Mózgi Boltzmanna to teoretyczna prognoza wyjaśnienia Boltzmanna na temat termodynamicznej strzały czasu. Chociaż sam Ludwig Boltzmann nigdy nie rozmawiał o tej koncepcji, powstały, gdy kosmolodzy zastosowali swoje pomysły dotyczące przypadkowych wahań, aby zrozumieć wszechświat jako całość.
Tło mózgu Boltzmanna
Ludwig Boltzmann był jednym z założycieli branży termodynamika w dziewiętnastym wieku. Jedną z kluczowych koncepcji było druga zasada termodynamiki, który mówi, że entropia z zamknięty system zawsze wzrasta. Ponieważ wszechświat jest systemem zamkniętym, spodziewalibyśmy się wzrostu entropii w czasie. Oznacza to, że przy wystarczającym czasie najbardziej prawdopodobnym stanem wszechświata jest stan, w którym wszystko jest w równowadze termodynamicznej, ale wyraźnie nie istnieją we wszechświecie tego typu, ponieważ przecież wokół nas panuje porządek w różnych formach, z których najmniejszym jest fakt, że istnieć.
Mając to na uwadze, możemy zastosować zasadę antropiczną, aby poinformować nasze rozumowanie, biorąc pod uwagę fakt, że tak naprawdę istnieje. Tutaj logika staje się trochę myląca, więc zapożyczymy słowa z kilku bardziej szczegółowych spojrzeń na sytuację. Jak opisał kosmolog Sean Carroll w „From Eternity to Here:”
Boltzmann przywołał zasada antropiczna (choć nie nazwał tego tak), aby wyjaśnić, dlaczego nie znaleźlibyśmy się w jednej z bardzo powszechnych faz równowagi: W równowadze życie nie może istnieć. Najwyraźniej chcemy znaleźć najczęstsze warunki w takim wszechświecie, które są gościnne do życia. Lub, jeśli chcemy być bardziej ostrożni, być może powinniśmy szukać warunków, które są nie tylko gościnne życie, ale gościnne dla tego rodzaju inteligentnego i samoświadomego życia, o którym lubimy myśleć są ...
Możemy doprowadzić tę logikę do ostatecznego wniosku. Jeśli chcemy pojedynczej planety, z pewnością nie potrzebujemy stu miliardów galaktyk, z których każda ma sto miliardów gwiazd. A jeśli chcemy jednej osoby, z pewnością nie potrzebujemy całej planety. Ale jeśli tak naprawdę chcemy pojedynczej inteligencji zdolnej myśleć o świecie, nie potrzebujemy nawet całej osoby - potrzebujemy tylko jej mózgu.
Więc… reductio ad absurdum tego scenariusza jest taki, że przeważająca większość inteligencji w tym multiwersie będzie samotna, bezcielesne mózgi, które stopniowo wychodzą z otaczającego chaosu, a następnie stopniowo się rozpuszczają w tym. Takie smutne stworzenia zostały nazwane „mózgami Boltzmanna” przez Andreasa Albrechta i Lorenza Sorbo ...
W artykule z 2004 roku Albrecht i Sorbo omawiali „Mózgi Boltzmanna” w swoim eseju:
Sto lat temu Boltzmann rozważał „kosmologię”, w której obserwowany wszechświat należy traktować jako rzadką fluktuację w stanie równowagi. Prognozą tego punktu widzenia, dość ogólnie, jest to, że żyjemy we wszechświecie, który maksymalizuje całkowitą entropię układu zgodną z istniejącymi obserwacjami. Inne wszechświaty występują po prostu jako o wiele rzadsze wahania. Oznacza to, że możliwie jak najwięcej układu powinno znajdować się w równowadze tak często, jak to możliwe.
Z tego punktu widzenia bardzo zaskakujące jest to, że znaleźliśmy wszechświat wokół nas w tak niskim stanie entropii. W rzeczywistości logiczny wniosek tego rozumowania jest całkowicie solipsystyczny. Najbardziej prawdopodobną fluktuacją zgodną ze wszystkim, co wiesz, jest po prostu twój mózg (wraz z „wspomnieniami” z Głębokie pola Hubble'a, dane WMAP itp.) Uruchamianie krótko z chaosu, a następnie natychmiast przywracanie równowagi w chaos jeszcze raz. Jest to czasami nazywane paradoksem „Mózgu Boltzmanna”.
Celem tych opisów nie jest sugerowanie, że mózgi Boltzmanna faktycznie istnieją. Trochę jak Kot Schroedingera eksperyment myślowy, celem tego rodzaju eksperymentu myślowego jest maksymalne rozciągnięcie rzeczy ekstremalny wniosek, jako sposób pokazania potencjalnych ograniczeń i wad tego sposobu myślący. Teoretyczne istnienie mózgów Boltzmanna pozwala na ich retoryczne wykorzystanie jako przykładu czegoś absurdalnego, który przejawia się w termodynamicznych wahaniach, jak wtedy, gdy Carroll mówi „Wystąpią przypadkowe fluktuacje promieniowania cieplnego, które prowadzą do różnego rodzaju nieoczekiwanych zdarzeń - w tym spontanicznego generowania galaktyk, planet i mózgów Boltzmanna."
Teraz, kiedy rozumiesz mózgi Boltzmanna jako koncepcję, musisz trochę przejść do zrozumienia „paradoksu mózgu Boltzmanna”, który jest spowodowany zastosowaniem tego myślenia w tak absurdalnym stopniu. Ponownie, jak sformułował Carroll:
Dlaczego znajdujemy się we wszechświecie, który stopniowo ewoluuje ze stanu niewiarygodnie niskiej entropii, zamiast być odizolowanymi stworzeniami, które ostatnio zmieniały się w otaczającym chaosie?
Niestety nie ma jasnego wyjaśnienia, aby rozwiązać ten... dlatego wciąż jest klasyfikowany jako paradoks. Książka Carrolla koncentruje się na próbach rozwiązania pojawiających się pytań entropia we wszechświecie i kosmologicznej strzały czasu.
Kultura popularna i mózgi Boltzmanna
Zabawnie, Boltzmann Brains wszedł do kultury popularnej na kilka różnych sposobów. Pojawili się jako szybki żart komiks Dilberta oraz jako najeźdźca z kosmosu w kopii „The Incredible Hercules”.