Cod de acces la site

Paradoxul creierului lui Boltzmann este un argument împotriva ideii că universul din jurul nostru, cu condițiile sale timpurii cu entropie incredibil de scăzută și săgeata timpului care rezultă din aceasta, este pur și simplu o fluctuație statistică în cadrul unui sistem etern care își petrece cea mai mare parte a timpului în echilibru termic. Poți obține un univers ca al nostru în acest fel, dar este mult mai probabil să obții doar o singură galaxie, o singură planetă sau chiar un singur creier – astfel încât ideea fluctuației statistice pare să fie exclusă de experiment. (Cu potențiale consecințe profunde.)

Prima invocare a unui argument în acest sens, din câte știu eu, a venit de la Sir Arthur Eddington în 1931. Dar este un argument destul de simplu, odată ce se acceptă ipotezele (deși rămân critici). Așa că sunt sigur că un număr oarecare de oameni au gândit în linii similare, fără să facă mare caz de asta.

Unul dintre acești oameni, tocmai am observat, a fost Richard Feynman. La sfârșitul capitolului său despre entropie din Prelegerile lui Feynman despre fizică, el se gândește cum se poate obține o săgeată a timpului într-un univers guvernat de legi de bază simetrice în timp.

Din câte știm noi, toate legile fundamentale ale fizicii, cum ar fi ecuațiile lui Newton, sunt reversibile. Atunci de unde vine ireversibilitatea? Ea provine din ordinea care trece la dezordine, dar nu înțelegem acest lucru până când nu cunoaștem originea ordinii. De ce situațiile în care ne aflăm în fiecare zi sunt întotdeauna în afara echilibrului?

Feynman, urmând aceeași logică ca și Boltzmann, contemplă posibilitatea ca noi toți să fim doar o fluctuație statistică.

O posibilă explicație este următoarea. Priviți din nou cutia noastră de molecule albe și negre amestecate. Acum este posibil, dacă așteptăm suficient de mult timp, printr-un accident pur și simplu, extrem de improbabil, dar posibil, ca distribuția moleculelor să ajungă să fie preponderent albă pe o parte și preponderent neagră pe cealaltă. După aceea, pe măsură ce timpul trece și accidentele continuă, ele se amestecă din nou tot mai mult.

Atunci, o posibilă explicație a gradului ridicat de ordine din lumea actuală este că este doar o chestiune de noroc. Poate că s-a întâmplat ca universul nostru să fi avut o fluctuație de un anumit fel în trecut, în care lucrurile s-au separat oarecum, iar acum ele aleargă din nou împreună. Acest tip de teorie nu este nesimetrică, deoarece ne putem întreba cum arată gazul separat fie puțin în viitor, fie puțin în trecut. În ambele cazuri, vedem o pată gri la interfață, deoarece moleculele se amestecă din nou. Indiferent de direcția în care parcurgem timpul, gazul se amestecă. Așadar, această teorie ar spune că ireversibilitatea este doar unul dintre accidentele vieții.

Dar, bineînțeles, ea nu este cu adevărat suficientă ca explicație pentru universul real în care trăim, din aceleași motive pe care le-a dat Eddington – argumentul creierului Boltzmann.

Am dori să susținem că nu este cazul. Să presupunem că nu privim toată cutia deodată, ci doar o bucată din ea. Apoi, la un moment dat, să presupunem că descoperim o anumită cantitate de ordine. În această bucățică, albul și negrul sunt separate. Ce ar trebui să deducem despre starea din locurile în care nu ne-am uitat încă? Dacă credem cu adevărat că ordinea a apărut dintr-o dezordine completă printr-o fluctuație, trebuie să luăm cu siguranță fluctuația cea mai probabilă care ar putea să o producă, iar condiția cea mai probabilă nu este aceea că și restul a devenit dezordonat! Prin urmare, pornind de la ipoteza că lumea este o fluctuație, toate previziunile sunt că, dacă ne uităm la o parte a lumii pe care nu am mai văzut-o până acum, o vom găsi amestecată și nu la fel ca bucata la care tocmai ne-am uitat. Dacă ordinea noastră s-ar datora unei fluctuații, nu ne-am aștepta la ordine nicăieri altundeva decât acolo unde tocmai am observat-o.

După ce subliniază că, de fapt, vedem ordine (entropie scăzută) în locuri noi tot timpul, el continuă să sublinieze originea cosmologică a legii a doua și săgeata timpului:

Prin urmare, concluzionăm că universul nu este o fluctuație și că ordinea este o amintire a condițiilor de la începutul lucrurilor. Aceasta nu înseamnă că înțelegem logica acestui lucru. Dintr-un motiv oarecare, universul a avut la un moment dat o entropie foarte scăzută pentru conținutul său energetic, iar de atunci entropia a crescut. Așadar, aceasta este calea spre viitor. Aceasta este originea tuturor ireversibilităților, aceasta este ceea ce face ca procesele de creștere și decădere, ceea ce ne face să ne amintim trecutul și nu viitorul, să ne amintim lucrurile care sunt mai aproape de acel moment din istoria universului când ordinea era mai mare decât acum și de ce nu suntem capabili să ne amintim lucrurile în care dezordinea este mai mare decât acum, ceea ce numim viitor.

Și încheie prin a observa că înțelegerea noastră a universului timpuriu va trebui să se îmbunătățească înainte de a putea răspunde la aceste întrebări.

Acest sens unic este interrelaționat cu faptul că clichetul face parte din univers. El face parte din univers nu numai în sensul că se supune legilor fizice ale universului, dar comportamentul său unidirecțional este legat de comportamentul unidirecțional al întregului univers. Nu poate fi complet înțeles până când misterul începuturilor istoriei universului nu va fi redus și mai mult de la speculații la înțelegere științifică.

Încă mai lucrăm la asta.