什么是玻爾茲曼大腦假說?

Boltzmann brains是Boltzmann的理論預(yù)測'關(guān)于熱力學(xué)時間箭頭的解釋。雖然路德維希·博爾茲曼本人從未討論過這個概念,但當(dāng)宇宙學(xué)家應(yīng)用他關(guān)于隨機(jī)波動的想法來理解整個宇宙時,它們就出現(xiàn)了食品安全小常識。

Boltzmann Brain Background

路德維?!げ柶澛↙udwig Boltzmann)是十九世紀(jì)熱力學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)始人之一。其中一個關(guān)鍵概念是熱力學(xué)第二定律,它說封閉系統(tǒng)的熵總是增加。由于宇宙是一個封閉的系統(tǒng),我們預(yù)計熵會隨著時間的推移而增加。這意味著,在給定足夠的時間的情況下,宇宙最有可能的狀態(tài)是一切都處于熱力學(xué)平衡狀態(tài)的狀態(tài),但我們顯然不存在于這種類型的宇宙中,因為畢竟存在秩序我們以各種形式圍繞著我們,尤其是我們存在的事實。

考慮到這一點,我們可以應(yīng)用人類原理來告知我們的推理,考慮到我們實際上確實存在。在這里,邏輯變得有點混亂,所以我們將從更詳細(xì)的情況來看,借用這些詞。正如宇宙學(xué)家Sean Carroll在"中所描述的那樣;從永恒到這里:"

玻爾茲曼引用了人類原理(盡管他沒有'不稱之為)來解釋為什么我們會發(fā)現(xiàn)自己處于一個非常常見的平衡階段:在均衡狀態(tài)下,生命不可能存在。顯然,我們要做的是在這樣一個對生命好客的宇宙中找到最常見的條件?;蛘?,如果我們想更加小心,也許我們應(yīng)該尋找不僅對生活好客,而且對我們認(rèn)為我們是的特定類型的聰明和自我意識的生活好客的條件….

我們可以將這個邏輯帶到最終結(jié)論。如果我們想要的是single planet,我們當(dāng)然不需要1000億個恒星,每個恒星都有1000億顆。如果我們想要的是一個人,我們當(dāng)然不需要一個完整的星球。但是,如果事實上我們想要的是一個能夠思考世界的單一智慧,我們甚至不需要整個人-我們只需要他或她的大腦。

所以這種情況的減少和遠(yuǎn)隔是這種多種情況下絕大多數(shù)的智能將是孤獨的,無形的大腦,他們逐漸從周圍的混亂中波動出來,然后逐漸溶解回來。這種悲傷的生物被Andreas Albrecht和Lorenzo Sorbo命名為"Boltzmann brains"….

在2004年的一篇論文中,Albrecht和Sorbo在他們的論文中討論了"Boltzmann brains"

一個世紀(jì)以前,玻爾茲曼認(rèn)為一個“宇宙學(xué)”,在這個宇宙中,觀測到的宇宙應(yīng)該被認(rèn)為是一種偏離某種平衡狀態(tài)的罕見波動。對這種觀點的預(yù)測,相當(dāng)普遍,是我們生活在一個宇宙中,該宇宙**化了與現(xiàn)有觀測結(jié)果一致的系統(tǒng)總熵。其他大學(xué)只是發(fā)生了更為罕見的波動。這意味著盡可能多地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。

從這個角度來看,我們發(fā)現(xiàn)我們周圍的宇宙如此之低熵狀態(tài)是非常令人驚訝的。實際上,這種推理的邏輯結(jié)論是完全溶解的。與你所知道的一切一致的最可能的波動僅僅是你的大腦(充滿了沉陷的深層場,WMAP數(shù)據(jù)等的“記憶”)在混亂中波動,然后再次立即平衡回到混亂中。這有時被稱為“玻爾茲曼的大腦”悖論。

這些描述的重點并不是暗示玻爾茲曼大腦實際上存在。就像Schroedinger'cat思想實驗,這種思想實驗的重點是將事物延伸到最極端的結(jié)論,作為顯示這種思維方式潛在局限和缺陷的一種手段。玻爾茲曼大腦的理論存在使你能夠修辭地將它們用作熱力學(xué)波動中表現(xiàn)出來的悖論的一個例子,就像卡羅爾說的那樣"熱輻射會隨機(jī)波動,導(dǎo)致各種不太可能的事件-包括自發(fā)生成的星系,行星和玻爾茲曼大腦。"

現(xiàn)在你把玻爾茲曼的大腦理解為一個概念,但是,你必須繼續(xù)理解"玻爾茲曼大腦悖論"這是將這種思想應(yīng)用于這種瘋狂的程度而引起的。同樣,由卡羅爾制定:

為什么我們發(fā)現(xiàn)自己處于一個從極低熵狀態(tài)逐漸演變而來的宇宙中,而不是最近從周圍混亂中波動的孤立生物?

不幸的是,沒有明確的解釋來解決這個問題。。。因此,為什么它仍然被歸類為悖論??_爾'這本書的重點是試圖解決它提出的關(guān)于宇宙熵和宇宙時間箭頭的問題。

流行文化和玻爾茲曼大腦

有趣的是,玻爾茲曼大腦以幾種不同的方式將其融入流行文化。他們在Dilbert漫畫中表現(xiàn)得很快,在"的副本中表現(xiàn)為外國入侵者;令人難以置信的大力神。"