Kas ir Bolcmana smadzeņu hipotēze?

Vai mūsu pasaule ir termodinamikas izraisītas halucinācijas?

Daderot un en.wikipedia (CC-BY-SA-3.0) Wikimedia Commons

Bolcmana smadzenes ir Bolcmana skaidrojuma par termodinamisko laika bultiņu teorētiska prognoze. Lai gan pats Ludvigs Bolcmans nekad nav apspriedis šo jēdzienu, tie radās, kad kosmologi izmantoja viņa idejas par nejaušām svārstībām, lai izprastu Visumu kopumā.

Boltzmana smadzeņu fons

Ludvigs Bolcmans bija viens no nozares dibinātājiem termodinamika deviņpadsmitajā gadsimtā. Viens no galvenajiem jēdzieniem bija otrais termodinamikas likums , kurā teikts, ka entropija no a slēgta sistēma vienmēr palielinās. Tā kā Visums ir slēgta sistēma, mēs sagaidām, ka entropija laika gaitā palielināsies. Tas nozīmē, ka, ņemot vērā pietiekami daudz laika, visticamākais Visuma stāvoklis ir tāds, kurā viss ir termodinamiskā līdzsvarā, bet mēs nepārprotami neeksistējam šāda veida Visumā, jo galu galā mums visapkārt valda kārtība. dažādas formas, no kurām ne mazāk svarīga ir fakts, ka mēs esam.

Paturot to prātā, mēs varam izmantot antropisko principu, lai informētu mūsu argumentāciju, ņemot vērā, ka mēs patiesībā eksistējam. Šeit loģika kļūst nedaudz mulsinoša, tāpēc mēs aizņemsimies vārdus no pāris detalizētākiem situācijas apskatiem. Kā aprakstījis kosmologs Šons Kerols grāmatā 'No mūžības līdz šejienei'.

piesauca Bolcmans antropiskais princips (lai gan viņš to tā nesauca), lai izskaidrotu, kāpēc mēs neatradīsimies vienā no ļoti izplatītajām līdzsvara fāzēm: Līdzsvara stāvoklī dzīvība nevar pastāvēt. Skaidrs, ka tas, ko mēs vēlamies darīt, ir atrast visbiežāk sastopamos apstākļus šādā Visumā, kas ir viesmīlīgs dzīvībai. Vai arī, ja mēs vēlamies būt uzmanīgāki, varbūt mums vajadzētu meklēt apstākļus, kas ir ne tikai viesmīlīgi dzīvei, bet arī viesmīlīgi konkrētai saprātīgai un pašapzinīgai dzīvei, par kuru mums patīk uzskatīt, ka esam...

Mēs varam novest šo loģiku līdz galējam secinājumam. Ja mēs vēlamies vienu planētu, mums noteikti nav vajadzīgi simts miljardu galaktiku ar simts miljardiem zvaigžņu katrā. Un, ja mēs vēlamies vienu cilvēku, mums noteikti nav vajadzīga vesela planēta. Bet, ja patiesībā tas, ko mēs vēlamies, ir vienots intelekts, kas spēj domāt par pasauli, mums pat nav vajadzīgs vesels cilvēks, mums ir vajadzīgas tikai viņa smadzenes.

Tātad reductio ad absurdum Šis scenārijs ir tāds, ka lielākā daļa intelektu šajā multiversā būs vientuļas, bezķermeņa smadzenes, kas pakāpeniski svārstās no apkārtējā haosa un pēc tam pakāpeniski izšķīst tajā atpakaļ. Šādas skumjas radības Andreass Albrehts un Lorenco Sorbo ir nosaukuši par 'Bolcmaņa smadzenēm'.

2004. gada dokumentā Albrehts un Sorbo savā esejā apsprieda 'Bolcmaņa smadzenes':

Pirms gadsimta Bolcmans uzskatīja par kosmoloģiju, kurā novērotais Visums būtu jāuzskata par retu svārstību no kāda līdzsvara stāvokļa. Šī viedokļa prognoze diezgan vispārīgi ir tāda, ka mēs dzīvojam Visumā, kas maksimāli palielina sistēmas kopējo entropiju atbilstoši esošajiem novērojumiem. Citi Visumi vienkārši rodas kā daudz retākas svārstības. Tas nozīmē, ka pēc iespējas lielāka daļa sistēmas ir jāatrod līdzsvarā pēc iespējas biežāk.

No šī viedokļa ir ļoti pārsteidzoši, ka mēs atrodam apkārtējo Visumu tik zemas entropijas stāvoklī. Faktiski šīs spriešanas līnijas loģiskais secinājums ir absolūti solipsistisks. Visticamākā svārstība, kas atbilst visam, ko jūs zināt, ir vienkārši jūsu smadzenes (papildinātas ar atmiņām par Habla dziļajiem laukiem, WMAP datiem utt.), kas īsi svārstās no haosa un pēc tam atkal līdzsvarojoties atpakaļ haosā. To dažreiz sauc par Bolcmaņa smadzeņu paradoksu.

Šo aprakstu mērķis nav likt domāt, ka Bolcmana smadzenes patiešām pastāv. Kaut kā līdzīgs Šrēdingera kaķis Domu eksperiments, šāda veida domu eksperimenta jēga ir izstiept lietas līdz galējam secinājumam, lai parādītu šī domāšanas veida iespējamos ierobežojumus un trūkumus. Bolcmana smadzeņu teorētiskā esamība ļauj tās retoriski izmantot kā piemēru kaut kam absurdam, kas izpaustos no termodinamiskām svārstībām, kā Kerols saka: Būs nejaušas termiskā starojuma svārstības, kas novedīs pie visa veida maz ticamiem notikumiem, tostarp spontānas galaktiku, planētu un Bolcmana smadzeņu rašanās. '

Tagad, kad jūs saprotat Bolcmaņa smadzenes kā jēdzienu, jums ir nedaudz jāturpina izprast 'Bolcmaņa smadzeņu paradoksu', ko izraisa šīs domāšanas piemērošana šajā absurdajā pakāpē. Atkal, kā formulēja Kerols:

Kāpēc mēs atrodamies Visumā, kas pakāpeniski attīstās no neticami zemas entropijas stāvokļa, nevis esam izolētas radības, kas nesen svārstījās no apkārtējā haosa?

Diemžēl nav skaidra skaidrojuma, lai to atrisinātu... tāpēc tas joprojām tiek klasificēts kā paradokss. Kerola grāmata koncentrējas uz mēģinājumu atrisināt tajā izvirzītos jautājumus entropija Visumā un laika kosmoloģiskā bulta .

Populārā kultūra un Boltzmann Brains

Interesanti, ka Boltzmann Brains iekļuva populārajā kultūrā vairākos dažādos veidos. Viņi parādījās kā ātrs joks Dilberta komikss un kā citplanētiešu iebrucējs 'Neticamā Herkulesa' eksemplārā.