Парадокс «Больцмановский мозг»

Подробности

Обновлено 05.07.2018 12:05

Кто вы?
Нормальный homosapiens, чьи предки взяли когда-то в руку дубину, а спустя долгое время даже научились нажимать компьютерные клавиши? Или возникший по воле случая, в результате случайной квантовой флуктуации, виртуальный мозг, который, осознавая себя, все-таки не понимает, что он фантом?

"Мозг Больцмана" - это гипотетический объект, возникающий в результате флуктуаций (колебаний, отклонений) в какой-либо системе, и способный осознавать свое существование, т.е. обладающий самосознанием.

В конце 19 века Людвиг Больцман, австрийский физик-теоретик, основатель статистической механики, обдумывая введенное им понятие «энтропия» (мера хаоса в системе), выдвинул ошибочную гипотезу случайных флуктуаций, рождающих объекты.

Спустя более ста лет после выдвижения этой идеи Больцманом, космологи и физики вернулись, но уже на новом уровне, к теории вакуумных флуктуациЙ.

Известный канадский физик Дон Пейдж предположил: а не может ли во Вселенной, т.е. в вакууме, который, как теперь известно, не является идеальной пустотой, возникнуть в результате флуктуаций осознающий себя и чувствующий мозг?

В честь Людвига Больцмана эта гипотеза была названа современными учеными "мозг Больцмана".

Наша Вселенная на семь десятых состоит из темной энергии и расширяется с нарастающей скоростью.

Согласно стандартной космологической модели, основанной на теории инфляции, это расширение продолжится до скончания времен, сводя к нулю плотность как обычной, так и темной материи.

Темная энергия имеет чрезвычайно низкую (около 10 в (–30)степени К) но все же не нулевую температуру. Поэтому в ней с невообразимо малой вероятностью должны все-таки возникать квантовые флуктуации, приводящие к спонтанному появлению и исчезновению разных структур.

При расчетах существующей космологическй модели Вселенной, описывающей вакуум с помощью уравнений Общей Теории Относительности, подобный объект может появиться примерно один раз в 10 в степени (1050) лет. Но если время существования расширяющейся с ускорением Вселенной еще и бесконечно, то это обязательно произойдет и даже не один раз. Вероятно, такие флуктуации могут породить и думающий мозг.

После ряда рассуждений приходим к парадоксальной ситуации: взятый во Вселенной случайный объект, обладающий разумом, с гораздо большей вероятностью окажется результатом флуктуаций, чем продуктом эволюции, т.е. естественного процесса развития (к чему также относятся и люди).

И тогда, согласно «антропному принципу», любой из нас может быть как нормальным человеком, так и «больцмановским мозгом», хотя нельзя сказать это с полной уверенностью как ни в том, так и ни в другом случае!

Знаете ли вы?

Чем знаменит Людвиг Больцман?

Людвиг Эдуард Больцман (1844—1906) — великий австрийский физик, основатель статистической механики и молекулярно-кинетической теории.
Член Австрийской академии наук (1895), член-корреспондент Петербургской академии наук (1899) и ряда других.

«Идеей, заполняющей мой разум и деятельность, является развитие теории», - говорил сам Больцман.
Его идеал заключался в том, чтобы соединить все физические теории в единой картине мира.

Основные достижения ученого:

- формула для равновесного распределения по импульсам и координатам молекул идеального газа, находящегося во внешнем потенциальном поле (распределение Больцмана),
-основное уравнение микроскопической теории неравновесных процессов (физической кинетики), носящее его имя,
- H-теорема, выражающая закон возрастания энтропии для изолированной системы,
- показал статистический характер второго начала термодинамики, связав энтропию замкнутой системы с числом возможных микросостояний, реализующих данное макросостояние. Это стало указанием на несостоятельность представления о «тепловой смерти Вселенной»,
-закон Стефана — Больцмана для испускательной способности абсолютно черного тела с учётом пропорциональности давления равновесного излучения, предсказанного теорией Максвелла, и плотности его энергии,
- Больцман впервые применил к излучению принципы термодинамики. Например, из термодинамических соображений он вывел понятие давления света.