Boltzmannov mozak je teorijsko predviđanje Boltzmannovog objašnjenja o termodinamičkoj strelici vremena. Iako sam Ludwig Boltzmann nikada nije raspravljao o ovom konceptu, nastali su kad su kosmolozi primijenili njegove ideje o slučajnim fluktuacijama kako bi razumjeli svemir kao cjelinu.
Pozadina mozga Boltzmanna
Ludwig Boltzmann bio je jedan od osnivača polja termodinamika u devetnaestom stoljeću. Jedan od ključnih koncepata bio je drugi zakon termodinamike, što kaže da entropija od a zatvoreni sustav uvijek povećava. Budući da je svemir zatvoreni sustav, očekivali bismo da će se entropija s vremenom povećavati. To znači da je, s obzirom na dovoljno vremena, najvjerojatnije stanje svemira ono gdje je sve u termodinamičkoj ravnoteži, ali jasno ne postoje u svemiru ove vrste jer, uostalom, postoji red svuda oko nas u raznim oblicima, od čega najmanje nije činjenica da mi postojati.
Imajući to na umu, možemo primijeniti antropički princip da obavijestimo svoje obrazloženje uzimajući u obzir da mi u stvari i postojimo. Ovdje se logika pomalo zbunjuje, pa ćemo riječi posuditi iz nekoliko detaljnijih pregleda situacije. Kao što je opisao kozmolog Sean Carroll u "Od vječnosti do ovdje:"
- pozvao je Boltzmann antropijsko načelo (iako ga nije tako nazvao) da objasni zašto se ne bismo našli u jednoj od vrlo uobičajenih faza ravnoteže: U ravnoteži život ne može postojati. Jasno je da ono što želimo učiniti je pronaći najčešće uvjete unutar takvog svemira, koji su gostoljubivi za život. Ili, ako želimo biti pažljiviji, možda bismo trebali potražiti uvjete koji nisu samo gostoljubivi život, ali gostoljubiv prema posebnoj vrsti inteligentnog i samosvjesnog života za koji volimo misliti da mi su ...
Tu logiku možemo izvesti do njenog konačnog zaključka. Ako je ono što želimo je jedna planeta, sigurno nam ne treba stotinu milijardi galaksija sa stotinu milijardi zvijezda. A ako je ono što želimo jedna osoba, sigurno ne treba cijeli planet. Ali ako je u stvari ono što želimo je jedna inteligencija, sposobna razmišljati o svijetu, čak ni ne trebamo cijelu osobu - samo nam treba njegov mozak.
Dakle reductio ad absurdum ovog scenarija je da će velika većina inteligencija u ovom multiverzumu biti usamljena, disemidizirani mozak, koji postupno fluktuiraju iz okolnog kaosa, a zatim se postupno rastvaraju natrag u nju. Takva tužna stvorenja Andreas Albrecht i Lorenzo Sorbo nazvani su "Boltzmannovim mozgovima" ...
U radu iz 2004., Albrecht i Sorbo su u svom eseju raspravljali o "Boltzmannovom mozgu":
Prije jednog stoljeća Boltzmann je smatrao „kozmologiju“ gdje bi promatrani svemir trebao biti shvaćen kao rijetka fluktuacija iz nekog ravnotežnog stanja. Predviđanje tog gledišta, prilično generički, jest da živimo u svemiru koji maksimizira ukupnu entropiju sustava u skladu s postojećim opažanjima. Ostali svemiri se jednostavno javljaju kao mnogo rjeđe fl kolekcije. To znači da što je moguće više sustava što češće moguće u ravnoteži.
S ove točke gledišta, vrlo je iznenađujuće da smo pronašli svemir oko nas u tako niskom entropijskom stanju. Zapravo je logički zaključak ove linije razmišljanja krajnje solipsistički. Najvjerojatnije kolebanje u skladu sa svime što znate je jednostavno vaš mozak (upotpunjen "sjećanjima" na Hubble Deep polja, WMAP podaci itd. Fl izmjenjujući se iz kaosa, a zatim se ponovno uravnotežujući natrag u kaos. opet. To se ponekad naziva i paradoks "Boltzmannov mozak".
Poanta ovih opisa nije sugerirati da Boltzmannovi mozgovi zaista postoje. Nekako poput Schroedingerova mačka misaoni eksperiment, smisao ovakvog misaonog eksperimenta jest da se stvari proširuju najviše ekstremni zaključak, kao sredstvo za prikaz potencijalnih ograničenja i nedostataka ovog načina razmišljanje. Teorijsko postojanje Boltzmannovih mozgova omogućuje vam da ih retorički koristite kao primjer nečeg apsurdnog što se očituje iz termodinamičkih kolebanja, kao kad Carroll kaže "Doći će do slučajnih fluktuacija toplinskog zračenja koje će dovesti do raznih vrsta malo vjerojatnih događaja - uključujući spontano stvaranje galaksija, planeta i mozga Boltzmanna."
Sada, kad Boltzmannove mozgove shvaćate kao koncept, morate malo započeti s razumijevanjem „Boltzmannovog paradoksa mozga“ koji je uzrokovan primjenom ovog razmišljanja na ovaj apsurdni stupanj. Ponovo, kao što je formulirao Carroll:
Zašto se nalazimo u svemiru koji se postupno razvija iz stanja nevjerojatno niske entropije, umjesto da smo izolirana bića koja su nedavno fluktuirala iz okolnog kaosa?
Nažalost, nema jasnog objašnjenja da se to riješi... stoga je još uvijek klasificiran kao paradoks. Carroll-ova knjiga usredotočena je na pokušaj rješavanja pitanja koja postavlja entropija u svemiru i kosmološku strelicu vremena.
Popularna kultura i mozak Boltzmanna
Zabavno, Boltzmann Brains ušao je u popularnu kulturu na nekoliko različitih načina. Prikazali su se kao brza šala Dilbertov strip i kao vanzemaljac osvajač u kopiji "Nevjerovatnog Herkula."