Kiến thức Phổ thông

Giả thuyết bộ não Boltzmann là gì?

Bộ não Boltzmann là một dự đoán lý thuyết về lời giải thích của Boltzmann về mũi tên nhiệt động của thời gian. Mặc dù chính Ludwig Boltzmann chưa bao giờ thảo luận về khái niệm này, nhưng họ đã xuất hiện khi các nhà vũ trụ học áp dụng ý tưởng của mình về sự dao động ngẫu nhiên để hiểu toàn bộ vũ trụ.

Nền não Boltzmann

Ludwig Boltzmann là một trong những người sáng lập của lĩnh vực nhiệt động lực học trong thế kỷ XIX. Một trong những khái niệm chính là định luật nhiệt động lực học thứ hai, nói rằng entropy của một hệ kín luôn tăng. Vì vũ trụ là một hệ thống khép kín, chúng tôi hy vọng entropy sẽ tăng theo thời gian. Điều này có nghĩa là, khi có đủ thời gian, trạng thái có khả năng nhất của vũ trụ là một nơi mà mọi thứ đều ở trạng thái cân bằng nhiệt động lực học, nhưng rõ ràng chúng ta không tồn tại trong một vũ trụ thuộc loại này. Nhiều hình thức khác nhau, không phải là ít nhất trong số đó là thực tế mà chúng ta tồn tại.

Với suy nghĩ này, chúng ta có thể áp dụng nguyên tắc nhân học để thông báo lý luận của mình bằng cách tính đến việc chúng ta thực sự tồn tại. Ở đây logic có một chút khó hiểu, vì vậy chúng tôi sẽ mượn các từ từ một vài cái nhìn chi tiết hơn về tình huống này. Theo mô tả của nhà vũ trụ học Sean Carroll trong “Từ vĩnh cửu đến đây”

Boltzmann đã viện dẫn nguyên lý nhân học (mặc dù ông không gọi nó là như vậy) để giải thích tại sao chúng ta sẽ không thấy mình ở một trong những pha cân bằng rất phổ biến: Ở trạng thái cân bằng, sự sống không thể tồn tại. Rõ ràng, những gì chúng ta muốn làm là tìm thấy những điều kiện phổ biến nhất trong một vũ trụ như vậy là hiếu khách với cuộc sống. Hoặc, nếu chúng ta muốn cẩn thận hơn, có lẽ chúng ta nên tìm kiếm những điều kiện không chỉ hiếu khách với cuộc sống, mà còn hiếu khách với kiểu sống thông minh và tự giác đặc biệt mà chúng ta muốn nghĩ rằng chúng ta ….

Chúng ta có thể đưa logic này đến kết luận cuối cùng của nó. Nếu thứ chúng ta muốn là một hành tinh, chúng ta chắc chắn không cần một trăm tỷ thiên hà với mỗi trăm tỷ ngôi sao. Và nếu những gì chúng ta muốn là một người, chúng ta chắc chắn không cần cả một hành tinh. Nhưng nếu trên thực tế những gì chúng ta muốn là một trí thông minh duy nhất, có thể nghĩ về thế giới, chúng ta thậm chí không cần cả một người – chúng ta chỉ cần bộ não của người đó.

Vì vậy, phép phản chứng của kịch bản này là phần lớn trí thông minh trong đa vũ trụ này sẽ là những bộ não cô đơn, bị biến dạng, những người dao động dần ra khỏi sự hỗn loạn xung quanh và sau đó dần dần hòa tan vào đó. Những sinh vật đáng buồn như vậy đã được Andreas Albrecht và Lorenzo Sorbo mệnh danh là “bộ não Boltzmann” ….

