Boltzmann smadzenes ir teorētiska prognoze Boltzmann skaidrojumam par laika termodinamisko bultu. Lai arī pats Ludvigs Boltzmans nekad neapsprieda šo jēdzienu, tie radās, kad kosmologi piemēroja viņa idejas par nejaušām svārstībām, lai saprastu Visumu kopumā.
Boltzmann smadzeņu fons
Ludvigs Boltzmans bija viens no termodinamika deviņpadsmitajā gadsimtā. Viens no galvenajiem jēdzieniem bija otrais termodinamikas likums, kurā teikts, ka entropija gada a slēgta sistēma vienmēr palielinās. Tā kā Visums ir slēgta sistēma, mēs sagaidām, ka laika gaitā entropija palielināsies. Tas nozīmē, ka, ņemot vērā pietiekami daudz laika, visticamākais Visuma stāvoklis ir tāds, kurā viss atrodas termodinamiskajā līdzsvarā, bet mēs skaidri šāda veida Visumā neeksistē, jo galu galā visapkārt ir kārtība visdažādākajās formās, starp kurām nav mazsvarīgākais fakts, ka mēs pastāvēt.
Paturot to prātā, mēs varam izmantot antropisko principu, lai informētu par mūsu argumentāciju, ņemot vērā, ka mēs patiesībā esam. Šeit loģika nedaudz mulsina, tāpēc mēs aizņemsimies vārdus no pāris detalizētākiem situācijas apskatiem. Kā aprakstījis kosmologs Šons Kerols grāmatā "No mūžības uz šejieni:"
- atsaucās Boltsmans antropiskais princips (kaut arī viņš to nesauca) izskaidrot, kāpēc mēs neatrodamies vienā no ļoti izplatītajām līdzsvara fāzēm: Līdzsvarā dzīve nevar pastāvēt. Skaidrs, ka tas, ko mēs vēlamies darīt, ir atrast visizplatītākos dzīves apstākļus šādā Visumā. Vai arī, ja mēs vēlamies būt uzmanīgāki, iespējams, mums vajadzētu meklēt apstākļus, kas nav tikai viesmīlīgi dzīve, bet viesmīlīga pret konkrēto saprātīgās un pašapzinīgās dzīves veidu, par kuru mums patīk domāt ir ...
Mēs varam izmantot šo loģiku līdz tā galīgajam noslēgumam. Ja mēs vēlamies, lai būtu viena planēta, mums noteikti nav vajadzīgs simts miljardu galaktiku ar simts miljardiem zvaigžņu katrā. Un, ja mēs vēlamies, lai būtu viens cilvēks, mums noteikti nav vajadzīga vesela planēta. Bet, ja patiesībā mēs vēlamies vienotu intelektu, kas spēj domāt par pasauli, mums pat nav vajadzīgs vesels cilvēks - mums vajag tikai viņa vai viņas smadzenes.
Tātad reductio ad absurdum šajā scenārijā ir tas, ka lielākā daļa inteliģences šajā multiverse būs vientuļa, nesaimnieciskas smadzenes, kuras pakāpeniski svārstās ārā no apkārtējā haosa un pēc tam pakāpeniski izšķīst atpakaļ tajā. Šādas skumjas radības Andreass Albrehts un Lorenco Sorbo nodēvējuši par "Boltzmann smadzenēm" ...
Albrehts un Sorbo 2004. gada rakstā savā esejā apsprieda "Boltzmann smadzenes":
Pirms gadsimta Boltzmans uzskatīja par “kosmoloģiju”, kurā novērotais Visums jāuzskata par retu svārstību no kāda līdzsvara stāvokļa. Šis viedoklis diezgan vispārīgi paredz, ka mēs dzīvojam Visumā, kas maksimāli palielina kopējo sistēmas entropiju atbilstoši esošajiem novērojumiem. Citos Visumos vienkārši notiek tikpat reti kā svārstības. Tas nozīmē, ka pēc iespējas biežāk sistēma jāatrod līdzsvarā.
No šī viedokļa ir ļoti pārsteidzoši, ka mēs atrodam Visumu ap mums tik zemā entropijas stāvoklī. Faktiski šīs argumentācijas līnijas loģiskais secinājums ir pilnīgi solipsistisks. Visticamākās izmaiņas, kas atbilst visam, ko jūs zināt, ir vienkārši jūsu smadzenes (komplektā ar “atmiņām” par Habla padziļinātie lauki, WMAP dati utt.) Mainās no haosa un nekavējoties līdzsvarojas atpakaļ haosā atkal. To dažreiz sauc par “Boltzmann’s Brain” paradoksu.
Šo aprakstu jēga neliecina, ka Boltzmann smadzenes patiesībā pastāv. Tādi kā Šroedingera kaķis domas eksperiments, šāda veida domu eksperimenta mērķis ir maksimāli izstiept lietas galējs secinājums, kā līdzeklis, kas parāda šāda veida potenciālos ierobežojumus un trūkumus domāšana. Boltzmana smadzeņu teorētiskā esamība ļauj jums tās retoriski izmantot kā kaut ko absurdu, kas izpaužas no termodinamiskām svārstībām, piemēram, kad Kerols saka:Būs nejaušas termiskā starojuma svārstības, kas noved pie visdažādākajiem neiespējamiem notikumiem - ieskaitot spontānu galaktiku, planētu un Boltsmana smadzeņu veidošanos."
Tagad, kad jūs saprotat Boltzmann smadzenes kā jēdzienu, jums nedaudz jāturpina saprast "Boltzmann smadzeņu paradoksu", ko izraisa šīs domāšanas piemērošana šajā absurdajā pakāpē. Atkal, kā formulējis Kerols:
Kāpēc mēs atrodamies Visumā, kas pakāpeniski attīstās no neticami zemas entropijas stāvokļa, nevis ir izolētas radības, kas nesen svārstījās no apkārtējā haosa?
Diemžēl nav skaidru skaidrojumu, kā to atrisināt... kāpēc tas joprojām tiek klasificēts kā paradokss. Kerola grāmata koncentrējas uz mēģinājumiem atrisināt jautājumus, kas tajā rodas entropija Visumā un laika kosmoloģiskā bultiņa.
Populārā kultūra un Boltsmana smadzenes
Ar prieku Boltzmann Brains padarīja to populārajā kultūrā dažādos veidos. Viņi parādījās kā ātrs joks Dilberta komikss kā svešzemju iebrucējs filmas “Neticami Hercules” eksemplārā.