Honlap hozzáférési kód

A Boltzmann-agy paradoxon egy érv az ellen az elképzelés ellen, hogy a minket körülvevő világegyetem, a hihetetlenül alacsony entrópiájú korai állapotokkal és az ebből következő idő nyilával, egyszerűen egy statisztikai ingadozás egy örökkévaló rendszeren belül, amely ideje nagy részét termikus egyensúlyban tölti. Így is létrejöhet egy olyan univerzum, mint a miénk, de túlnyomóan valószínűbb, hogy csak egyetlen galaxist, vagy egyetlen bolygót, vagy akár csak egyetlen agyat kapunk – így a statisztikai ingadozás ötletét a kísérlet kizárni látszik. (Ami potenciálisan mélyreható következményekkel járhat.)

Az első ilyen irányú érvelés, amennyire én tudom, Sir Arthur Eddingtontól származik 1931-ben. De ez egy meglehetősen egyszerű érv, ha elfogadjuk a feltételezéseket (bár továbbra is vannak kritikusai). Tehát biztos vagyok benne, hogy bármennyi ember gondolkodott hasonló irányban, anélkül, hogy nagy ügyet csináltak volna belőle.

Egyik ilyen ember, most vettem észre, Richard Feynman volt. A Feynman Lectures on Physics című könyvében az entrópiáról szóló fejezetének végén elgondolkodik azon, hogyan kaphatunk időnyilat egy olyan univerzumban, amelyet időszimmetrikus alaptörvények irányítanak.

Mennyire tudjuk, a fizika minden alapvető törvénye, például Newton egyenletei, reverzibilisek. Akkor honnan ered az irreverzibilitás? Abból származik, hogy a rend rendetlenségbe megy át, de ezt addig nem értjük, amíg nem ismerjük a rend eredetét. Miért van az, hogy a helyzetek, amelyekben nap mint nap találjuk magunkat, mindig kiesnek az egyensúlyból?

Feynman, ugyanazt a logikát követve, mint Boltzmann, elgondolkodik azon a lehetőségen, hogy mindannyian csak statisztikai fluktuáció vagyunk.

Egy lehetséges magyarázat a következő. Nézzük meg újra a fehér és fekete molekulák keverékéből álló dobozunkat. Most lehetséges, ha elég sokáig várunk, hogy puszta, durván valószínűtlen, de lehetséges véletlen folytán a molekulák eloszlása az egyik oldalon túlnyomórészt fehér, a másikon pedig túlnyomórészt fekete lesz. Ezután, ahogy telik az idő és a véletlenek folytatódnak, ismét jobban összekeverednek.

A mai világ nagyfokú rendezettségének egyik lehetséges magyarázata tehát az, hogy ez csak a szerencse kérdése. Talán a világegyetemünkben történetesen volt valamilyen fluktuáció a múltban, amelyben a dolgok kissé szétváltak, és most újra összefutnak. Ez a fajta elmélet nem szimmetrikus, mert megkérdezhetjük, hogy a szétválasztott gáz hogyan néz ki akár egy kicsit a jövőben, akár egy kicsit a múltban. Mindkét esetben szürke maszatot látunk a határfelületen, mert a molekulák újra keverednek. Mindegy, hogy melyik irányba futtatjuk az időt, a gáz keveredik. Ez az elmélet tehát azt mondaná, hogy a visszafordíthatatlanság csak az élet egyik véletlenje.

De persze ez nem igazán elégséges magyarázat a valós világegyetemre, amelyben élünk, ugyanazokból az okokból, amelyeket Eddington is említett – a Boltzmann-agy érvelésből.

Mi azt szeretnénk állítani, hogy ez nem így van. Tegyük fel, hogy nem az egész dobozt nézzük egyszerre, hanem csak a doboz egy darabját. Aztán tegyük fel, hogy egy bizonyos pillanatban felfedezünk egy bizonyos rendet. Ezen a kis darabon a fehér és a fekete külön van. Mire következtethetünk az állapotra azokon a helyeken, ahol még nem néztük meg? Ha valóban azt hisszük, hogy a rend a teljes rendetlenségből egy ingadozás révén keletkezett, akkor bizonyára azt a legvalószínűbb ingadozást kell vennünk, amely ezt előidézhette, és a legvalószínűbb állapot nem az, hogy a többi rész is szétvált! Ezért abból a hipotézisből, hogy a világ egy fluktuáció, az összes előrejelzés az, hogy ha a világ egy olyan részét nézzük meg, amelyet még soha nem láttunk, akkor azt összekeveredve fogjuk találni, és nem úgy, mint azt a darabot, amelyet az előbb néztünk meg. Ha a rendünk egy fluktuációnak lenne köszönhető, akkor nem várnánk rendet sehol máshol, mint ahol éppen észrevettük.”

Miután rámutat, hogy valójában mindig új helyeken látunk rendet (alacsony entrópiát), a továbbiakban a második törvény kozmológiai eredetét és az idő nyilát hangsúlyozza:

Ezekből arra következtetünk, hogy a világegyetem nem egy fluktuáció, és hogy a rend a dolgok kezdetekor fennálló állapotok emléke. Ez nem jelenti azt, hogy értjük a logikát. Valamilyen oknál fogva a világegyetemnek valamikor nagyon alacsony entrópiája volt az energiatartalmához képest, és azóta az entrópia megnőtt. Ez tehát a jövő felé vezető út. Ez minden visszafordíthatatlanság eredete, ez az, ami miatt a növekedés és a bomlás folyamatai, ami miatt a múltra emlékszünk és nem a jövőre, emlékszünk azokra a dolgokra, amelyek közelebb vannak a világegyetem történetének ahhoz a pillanatához, amikor a rend nagyobb volt, mint most, és miért nem vagyunk képesek emlékezni azokra a dolgokra, ahol a rendezetlenség nagyobb, mint most, amit mi jövőnek nevezünk.

És azzal zárja, hogy megjegyzi, hogy a korai világegyetemről alkotott ismereteinknek még javulniuk kell, mielőtt választ kaphatunk ezekre a kérdésekre.

Ez az egyirányúság összefügg azzal a ténnyel, hogy a racsni a világegyetem része. Nemcsak abban az értelemben része a világegyetemnek, hogy engedelmeskedik a világegyetem fizikai törvényeinek, hanem egyirányú viselkedése az egész világegyetem egyirányú viselkedéséhez kötődik. Nem lehet teljesen megérteni mindaddig, amíg a világegyetem történetének kezdeteinek rejtélyét a spekulációból még tovább nem csökkentjük tudományos megértéssé.

Még dolgozunk rajta.

Még dolgozunk rajta.