Boltzmannovi možgani so teoretična napoved Boltzmannove razlage o termodinamični puščici časa. Čeprav Ludwig Boltzmann sam ni nikoli razpravljal o tem konceptu, so nastali, ko so kozmologi uporabili njegove ideje o naključnih nihanjih, da bi razumeli vesolje kot celoto.
Boltzmannovo možgansko ozadje
Ludwig Boltzmann je bil eden od ustanoviteljev tega področja termodinamika v devetnajstem stoletju. Eden ključnih konceptov je bil drugi zakon termodinamike, ki pravi, da je entropija od a zaprt sistem vedno poveča. Ker je vesolje zaprt sistem, bi pričakovali, da se bo entropija sčasoma povečala. To pomeni, da je glede na dovolj časa najverjetnejše stanje vesolja tisto, kjer je vse v termodinamičnem ravnovesju, vendar jasno ne obstajajo v tovrstnem vesolju, saj navsezadnje obstaja red okoli nas v različnih oblikah, ne nazadnje je dejstvo, da obstajajo.
S tem v mislih lahko uporabimo antropično načelo za obveščanje o svojih sklepih in pri tem upoštevamo, da v resnici obstajamo. Tu se logika nekoliko zmede, zato si bomo besede izposodili iz nekaj podrobnejših pogledov na situacijo. Kot je opisal kozmolog Sean Carroll v "Od večnosti do tu:"
Se je pozval Boltzmann antropično načelo (čeprav tega ni poklical), da bi razložil, zakaj se ne bi znašli v eni zelo pogostih faz ravnotežja: V ravnotežju življenje ne more obstajati. Jasno je, da želimo najti najpogostejše pogoje v takšnem vesolju, ki so gostoljubni do življenja. Ali če želimo biti bolj previdni, bi morda morali iskati pogoje, ki niso samo gostoljubni življenje, vendar gostoljubno do posebne vrste inteligentnega in samozavednega življenja, o katerem radi mislimo, da smo so ...
To logiko lahko pripeljemo do njenega končnega zaključka. Če hočemo en sam planet, zagotovo ne potrebujemo sto milijard galaksij s sto milijardami zvezd. In če hočemo samostojno osebo, vsekakor ne potrebujemo celega planeta. Če pa dejansko želimo eno samo inteligenco, ki lahko razmišlja o svetu, sploh ne potrebujemo celega človeka - potrebujemo le njegove možgane.
Torej reductio ad absurdum tega scenarija je, da bo velika večina pameti v tej multiverzi osamljena, razsodni možgani, ki postopoma nihajo iz okoliškega kaosa in se nato postopoma raztopijo nazaj vanj. Tako žalostna bitja sta Andreas Albrecht in Lorenzo Sorbo poimenovala "možgane Boltzmanna" ...
V članku iz leta 2004 sta Albrecht in Sorbo v svojem eseju razpravljala o "Boltzmannovih možganih":
Pred stoletjem je Boltzmann veljal za „kozmologijo“, kjer bi bilo treba opazovano vesolje obravnavati kot redko gibanje iz nekega ravnotežnega stanja. Na splošno gledano napoved tega stališča je, da živimo v vesolju, ki maksimira popolno entropijo sistema v skladu z obstoječimi opažanji. Druga vesolja se preprosto pojavljajo kot precej redkejša nihanja. To pomeni, da je treba čim večkrat v ravnotežju najti sistem.
S tega vidika je zelo presenetljivo, da smo našli vesolje okoli nas v tako nizkem entropijskem stanju. Pravzaprav je logični zaključek tega sklepa skrajno solipsističen. Najverjetnejša sprememba, skladna z vsem, kar veste, so preprosto vaši možgani (skupaj s "spomini" na Hubble Globoka polja, WMAP podatki itd.) Fl spreminjajo se iz kaosa in nato takoj izravnajo nazaj v kaos ponovno. Temu včasih rečemo paradoks "Boltzmannov možgani".
Bistvo teh opisov ni v tem, da bi lahko sklepali, da možgani Boltzmanna dejansko obstajajo. Nekako kot Schroedingerjeva mačka Miselni eksperiment, smisel tovrstnega miselnega eksperimenta je, da stvari raztegnejo po svojih močeh skrajni zaključek kot sredstvo za prikaz potencialnih omejitev in pomanjkljivosti tega načina razmišljanje. Teoretični obstoj Boltzmannovih možganov vam omogoča, da jih retorično uporabljate kot primer nečesa nesmiselnega, kar bi se pokazalo iz termodinamičnih nihanj, kot če Carroll pravi: "V toplotnem sevanju se bodo pojavila naključna nihanja, ki bodo privedla do različnih vrst malo verjetnih dogodkov - tudi do spontane generacije galaksij, planetov in možganov Boltzmanna."
Zdaj, ko razumete Boltzmannove možgane kot koncept, morate nekoliko naprej razumeti "Boltzmannov paradoks možganov", ki ga povzroča uporaba tega razmišljanja na tej absurdni stopnji. Spet, kot je formuliral Carroll:
Zakaj smo v vesolju, ki se postopoma razvija iz stanja neverjetno nizke entropije, namesto da bi bili osamljena bitja, ki so nedavno nihala iz okoliškega kaosa?
Na žalost ni jasne razlage, ki bi to rešila... zato je še vedno uvrščen med paradoks. Carroll-ova knjiga se osredotoča na poskušanje rešitve vprašanj, ki jih zastavlja entropija v vesolju in kozmološki puščici časa.
Priljubljena kultura in Boltzmannovi možgani
Zabavno se je Boltzmann Brains v popularno kulturo prelevil na nekaj različnih načinov. Prikazali so se kot hitra šala stripov o Dilbertu in kot napadalec tujcev v kopiji "Neverjetnega Herkula."