什么是玻尔兹曼大脑假说?

Boltzmann brains是Boltzmann的理论预测'关于热力学时间箭头的解释。虽然路德维希·博尔兹曼本人从未讨论过这个概念,但当宇宙学家应用他关于随机波动的想法来理解整个宇宙时,它们就出现了食品安全小常识

Boltzmann Brain Background

路德维希·博尔兹曼(Ludwig Boltzmann)是十九世纪热力学领域的创始人之一。其中一个关键概念是热力学第二定律,它说封闭系统的熵总是增加。由于宇宙是一个封闭的系统,我们预计熵会随着时间的推移而增加。这意味着,在给定足够的时间的情况下,宇宙最有可能的状态是一切都处于热力学平衡状态的状态,但我们显然不存在于这种类型的宇宙中,因为毕竟存在秩序我们以各种形式围绕着我们,尤其是我们存在的事实。

考虑到这一点,我们可以应用人类原理来告知我们的推理,考虑到我们实际上确实存在。在这里,逻辑变得有点混乱,所以我们将从更详细的情况来看,借用这些词。正如宇宙学家Sean Carroll在"中所描述的那样;从永恒到这里:"

玻尔兹曼引用了人类原理(尽管他没有'不称之为)来解释为什么我们会发现自己处于一个非常常见的平衡阶段:在均衡状态下,生命不可能存在。显然,我们要做的是在这样一个对生命好客的宇宙中找到最常见的条件。或者,如果我们想更加小心,也许我们应该寻找不仅对生活好客,而且对我们认为我们是的特定类型的聪明和自我意识的生活好客的条件….

我们可以将这个逻辑带到最终结论。如果我们想要的是single planet,我们当然不需要1000亿个恒星,每个恒星都有1000亿颗。如果我们想要的是一个人,我们当然不需要一个完整的星球。但是,如果事实上我们想要的是一个能够思考世界的单一智慧,我们甚至不需要整个人-我们只需要他或她的大脑。

所以这种情况的减少和远隔是这种多种情况下绝大多数的智能将是孤独的,无形的大脑,他们逐渐从周围的混乱中波动出来,然后逐渐溶解回来。这种悲伤的生物被Andreas Albrecht和Lorenzo Sorbo命名为"Boltzmann brains"….

在2004年的一篇论文中,Albrecht和Sorbo在他们的论文中讨论了"Boltzmann brains"

一个世纪以前,玻尔兹曼认为一个“宇宙学”,在这个宇宙中,观测到的宇宙应该被认为是一种偏离某种平衡状态的罕见波动。对这种观点的预测,相当普遍,是我们生活在一个宇宙中,该宇宙**化了与现有观测结果一致的系统总熵。其他大学只是发生了更为罕见的波动。这意味着尽可能多地发现系统处于平衡状态。

从这个角度来看,我们发现我们周围的宇宙如此之低熵状态是非常令人惊讶的。实际上,这种推理的逻辑结论是完全溶解的。与你所知道的一切一致的最可能的波动仅仅是你的大脑(充满了沉陷的深层场,WMAP数据等的“记忆”)在混乱中波动,然后再次立即平衡回到混乱中。这有时被称为“玻尔兹曼的大脑”悖论。

这些描述的重点并不是暗示玻尔兹曼大脑实际上存在。就像Schroedinger'cat思想实验,这种思想实验的重点是将事物延伸到最极端的结论,作为显示这种思维方式潜在局限和缺陷的一种手段。玻尔兹曼大脑的理论存在使你能够修辞地将它们用作热力学波动中表现出来的悖论的一个例子,就像卡罗尔说的那样"热辐射会随机波动,导致各种不太可能的事件-包括自发生成的星系,行星和玻尔兹曼大脑。"

现在你把玻尔兹曼的大脑理解为一个概念,但是,你必须继续理解"玻尔兹曼大脑悖论"这是将这种思想应用于这种疯狂的程度而引起的。同样,由卡罗尔制定:

为什么我们发现自己处于一个从极低熵状态逐渐演变而来的宇宙中,而不是最近从周围混乱中波动的孤立生物?

不幸的是,没有明确的解释来解决这个问题。。。因此,为什么它仍然被归类为悖论。卡罗尔'这本书的重点是试图解决它提出的关于宇宙熵和宇宙时间箭头的问题。

流行文化和玻尔兹曼大脑

有趣的是,玻尔兹曼大脑以几种不同的方式将其融入流行文化。他们在Dilbert漫画中表现得很快,在"的副本中表现为外国入侵者;令人难以置信的大力神。"