Boltzmann-aivot ovat teoreettinen ennuste Boltzmannin selitykselle ajan termodynaamisesta nuolesta. Vaikka Ludwig Boltzmann itse ei koskaan keskustellut tästä käsitteestä, ne syntyivät, kun kosmologit sovelsivat hänen ajatuksiaan satunnaisista vaihteluista ymmärtääkseen maailmankaikkeutta kokonaisuutena.
Boltzmann Brain-tausta
Ludwig Boltzmann oli yksi Alankomaiden alueen perustajista termodynamiikka 1800-luvulla. Yksi keskeisistä käsitteistä oli termodynamiikan toinen laki, joka sanoo, että haje of a suljettu järjestelmä kasvaa aina. Koska maailmankaikkeus on suljettu järjestelmä, odotamme entropian kasvavan ajan myötä. Tämä tarkoittaa, että riittävän ajan kuluessa maailmankaikkeuden todennäköisin tila on tila, jossa kaikki on termodynaamisessa tasapainossa, mutta me selvästi ei ole olemassa tämän tyyppisessä maailmankaikkeudessa, koska loppujen lopuksi ympärillämme on järjestys eri muodoissa, joista vähiten mainittakoon se, että me olla olemassa.
Tätä silmällä pitäen voimme soveltaa antropista periaatetta perustellakseen perustelujamme ottaen huomioon, että meillä tosiasiallisesti on olemassa. Täällä logiikka muuttuu hieman hämmentäväksi, joten lainaamme sanoja parista yksityiskohtaisemmasta tilanteesta. Kuten kosmologi Sean Carroll on kuvaillut "Ikuisuudesta tänne:"
Boltzmann kehotti antropinen periaate (vaikka hän ei kutsunut sitä) selittääksesi miksi emme löytäisi itseämme yhdessä hyvin yleisestä tasapainofaasista: Tasapainossa elämä ei voi olla olemassa. On selvää, että haluamme tehdä sellaisen maailmankaikkeuden yleisimmät olosuhteet, jotka ovat vieraanvaraisia elämälle. Tai jos haluamme olla varovaisempia, meidän pitäisi ehkä etsiä olosuhteita, jotka eivät ole vain vieraanvaraisia elämää, mutta vieraanvarainen tietylle älykkäälle ja itse tietoiselle elämälle, jonka haluamme ajatella olevan ovat ...
Voimme viedä tämän logiikan lopulliseen lopputulokseensa. Jos haluamme yhden planeetan, emme todellakaan tarvitse sata miljardia galaksia, joissa kussakin on sata miljardia tähteä. Ja jos haluamme yhden ihmisen, emme todellakaan tarvitse koko planeettaa. Mutta jos itse asiassa haluamme yhden älykkyyden, joka kykenee ajattelemaan maailmaa, emme tarvitse edes kokonaista ihmistä - tarvitsemme vain hänen aivonsa.
Joten reductio ad absurdum tässä skenaariossa on, että ylivoimainen enemmistö älykkyydestä tässä moniosassa on yksinäinen, kehon aivot, jotka vaihtelevat vähitellen ympäröivään kaaokseen ja liukenevat sitten vähitellen takaisin siihen. Andreas Albrecht ja Lorenzo Sorbo ovat kutsuneet sellaisia surullisia olentoja "Boltzmann-aivoiksi" ...
Vuoden 2004 artikkelissa Albrecht ja Sorbo keskustelivat "Boltzmann-aivot" esseessään:
Vuosisataa sitten Boltzmann piti ”kosmologiaa”, jossa havaittua maailmankaikkeutta tulisi pitää harvinaisena häiriönä jossain tasapainotilassa. Tämän näkökulman ennuste, varsin yleisesti, on, että elämme maailmankaikkeudessa, joka maksimoi järjestelmän kokonais entropian nykyisten havaintojen mukaisesti. Muut maailmankaikkeudet tapahtuvat yksinkertaisesti yhtä harvinaisempina muutoksina. Tämä tarkoittaa sitä, että mahdollisimman suuri osa järjestelmästä tulisi löytää tasapainosta mahdollisimman usein.
Tältä kannalta on hyvin yllättävää, että löydämme ympäröivän maailmankaikkeuden niin matalassa entropiatilassa. Itse asiassa tämän päättelyn looginen johtopäätös on täysin solipsistinen. Todennäköisin vaihtelu, joka on yhdenmukainen kaiken kanssa, mitä tiedät, on yksinkertaisesti aivosi (täydellisenä "muistoilla") Hubble-syväkentät, WMAP-tiedot jne.) Heilahtelevat kaaosta ja tasapainottavat sitten heti kaaokseen uudelleen. Tätä kutsutaan joskus “Boltzmannin aivoksi” paradoksiksi.
Näiden kuvausten tarkoituksena ei ole viitata siihen, että Boltzmann-aivoja todella olisi olemassa. Tällainen kuin Schroedingerin kissa ajattelukokeessa, tällaisen ajattelukokeen tarkoituksena on venyttää asiat parhaimmillaan äärimmäinen johtopäätös keinona osoittaa tämän tavan mahdolliset rajoitukset ja puutteet ajattelu. Boltzmann-aivojen teoreettisen olemassaolon ansiosta voit käyttää niitä retoorisesti esimerkkinä jostakin absurdista, joka ilmenee termodynaamisista heilahteluista, kuten kun Carroll sanoo "Lämpösäteilyssä tapahtuu satunnaisia vaihteluita, jotka johtavat kaikenlaisiin epätodennäköisiin tapahtumiin - mukaan lukien galaksien, planeettojen ja Boltzmann-aivojen spontaani muodostuminen."
Nyt kun ymmärrät Boltzmann-aivot käsitteenä, sinun on kuitenkin jatkettava hieman ymmärtääksesi "Boltzmann-aivojen paradoksia", joka johtuu tämän ajattelun soveltamisesta tähän absurdiin asteeseen. Jälleen, kuten Carroll on muotoillut:
Miksi löydämme itsemme maailmankaikkeudesta, joka kehittyy asteittain uskomattoman matalan entropian tilasta, sen sijaan, että olisimme erillisiä olentoja, jotka hiljattain vaihtelivat ympäröivään kaaokseen?
Valitettavasti ei ole selkeää selitystä tämän ratkaisemiseksi... joten miksi se on edelleen luokiteltu paradoksi. Carrollin kirja keskittyy yrittämään ratkaista sen esittämät kysymykset haje maailmankaikkeudessa ja ajan kosmologisessa nuolessa.
Suosittu kulttuuri ja Boltzmann-aivot
Ymmärtäväisesti Boltzmann Brains teki siitä suositun kulttuurin parilla eri tavalla. Ne ilmestyivät nopeasti vitsinä sisään Dilbert-sarjakuva ja muukalaisena hyökkääjänä kopiossa "Uskomatonta Herkulesta".