מהו מוח בולצמן?

התשוקה הגדולה ביותר של האנושות מאז ומעולם היתה הפתרון של סודות היקום. הרבה היפותזות ותיאוריות שונות מעוררות במוחם של מדענים ברחבי העולם. מהו מוחו של בולצמן ומדוע היא נחשבת לתחזית המוזרה והבלתי נעימה ביותר בהיסטוריה של הקוסמולוגיה?

לודוויג בולצמן והתיאוריות שלו

לודוויג בולצמן היה פיזיקאי שהתמחה במכניקה סטטיסטית, המחברת בין החלקיקים הפיזיים של ניוטון בתרמודינמיקה. התיאוריה הקינטית של בולצמן מסבירה לא רק כיצד חום, עבודה ואנרגיה קשורים זה לזה. הוא גם נתן הגדרה ברורה של אנטרופיה. למרות שמוחו של בולצמן הופך את הרעיונות המסורתיים על היקום, גם רעיונותיו, למרות הקשיים בהבנתם, ראויים לתשומת לב.

לחץ, טמפרטורה ונפח הם המאפיינים העיקריים של הגז. מכיוון שהם קובעים את מיקומם ומהירותם של כל האטומים או המולקולות, בולצמן השווה אותם למדינת גז קטנה שבה כל החלקיקים המיקרוסקופיים מתקיימים יחד. ישנן דרכים רבות לעשות אטומים לזוז. בעוד שהמהירות הממוצעת של כל האטומים זהה בערך, הלחץ, הטמפרטורה והנפח של הגז יהיו גם הם בשיווי משקל.

משמעות הדבר היא כי עבור גז יש הרבה microstates שווה. בולצמן הגיע למסקנה כי אנטרופיה של מערכת במדינה מסוימת תלוי במספר microstates שווה עם אותו הוא קיים. מדען היקום גם קרא קבוצה של microstates.

המסתורין של הזמן

למרות התגליות הרבות של אנשים בהיסטוריה של הקיום, סודות רבים יישארו בלתי פתורים במשך זמן רב. לדוגמה, שאלה עמוקה וישנה היא עניין רב: מדוע הזמן עובר רק בכיוון אחד?

בולצמן הסביר זאת על ידי חץ הזמן שנקרא, שבו האנטרופיה, מידה של הפרעה או אנרגיה ריקה, לעולם לא יקטן במערכת סגורה כמו היקום. כל זה קשה מאוד, וחיים אחד לא מספיק כדי למיין את כל זה החוצה.

היקום של בולצמן

מוחו של בולצמן הוא מוחו של היקום. במשך כל נצח, הכל אפשרי. לפי בולצמן, היקום היה קיים תמיד. אסטרונומים מודרניים מכחישים את הגרסה הזאת. הוא נולד כתוצאה מהמפץ הגדול, לפני כ -14 מיליארד שנה. האנרגיה שחלל צבר במשך זמן רב, הצליחה להימלט החוצה, ובהדרגה, במקום הכאוס הראשוני, הוחזר הסדר.

מוחו של בולצמן ותרמודינמיקה

עכשיו בואו נדבר על הקשר של האובייקט ההיפותטי הנדון בתרמודינמיקה. מה הופך את המוח בולצמן כל כך מעניין? כאחת התיאוריות על הבריאה והקיום של המוח האוניברסלי, הם עוזרים ללמוד את ההיבטים המוזרים והמסתוריים ביותר של התיאוריה הפיזית של המוצא. שאלה מעניינת ומורכבת זו, כל אחד יכול להוריד את השולחן. לא מבין את התיאוריה פשוטו כמשמעו. אפשר פשוט לדמיין אותה כניסוי נפשי בתרמודינמיקה.

התרמודינמיקה היא, למעשה, לימוד החום והזרמים. חום הוא תכונה של חומר שמתנהג כמו סוג של נוזל, נע ממקום למקום. מכיוון שהכל ביקום קשור איכשהו לתפקודי צריכת החום, הרבה מחקרים נעשו בנושא התרמודינמיקה כדי להבין טוב יותר כיצד מתנהגת אנרגיה תרמית.

שיווי משקל תרמודינמי

אחד מעקרונות היסוד של התרמודינמיקה הוא הרעיון של שיווי המשקל. אם אתה משליך קוביית קרח בכוס מים, ההדרגתיות הטמפרטורה המתקבלת תהיה בהדרגה שווה, החום של המים יתחילו להמיס את הקרח ובסופו של דבר כל הנוזל יגיע לטמפרטורה אחידה.

אחד המסקנות המעניינות של הרעיון של שיווי המשקל התרמודינמי הוא שהמערכת לא תמיד מצליחה למצוא את האיזון הדרוש, זה נחשב מאוד לא סביר, אז זה יכול להיות בטוח להניח שזה לא יקרה. אין חוק פיזי שיאפשר למים בכוס שאליו נזרקים את הקוביות, קרירות באופן ספונטני ולהפוך לקרח.

הפרדוקס של הקיום האנושי

האדם הוא מערך החומר המורכב והמובנה ביותר שקיים אי פעם בטבע. למרות כל חוקי התרמודינמיקה, אנשים קיימים, למרות שמוחו של בולצמן (מדע בדיוני הוא המציאות, לא ברור עד עכשיו) מרמז על כך שהקיום האנושי אינו אלא פרדוקס. המראה של האנושות נראה עוד יותר מדהים מאשר קוביית קרח שנוצר במים מיד לאחר זה היה שפך מן הברז.

לודוויג בולצמן היה נבוך מקיומו של דבר בלתי אפשרי מנקודת מבט של תרמודינמיקה דברים כמו בני אדם. הוא הביע את הרעיון שאנשים הם פשוט קוביות קרח שנוצרות באופן ספונטני. אבל ביקום האינסופי אין דבר בלתי אפשרי ובלתי סביר.

רעיון מקורי

פיזיקאים מהמאות ה -19 וה -20 הציגו מספר רעיונות מקוריים בתקופה זו, אך הרעיון של "מוחו של בולצמן" (המוח של היקום) עלה על כולם, דבר המצביע על כך שגורמים משכילים ומודעים באופן מקיף נוצרים באופן ספונטני בחלל החיצון. כל זה לוקח כמות עצומה של זמן.

מוחו של בולצמן הוא הוכחה לכך שליקום יש אורך חיים בלתי מוגבל. רוב הדגמים של העתיד צופים כי זה יהיה לנצח להרחיב אקספוננציאלית.

היקום החי: מוחו של בולצמן

יש גם את ההנחה כי יכול להיות מספר בלתי מוגבל של יקומים. כל היקומים האלה גם מתפשטים כל הזמן בקצב מדהים. התיאוריה של הרב-רב נותרה שנויה במחלוקת, משום שבגלל המורכבות שלה קשה להוכיח. היקום החי הוא היפותזה לגבי ישויות מודעות הנוצרות מתנודות אקראיות ברקמות המרחב והזמן.

משמעות הדבר היא כי תנודות סטוכסטיות ברמת האנטרופיה (הידרדרות) ביקום יכולות באופן תיאורטי לייצר משהו מסובך אם מספיק זמן נתון. הפיסיקאי לודוויג בולצמן מהמאה ה -19 הדגים בפעם הראשונה שזה אפשרי מנקודת מבט מתמטית.

היקום האינסופי

היקום האינסופי, שבו תצורות חלקיקים אקראיות יכולות להופיע ולהיעלם באופן ספונטני, מוח ממומש הצף בחלל החיצון - כל זה כל כך קשה להבנה, שכן הוא גובל ברמה פנטסטית עם רעיונות פנטסטיים על העולם הזה.

אובייקט שנבחר באקראי ביקום, בעל התודעה, צפוי יותר להיות תוצאה של תנודות מאשר תוצר האבולוציה. זה הפרדוקס. מוח בולצמן יכול להימצא למעשה עם פחות סבירות מאשר תוצר האבולוציה, שכן צפיפות ההסתברות של תוצר האבולוציה גבוהה יותר מזו של האבולוציה.

לדברי המדענים, התודעה היא אשליה שנוצרת כתוצאה מהאינטראקציה של מספר עצום של אלמנטים פשוטים. במוח האנושי, אלה נוירונים, אשר לכל אדם יש כ -86 מיליארד דולר.

כיצד מחשב יכול להשתמש בחישובים פשוטים כדי לבנות מערכות מורכבות, כך המוח בונה פעולות וזיכרונות כתוצאה אינטראקציה של נוירונים. וכך מוח בולצמן המוזר הוא יותר ניסוי נפשי שנועד לשאלה הנחות אנושיות על מבנה היקום. וכמו רוב הניסויים המשפיעים על אינסוף ועוצמה, זה חולף.

העבר הוא אשליה

המוח בולצמן הוא אמר לקרוא זיכרונות אשליה חוויות העבר. האדם מאמין כי הניסיון המצטבר של המדענים מספק ראיות חזקות כי העולם הופיע כתוצאה המפץ הגדול. כל הנתונים הניסויים עבור כל המדעים הם זיכרון מפוברק.

אל תתייחסו לתיאוריה של בולצמן כטיעון בר-קיימא. עד כה, המדע יש מספיק ראיות להפריך כמה תיאוריות פנטסטי. אבל העובדה שההנחות מקוריות ומעניינות, אינה מוטלת בספק.

הנחה גאוני

אתה יכול לנסות לדמיין לזמן מה את היקום (המוח בולצמן הוא אובייקט שנוצר באופן ספונטני בו) יגיע שיווי משקל תרמי. מנקודת המבט של החוקה המולקולרית, שיווי המשקל הוא דינמי. הגז, למשל, מופץ באופן שווה במרחב הזמין לו. עם זאת, תנועות מולקולריות אקראיות יכול להוביל אותו לרגע למצב צפוף יותר במקום אחד ופחות מרוכזים במצב השני.

תנודות גדולות יותר אפשריות גם כן. תנודות מוגזמות יכול להוביל דחיסת הגז. ההסתברות של דחיסה ספונטנית כזו היא קטנה. הנפח הרגיל של גז יכול להיות 1,024 מולקולות נע בנפרד זה מזה. ההסתברות שכולם נמצאים במקום אחד היא מדהימה ובלתי סבירה, אבל מבחינה פיזית זה לא כל כך בלתי אפשרי.

אבל מה אם היקום היה אינסופי, איפה הזמן תנודות אקראיות בשפע? אז, בזמן הנכון, כל דבר יכול להתעורר במקום הנכון, בין אם זה אנשים, בעלי חיים, מכונות או supermind אוניברסלי. כפי שהפיזיקאי המפורסם ואב התרמודינמיקה האמינו לודוויג בולצמן, הכל אפשרי ביקום אינסופי.