Ποια είναι η υπόθεση του εγκεφάλου Boltzmann;

Οι εγκέφαλοι Boltzmann είναι μια θεωρητική πρόβλεψη της εξήγησης του Boltzmann για το θερμοδυναμικό βέλος του χρόνου. Αν και ο ίδιος ο Ludwig Boltzmann δεν συζήτησε ποτέ αυτή την έννοια, ήρθε όταν οι κοσμολόγοι εφάρμοσαν τις ιδέες του για τυχαίες διακυμάνσεις για να κατανοήσουν το σύμπαν στο σύνολό του.

Ο Ludwig Boltzmann ήταν ένας από τους ιδρυτές του τομέα του θερμοδυναμική στο δέκατο ένατο αιώνα. Μία από τις βασικές έννοιες ήταν η δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, η οποία λέει ότι το η εντροπία του α κλειστό σύστημα αυξάνεται πάντα. Δεδομένου ότι το σύμπαν είναι κλειστό σύστημα, αναμένουμε ότι η εντροπία θα αυξηθεί με την πάροδο του χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι, δεδομένου του αρκετού χρόνου, η πιο πιθανή κατάσταση του σύμπαντος είναι εκείνη όπου όλα είναι η θερμοδυναμική ισορροπία, αλλά σαφώς δεν υπάρχουν σε ένα σύμπαν αυτού του τύπου αφού, τελικά, υπάρχει τάξη γύρω μας σε διάφορες μορφές, το λιγότερο από το οποίο είναι το γεγονός ότι εμείς υπάρχουν.

Έχοντας αυτό υπόψη, μπορούμε να εφαρμόσουμε την ανθρωπογενή αρχή για να ενημερώσουμε το σκεπτικό μας, λαμβάνοντας υπόψη ότι στην πραγματικότητα υπάρχουν. Εδώ η λογική παίρνει μια μικρή σύγχυση, οπότε πρόκειται να δανειστώ τα λόγια από μερικές πιο λεπτομερείς ματιά στην κατάσταση. Όπως περιγράφεται από τον κοσμήτορα Sean Carroll στο "From Eternity to Here:"

Ο Boltzmann επικαλέστηκε την ανθρωπολογική αρχή (αν και δεν το αποκαλούσε αυτό) για να εξηγήσει γιατί δεν θα βρεθούμε σε μια από τις πολύ κοινές φάσεις ισορροπίας: Στην ισορροπία, η ζωή δεν μπορεί να υπάρξει. Είναι σαφές ότι αυτό που θέλουμε να κάνουμε είναι να βρούμε τις πιο συνήθεις συνθήκες μέσα σε ένα τέτοιο σύμπαν που είναι φιλόξενοι στη ζωή. Ή, αν θέλουμε να είμαστε πιο προσεκτικοί, ίσως πρέπει να αναζητήσουμε συνθήκες που δεν είναι μόνο φιλόξενοι αλλά είναι φιλόξενοι για το συγκεκριμένο είδος έξυπνης και αυτογνωστικής ζωής που θέλουμε να σκεφτόμαστε εμείς είναι...

Μπορούμε να πάρουμε αυτή τη λογική στο τελικό συμπέρασμα. Αν αυτό που θέλουμε είναι ένας μόνο πλανήτης, σίγουρα δεν χρειαζόμαστε εκατό δισεκατομμύρια γαλαξίες με εκατό δισεκατομμύρια αστέρια το καθένα. Και αν αυτό που θέλουμε είναι ένα άτομο, σίγουρα δεν χρειαζόμαστε έναν ολόκληρο πλανήτη. Αλλά αν στην πραγματικότητα αυτό που θέλουμε είναι μια ενιαία νοημοσύνη, ικανή να σκεφτεί τον κόσμο, δεν χρειαζόμαστε καν έναν ολόκληρο άνθρωπο - χρειαζόμαστε μόνο τον εγκέφαλό του.

Ετσι το reductio ad absurdum αυτού του σεναρίου είναι ότι η συντριπτική πλειοψηφία των νοημοσύνη σε αυτό το multiverse θα είναι μοναχική, οι οποίοι ξετυλίγονται σταδιακά από το περιβάλλον χάος και στη συνέχεια διαλύονται σταδιακά μέσα σε αυτό. Αυτά τα θλιβερά πλάσματα έχουν μεταγλωττιστεί "Bratzmann Brains" από τον Andreas Albrecht και τον Lorenzo Sorbo ...

