální verze této myšlenky spočívá v představě, že žijeme v počítačové simulaci a žádný zbytek vesmíru fakticky neexistuje (představa ve stylu amerického filmu Matrix).

Pokročilá civilizace se může skládat jen z několika jedinců nebo pouze z jednoho jedince na každé planetě. Pokud je taková civilizace rozsáhlá, pak přesto může mít jen několik jedinců. Podobnou myšlenkou je představa, že jedinci v pokročilých civilizacích jsou natolik od nás odlišní, že je nemůžeme vůbec zahrnout do naší vztažné třídy. Pak se nemůžeme považovat za jednotlivce podobné příslušníkům takové civilizace.

Každá civilizace se však může rozhodnout kolonizovat svoji galaxii bez nějaké zásadní změny podstaty svých příslušníků. Zdá se velmi nepravděpodobné, že by podíl takových civilizací byl menší než jedna z miliardy.

Zřejmě nejrozumnější možností je předpokládat, že několik výše uvedených faktorů působí současně. Například pouze 10 procent civilizací přežije hrozbu jaderné války a z nich pouze 10 procent přežije hrozbu nanotechnologií, z nich pouze 10 procent si zachová svoji původní individualitu a z nich pouze 10 procent se rozhodne kolonizovat svoji galaxii. Pokud uvažujeme dohromady všechny předchozí faktory, pak dosáhneme podílu jedné civilizace z miliardy. Autor se domnívá, že je zatím o nejlepší vysvětlení, přestože nemusí být dostatečné zejména v případě, že uvedený podíl civilizací by měl být ještě menší.

Běžné použití anthropického uvažování a rozumné předpoklady o schopnostech jiných civilizací vedou k závěru, že bychom měli být součástí nějaké velké civilizace obývající celou galaxii. Tento závěr přitom závisí na jediném předpokladu. Ve skutečnosti však součástí velké civilizace nejsme.

Proto musí být někde závažná chyba. Jednou z možností je, že ve vesmíru existuje zanedbatelně málo civilizací, které dosáhly výrazné velikosti, přestože není jasné, co tento stav způsobuje. Dále však může být chybný samotný anthropický princip. Pak ovšem musí být chybné všechny naše představy, které z něj vycházejí.

Odkazy a literatura:

[X1] Ken D. Olum: Conflict between anthropic reasoning and observation. Institute of Cosmology, Department of Physics and Astronomy, Tufts University, Medford, Massachusetts. 19 Mar 2003. gr-qc/0303070 e-Print archive. Los Alamos National Laboratory. US National Science Foundation.

[X2] Milan M. Čirkovič, Richard B. Cathcart: Geo-engineering Gone Awry: A New Partial Solution of Fermi's Paradox. Astronomical Observatory Belgrade, Serbia and Montenegro. Geographos, Glendale, California, U.S.A. July 2003. physics/0308058 e-Print archive. Los Alamos National Laboratory. US National Science Foundation.

[1] Jiří Grygar: Krátký kurs kosmologie. Časopis "Věda a technika mládeži", 1987.