ما هي فرضية عقول بولتزمان

تتنبأ النماذج الكونية الحديثة بظهور عقول بولتزمان، وهم المراقبون الذين يتقلبون بشكل عشوائي خارج الحمام الحراري بدلا من التطور الطبيعي من الانفجار الكبير BIG BONG. يرفض العديد من الخبراء نظرية Bratzmann Brain والتي تفترض وجود معظم المراقبين، لأن المشكلة الرئيسية في هذه النظرية هي تقلبات المراقبين المطابقين محليا للمراقبين العاديين، ولا يمكن إخفاء وجودهم باستخدام اختيارات احتمالية. لا يتعلق الأمر بأن وجود هذه الأنواع من المراقبين يستبعد البيانات، ولكن النظريات التي تتنبأ بها غير مستقرة إدراكيا، ولا يمكن الاعتماد عليها في استثمار الوقت والتصديق عليها في نفس الوقت.

فرضية عقول بولتزمان

بدأت هذه النظرية بالظهور في أواخر القرن التاسع عشر عندما كان لودفيج بولتزمان يحاول إثبات أن قابلية انعكاس الوقت في الفيزياء الدقيقة متوافقة مع زيادة الأحادية الاتجاهية الديناميكية الحرارية للديناميكا الحرارية العادية.

كان حلمه عبقريًا، إذ تخيل أن الكون قد وصل إلى التوازن الحراري. ونظرًا لأن الكون جزيئي في الأساس، فإن التوازن يعتبر ديناميًا. وعلى سبيل المثال، يتم توزيع الغاز بشكل متساوٍ في المساحة المتاحة، ولكن الحركات الجزيئية العشوائية ستؤدي إلى عدم توازن كثافة الغاز بشكل عام .

يمكن أن تحدث تقلبات واسعة، وقد يؤدي تذبذب كبير جدا إلى زيادة ضغط الغاز لفترة وجيزة على جانب واحد من الغرفة، ثم يتبع ذلك انخفاضا في الانتروبيا للغاز لفترة وجيزة قبل أن يتمدد تلقائيا. احتمالية حدوث هذه الانضغاطات العفوية صغيرة للغاية، وليس فقط صغيرة بل مثيرة للإعجاب بشكل مدهش. يحتوي الحجم العادي للغاز على 1024 جزيء يتحركون بشكل مستقل عن بعضهم البعض، واحتمالية أن تكون جميع هذه الجزيئات في الجانب الأيسر من الغرفة هي 1/2 مرفوعة إلى قوة 1024، وهذا يشبه الرقم اللامتناهي في الحجم.

شرح فرضية عقول بولتزمان

لنفترض وجود حاوية بسيطة تحتوي فقط على غاز في غرفة. إذا تم ضغط الغاز على جانب واحد من الغرفة في حالة منخفضة من الانتروبيا، فقد يكون ذلك نتيجة لتغير عفوي في حالة التوازن. أو يمكن أن تكون الانتروبيا لا تزال أقل من الحالة الأولية. ربما تم ضغطه في وقت سابق إلى ربع الحجم بواسطة تغير عفوي مختلف. الاحتمال الأول بعيد تماما.

الاحتمال الثاني هو الأكثر احتمالا، حيث يتطلب الظهور العفوي لحالة سابقة من انخفاض الانتروبيا. في هذا السيناريو، ينشأ انخفاض الانتروبيا على الأرجح بسبب التغيرات في حالة الكون السابقة. ومن خلال هذا الاستنتاج، وجد بولتزمان طريقة لتوفير توافق بين انعكاس الزمن في الفيزياء الدقيقة وزيادة اتجاه الانتروبيا الديناميكية الحرارية في اتجاه واحد. من المرجح أن يكون الارتفاع السابق للانتروبيا نشأ بسبب التغيرات وأنه سيعود على الأرجح إلى حالة ارتفاع الانتروبيا.

وهذا يعني أن الانتروبيا تزداد من حالة القصور الحراري إلى الماضي والمستقبل. على عكس ما قد تتخيلينه، فإن الانتروبيا الديناميكية الحرارية تزداد بمرور الوقت ولا تعطينا الاتجاه المفضل في الوقت المناسب بعد كل شيء. وبالتالي، تبدو حجة بولتزمان نظرية مقنعة للغاية، لكنها تواجه الكثير من الانتقادات، خصوصا إذا أردنا تطبيقها على أنفسنا .

هذا هو اقتراح أدمغة بولتزمان الذي ظهر لأول مرة تحت هذا الاسم في العمل الذي قام به أندرياس ألبريشت ولورنزو سوربو.

فرضية عقول بولتزمان و الفيزياء

تخبرنا حجة بولتزمان الأصلية أن النظام الحراري عند التوازن سيتذبذب في النهاية بعيدا عن الاستقرار، وأن التذبذبات الكبيرة جدا ممكنة، على الرغم من احتمالية ضئيلة جدا. هذا يكفي نظريته لإثبات توافق الديناميكا الحرارية العادية والفيزياء القابلة للانعكاس الزمني، حيث يكون كل ما يحتاجه هو وجود حالات انتروبيا منخفضة تنشأ كتذبذبات، مع وجود ماض انتروبي أعلى ومستقبل.

الخطوة الإضافية تتجاوز التقلبات في التوازن الحراري وتؤدي إلى حالة منخفضة للإنتروبيا. يجب أن تكون هذه الحالة منخفضة الإنتروبيا مشابهة للحالة الحالية التي نعيشها. قد يكون الوجود المؤقت للدماغ مشابها لدماغنا، أو قد يكون جزءا أكبر من الكون يشبه عالمنا تماما، مع وجود مراقبين جسديين حساسين. لتحقيق هذا النوع من الحالات المنخفضة للإنتروبيا، يجب أن تتم عملية التقلبات بشكل أكبر من حالة التوازن الحراري المتقلب. نحتاج إلى مزيد من الأدلة لإثبات أن هذا النوع الخاص من الحالات يمكن أن ينشأ من التقلبات الحرارية، وبالتالي يمكن استنتاج افتراضين

فرضية  التكرار

النتيجة المألوفة للميكانيكا الإحصائية هي نظرية بوانكاريه المتكررة. يخبرنا أن تطور الوقت للنظام الحراري سيعيد النظام في النهاية إلى منطقة صغيرة تعسفية من نقطة انطلاقه. ومن ثم، إذا كان من الممكن في أي وقت أن يكون لدينا عالم به مراقبون مثلنا، فعندئذ، حتى لو تدهورنا حراريًا، مع مرور الوقت، سيتم إعادة تشكيلنا قريبًا بما فيه الكفاية؛ وسيحدث غالبًا إلى ما لا نهاية في وقت لا نهائي.

ينبع هذا الافتراض من حقيقة أن العقول، مثل أدمغتنا، يمكن أن تنشأ، كما نعتقد، عن طريق العمليات التطورية العادية. ونظرا لأنها تنشأ فقط في سياقات بيئية مضيافة أكبر، فإن حجة التكرار تمنحنا فقط تكرار هذه السيناريوهات الأكبر. وهذه الحجة المتكررة لا تمنحنا أدمغة معزولة موجودة لحظات، حيث يتعين علينا أن نفترض قدراتها في المقام الأول. وهذا يجعل الحجة دائرية.

فرضية انعكاس الوقت

يعتقد أن دماغا منعزلا أو عالما به مراقبون حساسون مثلنا سيتحلل حراريا بمرور الوقت حتى يصل إلى موت حراري نهائي متوازن. إذا كانت فيزياؤنا الدقيقة قابلة للانعكاس الزمني، يمكن أن تحدث العملية العكسية: يمكن أن تتطور حالة التوازن الحراري في الاتجاه العكسي إلى دماغ منعزل أو عالم به مراقبون حساسون مثلنا. ستظهر كتقلبات غير محتملة للغاية في التوازن الحراري.

عندما نطرح هذه الحجج بطريقة صريحة، يتضح سريعًا أنها هشة للغاية، ويجب العثور على حجج وأدلة جديدة.

عكس الوقت في فرضية بولتزمان

من المفترض أن الفزياء دقيقة و يمكن عكسها بمرور الوقت لكن حسب بولتزمان سيصبح الأمر غير منطقي  . أولاً ، التفاعل الضعيف في فيزياء الجسيمات ليس  له انعكاس ثابت في الوقت . قد يتساءل المرء ما إذا كان مجرد تفاعل “ضعيف” يمكن أن يكون له أهمية. بل له أهمية لأن حجج عكس  الوقت تتطلب  فيزياء قابلة للانعكاس الزمني.

إذا فشلت هذه القابلية للعكس ، فلا يمكن تثبيت الحجة. بالمقابل ، لا يمكننا أن نجادل عموما ضد احتمال وجود آلة حركة دائمة إذا كان لقانون الحفاظ على الطاقة استثناءات ، حتى لو كانت ضعيفة.حول ما إذا كان التفاعل الضعيف يؤثر على الأنظمة البيولوجية ، تذكر أن التفاعل الضعيف يتوسط في الاضمحلال الإشعاعي. يمكن أن يسبب النشاط الإشعاعي طفرات جينية ويمكن أن تظهر هذه الطفرات بشكل أساسي في تاريخ تطوري معين. وبالتالي لا يمكننا أن نطمئن إلى أن تاريخ التطور يمكن أن يسير في الاتجاه المعاكس.

هذه الفيزياء لا يمكن عكس الزمن فيها. ثانيا، يتضمن الحساب القياسي للقياس الميكانيكي الكمي انهيارا لا رجعة فيه لموجة الكم عند القياس. إذا كان هذا الانهيار حقيقيا، فإن الفيزياء الدقيقة بعيدة جدا عن عكس الزمن الثابت. ولذلك، لا يزال القياس الكمي موضوعا لجدل ساخن في فلسفة الفيزياء، ولا يزال هناك العديد من الفرضيات التي تتطلب الكثير من العمل.