больцмановский мозг что это
Мозг Больцмана
Мозг Больцмана — это фантастическое суще… то есть, это осознавшая себя форма чего угодно. То есть, олицетворение разума. Что особо важно: мозги Больцмана появляются случайно, из-за флуктуаций в какой-либо системе, со статистически малой вероятностью, которая — учитывая бесконечность вселенной — уверенно стремится к единице. При этом, если Вселенная враждебна, то мозг Больцмана образуется с большей вероятностью, а если дружелюбна — то по всей вероятности разум является плодом эволюции. Причем, одно другое не исключает — и если мы с вами, оказавшись на уютной планете Земля, непостижимым образом оказавшейся в жилой зоне звезды, поблизости от которой за всю её историю не бабахнуло ничего, что могло бы её стерилизовать, вполне-себе развились эволюционным путем, то где-нибудь в кромешном аду на окраине Вселенной вполне может иметься разум, возникший спонтанно, из флуктуаций. Можете себе представить, какой сюрприз нас ждёт, если мы не дай бог с ним встретимся (особенно весело будет фанатам квантовой механики).
Разумеется, со стороны гипотетического наблюдателя образование мозга Больцмана выглядит примерно так: куча элементарных частиц от нечего делать собираются то в кита, то в горшок петуньи, то в мешок камней, то вообще в кусок говна, причем делают это самопроизвольно, случайно и многие миллионы лет. А потом среди длиннющего списка объектов, в которые частицы могли бы собраться, возникает нечто способное шевелить извилинами и осознавать себя. В принципе, способность частиц собираться вместе — это уже давно доказанное явление, и собираться они предпочитают в органику, причем делают это ещё в космосе. Органика, однако, не равна жизни, для этого нужно чтобы она усложнилась и образовала что-то вроде клетки. Ну а потом, соответственно, многоклеточный организм, чем-то питающийся и что-то выделяющий. То есть организму по-любому нужна сфера обитания, позволяющая ему выжить. Иными словами, буде мозг Больцмана образуется спонтанно сам по себе — он тут же погибнет. Не беда, с чуть меньшей вероятностью он может образоваться в чем угодно, что обладает достаточной производительностью для того, чтобы обрести сознание. К сожалению, из-за того, что кроме человека других разумных видов мы не знаем, предположить о том, как будет выглядеть разумная жизнь, спонтанно самособравшаяся где-нибудь у черта на рогах мы не можем. Следовательно, остаётся прибегнуть к испытанному средству — к фантазии. А это значит, что в далеком космосе нас будут ждать океаны разумных соплей, разумные планеты, разумные черви-планетоеды… Да что угодно! Даже Бог. И вот тут, как-то незаметно, вероятностная концепция дает однозначный ответ на вопрос «есть ли Бог» — во вселенной, где статистически-вероятны такие вот фокусы возможно всё что угодно, и Бог либо ещё есть, ибо уже есть.
Но тут как обычно нас поджидает маленькое западло: дело в том, что мозг, который способен осознать себя, не всегда может это сделать. Прежде всего, если мозг Больцмана будет там, в пустоте, совсем один — как бы ни был он высокоразвит, у него будут те же проблемы что и у любого разума, оказавшегося в одиночестве с детства. То есть задержки развития, отсутствие речи и так далее. Для того, чтобы этого не было, мозгов Больцмана должно быть много — тогда они выработают средства коммуникации, и скооперировавшись, займутся выживачем вместе. Как вариант, у него может наступить расщепление личности, и это позволит избежать вопроса «откуда на краю Вселенной образовалось такое количество мозгов Больцмана».
Больцмановский мозг
Вы будете перенаправлены на Автор24
Физический вакуум
В физике вакуум считают особым видом материи, который является первоосновой мира.
Он часто исследуется как физический объект имеющий целостность, который не разложим на части.
Вакуум считают фундаментальным видом физической реальности.
Непрерывный (континуальный) вакуум обладает наибольшей энтропией среди всех известных тел и систем.
Вакуум невозможно наблюдать при помощи приборов.
Вакуум был и является предметом изучения физиков. Восприятие вакуума как пространства, не имеющего абсолютной пустоты, сформировала квантовая теория поля. Физические исследования показали, что в физическом вакууме реализуются нулевые колебания, обладающие энергией. Природа физического вакуума до сих пор непонятна.