Trong một bài báo năm 2004, Albrecht và Sorbo đã thảo luận về “bộ não Boltzmann” trong bài luận của họ:

Một thế kỷ trước Boltzmann đã xem xét một vũ trụ học của người Hồi giáo, trong đó vũ trụ quan sát được nên được coi là một phép tính hiếm gặp trong một số trạng thái cân bằng. Dự đoán về quan điểm này, khá chung chung, là chúng ta sống trong một vũ trụ tối đa hóa tổng số entropy của hệ thống phù hợp với các quan sát hiện có. Các vũ trụ khác chỉ đơn giản là xảy ra khi các ứng dụng hiếm hơn nhiều. Điều này có nghĩa là càng nhiều càng tốt của hệ thống nên được tìm thấy ở trạng thái cân bằng càng thường xuyên càng tốt.

Từ quan điểm này, thật đáng ngạc nhiên khi chúng ta tìm thấy vũ trụ xung quanh chúng ta trong trạng thái entropy thấp như vậy. Trong thực tế, kết luận hợp lý của dòng lý luận này là hoàn toàn độc đoán. Khả năng phù hợp nhất với tất cả mọi thứ bạn biết chỉ đơn giản là bộ não của bạn (hoàn thành với bộ nhớ của bộ nhớ của bộ nhớ Hubble Deep, dữ liệu WMAP, v.v.) đưa ra khỏi sự hỗn loạn và sau đó ngay lập tức trở lại hỗn loạn. Điều này đôi khi được gọi là nghịch lý của bộ não Bolt Boltzmann.

Điểm của những mô tả này là không cho thấy bộ não Boltzmann thực sự tồn tại. Giống như thí nghiệm suy nghĩ con mèo của Schroedinger, điểm của loại thí nghiệm suy nghĩ này là kéo dài mọi thứ đến kết luận cực đoan nhất của chúng, như một phương tiện cho thấy những hạn chế và sai sót tiềm tàng của lối suy nghĩ này. Sự tồn tại trên lý thuyết của bộ não Boltzmann cho phép bạn sử dụng chúng một cách khoa học như một ví dụ về một điều gì đó vô lý để biểu hiện ra các biến động nhiệt động lực học, như khi Carroll nói “Sẽ có biến động ngẫu nhiên trong bức xạ nhiệt dẫn đến tất cả các sự kiện không thể xảy ra – bao gồm cả các sự kiện không thể xảy ra – bao gồm thế hệ tự phát của các thiên hà, các hành tinh và bộ não Boltzmann. “

Tuy nhiên, bây giờ bạn đã hiểu bộ não Boltzmann như một khái niệm, bạn phải tiến hành một chút để hiểu “Nghịch lý não Boltzmann” gây ra bằng cách áp dụng suy nghĩ này vào mức độ vô lý này. Một lần nữa, theo công thức của Carroll:

Tại sao chúng ta thấy mình trong một vũ trụ phát triển dần dần từ trạng thái entropy cực kỳ thấp, thay vì là những sinh vật bị cô lập gần đây dao động từ sự hỗn loạn xung quanh?

Thật không may, không có lời giải thích rõ ràng để giải quyết điều này … vì vậy tại sao nó vẫn được phân loại là một nghịch lý. Cuốn sách của Carroll tập trung vào việc cố gắng giải quyết các câu hỏi mà nó đưa ra về entropy trong vũ trụ và mũi tên vũ trụ của thời gian.

Văn hóa đại chúng và bộ não Boltzmann

Thật thú vị, bộ não Boltzmann đã biến nó thành văn hóa phổ biến theo một vài cách khác nhau. Họ xuất hiện như một trò đùa nhanh trong truyện tranh Dilbert và là kẻ xâm lược ngoài hành tinh trong một bản sao của “The Incredible Hercules”.

Tụ điện xoay chiều là gì? - Tại sao các tụ điện chỉ hoạt động trên AC? Tụ điện bắt đầu chống lại điện áp đặt trên nó và cuối cùng không còn dòng điện trong hệ thống vì tụ điện được tích điện và ở điện áp bằng với nguồn điện áp DC. Bây giờ giả sử chúng ta đã làm… Đọc thêm
Chủ đề trong bài
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker