Kód přístupu na webové stránky

Paradox Boltzmannova mozku je argumentem proti myšlence, že vesmír kolem nás s jeho neuvěřitelně nízkou entropií na počátku a následnou šipkou času je pouhou statistickou fluktuací v rámci nějakého věčného systému, který tráví většinu času v tepelné rovnováze. Takto můžete získat vesmír, jako je ten náš, ale s drtivou pravděpodobností získáte jen jedinou galaxii nebo jedinou planetu, nebo dokonce jen jediný mozek – takže myšlenka statistické fluktuace se zdá být experimentem vyloučena. (S potenciálně hlubokými důsledky.)

První argument v tomto smyslu, pokud vím, použil sir Arthur Eddington v roce 1931. Ale je to poměrně přímočarý argument, jakmile připustíte předpoklady (i když zůstávají kritici). Jsem si tedy jistý, že podobně uvažovala jakákoli řada lidí, aniž by z toho dělali velkou vědu.

Jedním z těchto lidí, jak jsem si právě všiml, byl Richard Feynman. Na konci své kapitoly o entropii ve Feynmanových přednáškách o fyzice se zamýšlí nad tím, jak získat šipku času ve vesmíru, který se řídí časově symetrickými základními zákony.

Pokud víme, všechny základní fyzikální zákony, například Newtonovy rovnice, jsou reverzibilní. Odkud se tedy bere nevratnost? Pochází z řádu přecházejícího v neřád, ale tomu nerozumíme, dokud neznáme původ řádu. Čím to je, že situace, v nichž se každý den ocitáme, jsou vždy mimo rovnováhu?“

Feynman se podle stejné logiky jako Boltzmann zamýšlí nad možností, že jsme všichni jen statistickou fluktuací.

Jedním z možných vysvětlení je následující. Podívejte se znovu na naši krabici se smíšenými bílými a černými molekulami. Nyní je možné, pokud budeme čekat dostatečně dlouho, pouhou, krajně nepravděpodobnou, ale možnou náhodou, že se rozložení molekul dostane tak, že na jedné straně bude převážně bílá a na druhé převážně černá. Poté, jak čas plyne a náhody pokračují, se opět více promíchají.

Jedním z možných vysvětlení vysokého stupně uspořádanosti v současném světě je tedy to, že je to jen otázka štěstí. Možná náš vesmír náhodou prodělal v minulosti nějaký výkyv, při němž se věci poněkud rozdělily, a nyní se opět rozbíhají dohromady. Tento druh teorie není nesymetrický, protože se můžeme ptát, jak vypadá oddělený plyn buď trochu v budoucnosti, nebo trochu v minulosti. V obou případech vidíme na rozhraní šedou šmouhu, protože se molekuly opět mísí. Ať běžíme časem jakýmkoli směrem, plyn se mísí. Tato teorie by tedy říkala, že nevratnost je jen jednou z náhod života.

Ale samozřejmě nestačí jako vysvětlení skutečného vesmíru, ve kterém žijeme, a to ze stejných důvodů, které uvedl Eddington – argument Boltzmannova mozku.

Rádi bychom tvrdili, že tomu tak není. Předpokládejme, že se nedíváme na celou krabici najednou, ale pouze na její část. Pak předpokládejme, že v určitém okamžiku objevíme určitý řád. V tomto malém kousku jsou bílá a černá barva oddělené. Co bychom měli vyvodit o stavu v místech, kam jsme se dosud nepodívali? Pokud skutečně věříme, že řád vznikl z naprostého nepořádku fluktuací, musíme jistě vzít nejpravděpodobnější fluktuaci, která jej mohla vyvolat, a nejpravděpodobnější podmínkou není, že se rozpojil i zbytek! Z hypotézy, že svět je fluktuace, tedy vyplývají všechny předpovědi, že pokud se podíváme na část světa, kterou jsme nikdy předtím neviděli, zjistíme, že je pomíchaná, a ne jako ta část, na kterou jsme se právě dívali. Kdyby byl náš řád způsoben fluktuací, neočekávali bychom řád nikde jinde než tam, kde jsme si ho právě všimli.

Poté, co poukázal na to, že ve skutečnosti vidíme řád (nízkou entropii) stále na nových místech, pokračuje zdůrazněním kosmologického původu druhého zákona a šipky času:

Dospíváme tedy k závěru, že vesmír není fluktuace a že řád je vzpomínkou na podmínky, kdy věci začínaly. To však neznamená, že rozumíme jeho logice. Z nějakého důvodu měl vesmír kdysi na svůj energetický obsah velmi nízkou entropii a od té doby se entropie zvýšila. To je tedy cesta směrem k budoucnosti. To je původ veškeré nevratnosti, to je to, co způsobuje procesy růstu a rozpadu, co způsobuje, že si pamatujeme minulost, a ne budoucnost, pamatujeme si věci, které jsou blíže tomu okamžiku v historii vesmíru, kdy byl řád vyšší než nyní, a proč si nejsme schopni pamatovat věci, kde je nepořádek vyšší než nyní, což nazýváme budoucností.

A na závěr poznamenává, že naše chápání raného vesmíru se bude muset zlepšit, než budeme schopni na tyto otázky odpovědět.

Tato jednosměrnost souvisí s tím, že západka je součástí vesmíru. Je součástí vesmíru nejen v tom smyslu, že se řídí fyzikálními zákony vesmíru, ale její jednosměrné chování souvisí s jednosměrným chováním celého vesmíru. Nelze ji zcela pochopit, dokud se záhada počátků historie vesmíru ještě více nezredukuje ze spekulací na vědecké poznání.

Na tom stále ještě pracujeme.