Физический вакуум считают потенциальным бытием, способным рождать все многообразие объектов и процессов природы. Физический вакуум может претендовать на статус онтологического базиса материи. Рассматриваемый вакуум содержит все тела и поля потенциально, следовательно, его можно рассматривать как онтологическую основу всех многообразных явлений и тел мира. Получается, что вакуум – это содержательная сущность мира.
Вакуум нельзя наблюдать непосредственно, но можно регистрировать его свойства в эмпирических исследованиях. Так, к проявлению эффектов вакуума относят, например:
В физике давно делаются попытки построения модели физического вакуума. На сегодняшний момент наиболее известны модели вакуума:
В вакууме Дирака, первой подобной модели, множество заряженных частиц, пребывают в состояниях с минимальной энергией. Это электронно-позитронный физический вакуум.
Готовые работы на аналогичную тему
На сегодняшний день нет модели вакуума, которая бы полностью объясняла все опытные проявления вакуума.
Космологическая модель де Ситтера
Модель вакуума де Ситтера представлена средой со многими составляющими. При описании данной среды в качестве постулата вводят наличие отрицательного давления, которое необходимо для компенсации сопротивления. В вакууме этой модели находятся частицы, имеющие целочисленные спины. Все частицы пребывают в самом низком энергетическом состоянии.
В большом числе классических учебников по общей теории относительности модель де Ситтера описывалась как статистический мир. Все инвариантные характеристики мира де Ситтера, которые связаны с тензором кривизны от времени не зависят. Если бы расширяющаяся Вселенная представляла бы собой пустой мир де Ситтера, то говорить о ее расширении было бы трудно. Можно было бы найти такую систему координат, где мир де Ситтера был бы сжимающимся.
Однако в расширяющейся Вселенной деситтеровская инвариантность нарушена либо спонтанным образом (за счет распада начального вакуума), либо за счет начального отличия Вселенной от мира де Ситтера.
Больцмановский мозг и вакуум де Ситтера
Больцмановским мозгом называют предполагаемый объект, который мог бы появиться как результат флуктуации в некоторой системе. Он способен осознать свое существование.
В вакууме де Ситтера возможно появление больцмановского мозга, но с ничтожно малой вероятностью. Если принять, что Вселенная существует бесконечное время, то число событий (появлений Больцмановского мозга) становится бесконечно большим. Возникает парадокс, который формулируют следующим образом:
Вероятность того, что во Вселенной возникнет объект имеющий разум в результате флуктуации, гораздо больше, чем вероятность, что он появится в результате эволюции. (Появление мозга Больцмана имеет более высокую вероятность, чем возникновение человека, как объекта биологии).
Данный объект именован в честь австрийского физика Л. Больцмана, который стал основателем статистической физики. Всем, кто изучал ее известна формула связи вероятности и энтропии:
Больцман полагал, что наш мир, обладающий небольшой энтропией – это некая флуктуация, то есть мгновенное отклонение Вселенной от ее обычного состояния хаоса. Из этого можно сделать вывод о том, что хаос может рождать упорядоченные объекты.
Только веком позже ученые отыскали способ, который подтвердил гипотезу Больцмана, когда открыли квантовые флуктуации вакуума. Часть ученых полагают, что квантовые флуктуации способны определять множество существенных аспектов жизни человечества.
В настоящее время ученые задаются вопросом о том, что произойдет, если вакуум, например, вакуум де Ситтера породит пару частиц: электрон и позитрон, и они в одно мгновение разойдутся в пространстве? Существует такая вероятность, что они соединятся с миллиардами аналогичных частиц, и создадут точную копию нашей Галактики? Или копию конкретного человека с его чувствами?
Если такая вероятность не равна нулю, то еще более вероятным событием становится случайное создание только головного мозга человека, чем его целиком. Мозга Больцмана, который порожден во Вселенной и осознавшего свое бытие. Ученые считают, что возникновение мозга Больцмана даже больше, чем появление аналогичного мозга в результате эволюции в биологии.
Долгое время подобные рассуждения считали чистой игрой человеческого разума, но в настоящее время некоторые серьезные физики стали принимать в расчет вероятность возникновения мозга Больцмана.