Σε μια εφημερίδα του 2004, ο Albrecht και ο Sorbo συζήτησαν το "Boltzmann brain" στο δοκίμιο τους:

Πριν από έναν αιώνα ο Boltzmann θεωρούσε μια «κοσμολογία» όπου το παρατηρούμενο σύμπαν έπρεπε να θεωρηθεί ως μια σπάνια εκκένωση από κάποια κατάσταση ισορροπίας. Η πρόβλεψη αυτής της άποψης, γενικώς, είναι ότι ζούμε σε ένα σύμπαν που μεγιστοποιεί τη συνολική εντροπία του συστήματος σύμφωνα με τις υπάρχουσες παρατηρήσεις. Άλλα σύμπαντα συμβαίνουν απλώς ως πολύ πιο σπάνιες καταστάσεις. Αυτό σημαίνει ότι όσο το δυνατόν περισσότερο το σύστημα πρέπει να βρεθεί σε ισορροπία όσο το δυνατόν συχνότερα.

Από αυτή την άποψη, είναι πολύ περίεργο το γεγονός ότι βρήκαμε το σύμπαν γύρω μας σε κατάσταση τόσο χαμηλής εντροπίας. Στην πραγματικότητα, το λογικό συμπέρασμα αυτής της γραμμής συλλογισμού είναι τελείως σοφοπειρητικό. Η πιο πιθανή διακύμανση σε σχέση με ό, τι γνωρίζετε είναι απλά ο εγκέφαλός σας (πλήρης με "μνήμες" του Οι βάσεις Hubble, τα δεδομένα WMAP κ.λπ.) φτάνουν από το χάος και αμέσως εξισορροπούνται αμέσως στο χάος πάλι. Αυτό ονομάζεται μερικές φορές το παράδοξο "Bratzmann Brain".

Το σημείο αυτών των περιγραφών δεν είναι να υποδηλώσει ότι οι εγκέφαλοι του Boltzmann στην πραγματικότητα υπάρχουν. Σειρά όπως το Η γάτα του Schroedinger πείραμα σκέψης, το σημείο αυτού του είδους του πειράματος σκέψης είναι να τεντώσει τα πράγματα στα μέγιστα εξαιρετικό συμπέρασμα, ως μέσο για να δείξουμε τους πιθανούς περιορισμούς και ατέλειες αυτού του τρόπου σκέψη. Η θεωρητική ύπαρξη των εγκεφάλων του Boltzmann σας επιτρέπει να τις χρησιμοποιήσετε ρητορικά ως παράδειγμα κάτι παράλογο να εκδηλωθεί από θερμοδυναμικές διακυμάνσεις, όπως λέει ο Carroll "Θα υπάρξουν τυχαίες διακυμάνσεις της θερμικής ακτινοβολίας που θα οδηγήσουν σε όλα τα είδη απίθανων γεγονότων - συμπεριλαμβανομένης της αυθόρμητης δημιουργίας γαλαξιών, πλανητών και εγκεφάλων Boltzmann."

Τώρα που καταλαβαίνετε το μυαλό Boltzmann ως έννοια, όμως, πρέπει να προχωρήσετε λίγο στην κατανόηση του «εγκεφαλικού παράτυπου Boltzmann» που προκαλείται από την εφαρμογή αυτής της σκέψης σε αυτόν τον παράλογο βαθμό. Και πάλι, όπως διατυπώθηκε από τον Carroll:

Γιατί βρισκόμαστε σε ένα σύμπαν που εξελίσσεται σταδιακά από μια κατάσταση απίστευτα χαμηλής εντροπίας, αντί να είναι απομονωμένα πλάσματα που κυμαίνονταν πρόσφατα από το περιβάλλον χάος;

Δυστυχώς, δεν υπάρχει σαφής εξήγηση για την επίλυση αυτού... για το λόγο αυτό εξακολουθεί να χαρακτηρίζεται ως παράδοξο. Το βιβλίο του Carroll επικεντρώνεται στην προσπάθεια επίλυσης των ζητημάτων που προκαλεί η εντροπία στο σύμπαν και στο κοσμολογικό βέλος του χρόνου.

Διασκεδαστικά, ο Boltzmann Brains το έκανε σε δημοφιλή πολιτισμό με διάφορους τρόπους. Εμφανίστηκαν ως ένα γρήγορο αστείο μέσα ένα κωμικό Dilbert και ως αλλοδαπός εισβολέας σε ένα αντίγραφο του "The Incredible Hercules".