Мозг Больцмана является теоретическим предсказанием объяснения Больцмана о термодинамической стрелке времени. Хотя сам Людвиг Больцман никогда не обсуждал эту концепцию, они возникли, когда космологи применили его идеи о случайных колебаниях, чтобы понять вселенную в целом.
Больцман мозговой фон
Людвиг Больцман был одним из основателей области термодинамика В девятнадцатом веке. Одним из ключевых понятий было второй закон термодинамики, который говорит, что энтропия из закрытая система всегда увеличивается. Поскольку вселенная является закрытой системой, мы ожидаем, что энтропия со временем возрастет. Это означает, что при достаточном количестве времени наиболее вероятным состоянием вселенной является состояние, в котором все находится в термодинамическом равновесии, но мы четко не существует во вселенной такого типа, так как, в конце концов, вокруг нас существует порядок в различных формах, немаловажным из которых является тот факт, что мы существует.
Имея это в виду, мы можем применить антропный принцип для обоснования наших рассуждений, принимая во внимание, что мы действительно существуем. Здесь логика становится немного запутанной, поэтому мы заимствуем слова из пары более подробных взглядов на ситуацию. Как описано космологом Шоном Кэрроллом в «Из вечности здесь»:
Больцман призвал антропный принцип (хотя он не называл это так), чтобы объяснить, почему мы не окажемся в одной из очень распространенных фаз равновесия: в равновесии жизнь не может существовать. Ясно, что мы хотим найти наиболее распространенные условия в такой вселенной, которые будут гостеприимны для жизни. Или, если мы хотим быть более осторожными, возможно, нам следует искать условия, которые не только жизнь, но гостеприимная к определенному виду разумной и самоосознанной жизни, которая нам нравится думать, что мы находятся...
Мы можем довести эту логику до ее окончательного завершения. Если нам нужна отдельная планета, нам определенно не нужны сто миллиардов галактик со сотнями миллиардов звезд в каждой. И если мы хотим одного человека, нам, конечно, не нужна целая планета. Но если на самом деле нам нужен единый разум, способный думать о мире, нам даже не нужен целый человек - нам просто нужен его мозг.
Итак сокращение до абсурда из этого сценария является то, что подавляющее большинство интеллектуалов в этой мультивселенной будет одиноким, бестелесный мозг, который постепенно колеблется из окружающего хаоса, а затем постепенно растворяется обратно внутрь. Такие печальные существа были названы Андреасом Альбрехтом и Лоренцо Сорбо "Мозги Больцмана" ...
В статье 2004 года Альбрехт и Сорбо обсуждали «мозги Больцмана» в своем эссе:
Столетие назад Больцман считал «космологию», где наблюдаемая вселенная должна рассматриваться как редкая флуктуация из некоторого состояния равновесия. Предсказание этой точки зрения, в общем, заключается в том, что мы живем во вселенной, которая максимизирует общую энтропию системы в соответствии с существующими наблюдениями. Другие вселенные просто происходят как гораздо более редкие колебания. Это означает, что как можно больше системы должно находиться в равновесии как можно чаще.
С этой точки зрения очень удивительно, что мы находим вселенную вокруг нас в таком низком состоянии энтропии. На самом деле логическое заключение этой линии рассуждений совершенно солипсично. Наиболее вероятная флуктуация, соответствующая всему, что вы знаете, это просто ваш мозг (полный «воспоминаний» о Глубокие поля Хаббла, данные WMAP и т. Д.) Вынуждают вырываться из хаоса, а затем немедленно уравновешивают обратно в хаос опять таки. Это иногда называют парадоксом «мозга Больцмана».
Смысл этих описаний не в том, чтобы предположить, что мозги Больцмана действительно существуют. Вроде как Кот Шредингера мысленный эксперимент, смысл такого рода мысленного эксперимента состоит в том, чтобы растянуть вещи до их наиболее крайний вывод, как способ показать потенциальные ограничения и недостатки этого способа мышление. Теоретическое существование мозгов Больцмана позволяет риторически использовать их как пример чего-то абсурдного, чтобы проявиться из термодинамических колебаний, как, например, когда Кэрролл говорит:Будут случайные флуктуации теплового излучения, которые приведут к всевозможным маловероятным событиям, включая спонтанное образование галактик, планет и мозгов Больцмана."
Теперь, когда вы понимаете мозг Больцмана как концепцию, вы должны немного приступить к пониманию «парадокса мозга Больцмана», который вызван применением этого мышления до такой абсурдной степени. Опять же, как сформулировано Кэрроллом:
Почему мы попадаем во вселенную, постепенно эволюционирующую из состояния невероятно низкой энтропии, а не в изолированные существа, которые в последнее время колебались от окружающего хаоса?
К сожалению, нет четкого объяснения, чтобы решить эту проблему... таким образом, почему это все еще классифицируется как парадокс. Книга Кэрролла фокусируется на попытках решить вопросы, которые она поднимает энтропия во вселенной и космологическая стрела времени.
Популярная культура и мозги Больцмана
Забавно, но Мозги Больцмана превратили его в популярную культуру несколькими способами. Они появились как быстрая шутка в комикс Дильберта и как инопланетный захватчик в копии «Невероятного Геркулеса».