Представьте себе на мгновение, что всё, что вы помните — ваш первый школьный день, вкус утреннего кофе, знания о законах физики и даже осознание того, кто вы есть — возникло всего секунду назад. В бескрайнем тепловом хаосе Вселенной атомы случайно сложились в сложную структуру: ваш мозг, обладающий всеми этими ложными «воспоминаниями». Согласно законам статистической механики, такая вероятность существует, и это гипотетическое существо называют «больцмановским мозгом».
Новое исследование физиков Дэвида Уолперта, Карло Ровелли и Джордана Шарнхорста, опубликованное в журнале Entropy, использует строгий математический аппарат, чтобы разобраться, насколько обоснованы наши претензии на знание реального прошлого.
Парадокс времени и симметрия физики
В основе проблемы лежит глубокое противоречие между повседневным опытом и фундаментальной физикой. Мы привыкли, что время течет в одну сторону: от порядка к хаосу (рост энтропии). Однако законы Ньютона и современная классическая физика симметричны во времени.
Если мы возьмем текущее состояние Вселенной с её относительно низкой энтропией и применим к нему чистую математику, то получим пугающий результат. Вероятнее всего, что в будущем энтропия вырастет, но — и в этом кроется ловушка — согласно статистике, она должна была быть выше и в прошлом. С точки зрения теории вероятностей, гораздо логичнее предположить, что мы — временная случайная флуктуация (тот самый «больцмановский мозг»), чем верить, что Вселенная началась с невероятно упорядоченного Большого взрыва.
Ловушка кругового рассуждения
Почему же мы так уверены, что наши воспоминания реальны? Мы полагаемся на записи, учебники и собственные нейроны. Мы верим, что отпечатки ног на пляже означают, что там кто-то прошел, а кратеры на Луне — свидетельства столкновений с метеоритами в прошлом.
Авторы исследования указывают на фундаментальную проблему кругового рассуждения:
- Мы верим памяти, потому что доверяем Второму закону термодинамики (энтропия растет, оставляя следы прошлого).
- Мы верим во Второй закон термодинамики, потому что наши экспериментальные данные и записи подтверждают его.
- Но сами эти записи мы считаем надежными только потому, что… верим во Второй закон.
Это делает наши аргументы против гипотезы «больцмановского мозга» зыбкими. Физика сама по себе не дает нам инструментов, чтобы доказать, что мы не являемся случайной вспышкой сознания в пустоте.
Математика «закрепленных событий»
Чтобы распутать этот узел, Уолперт, Ровелли и Шарнхорст применили теорию марковских процессов. Они формализовали динамику Вселенной как «больцмановский процесс», который не отдает предпочтения какому-то конкретному моменту времени.
Ключевым вкладом ученых стала концепция «закрепленного набора событий» (nailed set). Согласно их выводам:
- Гипотеза прошлого (утверждение, что в момент Большого взрыва энтропия была минимальной) — это произвольный выбор данных, которые мы решили «закрепить» в своей модели.
- Гипотеза больцмановского мозга — это такой же произвольный выбор, где мы «закрепляем» только текущий момент.
Формально эти две гипотезы идентичны в своей структуре. Разница лишь в том, какие именно данные мы выбираем считать «надежными». Исследователи показали, что если мы честно «закрепим» и данные о текущем состоянии, и данные о Большом взрыве, математика может привести к странным результатам, где Второй закон термодинамики нарушается в нашем недавнем прошлом.
В качестве интересного мысленного эксперимента авторы предложили «гипотезу 1000 года». Представьте, что Вселенная возникла как флуктуация в 1000 году нашей эры. В этом случае все научные записи за последние столетия верны, Второй закон работает, и никакой «когнитивной нестабильности» нет. Но всё, что было до этого — динозавры, Древний Египет, формирование планет — лишь иллюзия, встроенная в структуру этой флуктуации.
Что это значит для нас?
Главный вывод исследования не в том, что мы — больцмановские мозги. Авторы подчеркивают, что физика не может ни подтвердить, ни опровергнуть реальность нашего прошлого без внешних допущений.
Наше доверие к воспоминаниям — это не следствие доказанных законов природы, а вопрос выбора «априорных вероятностей». Мы выбираем верить в Большой взрыв и надежность памяти, потому что это делает мир связным. Однако ученые предупреждают: до начала XX века, когда у нас не было данных о расширении Вселенной, у ученых было ровно столько же оснований верить в гипотезу «больцмановского мозга», сколько и во Второй закон термодинамики.
Это исследование заставляет нас признать: граница между реальностью и статистическим шумом гораздо тоньше, чем нам подсказывает интуиция.
Читайте также: Существует ли наша физическая реальность объективно?
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.