Так, физик А Линде писал о том, что квантовая теория поля и инфляционная модель Вселенной заставляют его думать о том, что в будущем, которое отдалено на бесконечность в вакууме будут появляться множество копий его самого, или точнее его современного сознания.
Отметим, что имеются другие подходы ученых, которые считают, что сознание человека уникально:
Что такое больцмановский мозг?
Вы будете перенаправлены на Автор24
Больцмановский мозг – это полученный в ходе мысленного эксперимента объект, который связан с сознанием, интеллектом, энтропией и вероятностью. Предполагается, что больцмановский мозг может возникнуть в результате флуктуации состояния некоторой системы. Основной особенностью данного объекта является то, что он способен осознавать свое существование.
Данная гипотеза выдвинута в XIX веке Л. Больцманом.
Считается, что из гипотезы о больцмановском мозге следуют теории о том, что то, что происходит вокруг нас, является нереальным, например:
Энтропия и антропный принцип
В соответствии с законами энтропии:
Считается, что философский смысл энтропии заключен в словах «ничто не вечно».
В соответствии со вторым законом термодинамики энтропия с течением времени должна увеличиваться. С ходом времени упорядоченность утрачивается. Однако наблюдения ученых показывают, что в части областей Вселенной организация ее повышается в результате некоторых флуктуаций.
Мы пребываем в области Вселенной с невероятным порядком. Так, даже маленький кусочек ДНК построен столь аккуратно, что возможность его возникновения крайне мала.
Возникает вопрос, как могли возникнуть миллионы живых видов, построенных из триллионов клеток.
Существует так называемый антропный принцип, который применяют с целью пояснения причины, по которой фундаментальные постоянные в физике имеют такие значения, что жизнь на Земле возможна.
Этот принцип некоторая часть ученых считает крайней формой критерия отбора. Антропный принцип говорит о том, что Вселенная должна обладать свойствами, которые дают возможность разумной жизни появиться (сильный антропный принцип).
Готовые работы на аналогичную тему
Один из вариантов сильного антропного принципа был предложен Дж. Уилером: наблюдатели необходимы для того, чтобы Вселенная обрела бытие.
Исходя из антропного принципа, можно сказать, что такой сложный объект как человеческий мозг может наблюдаться только потому, что существует мозг человека, который его может наблюдать.
В таком случае может получиться, что Вселенная способна иметь и более упорядоченные области, но там нет наблюдателя, который их был бы способен увидеть. Позднее, возникает флуктуация и зарождается разумная жизнь, которая оглядывается вокруг и видит, что находится в очень упорядоченном мире.
Больцмановский мозг в бесконечной Вселенной
Больцман выдвинул идею о том, что наш мир с малой энтропией – это флуктуация. Короткое отклонение Вселенной от хаоса. Получилось, что хаос может рождать упорядоченные состояния.
И так, флуктуационные колебания на уровне энтропии во Вселенной в теории способны вызвать зарождение чего – то сложного, если будет много времени. П. Больцман показал, что вероятность такого явления отлична от нуля с точки зрения математики.
Основатель термодинамики полагал, что все возможно в бесконечной Вселенной, если времени для флуктуаций достаточно. В этом случае в некоторое время в некотором месте способно появиться все: человек, животное, машина или разум Вселенной.
Ученые считают, что сознание является иллюзией, которая создается как следствие взаимодействия большого количества простых элементов. В мозге человека этими простыми элементами являются нейроны (мозг человека имеет около 86 млрд. нейронов).
Компьютер может применять простые вычисления для создания сложных систем. Мозг делает аналогично компьютеру: выстраивает действия и воспоминания как результат взаимодействия нейронов.
Мозг Больцмана можно считать мысленным экспериментом, который должен вызвать сомнения в теориях о построении Вселенной. Его считают эфемерным, как и большее число опытов, относящихся к бесконечности и необъятности.
В соответствии с гипотезой мозга Больцмана воспоминания и опыт прошедшего – это иллюзии. Все данные наблюдений и экспериментов созданы памятью.
Большинство ученых не рассматривает эту теорию Больцмана как жизнеспособную.
Квантовая теория поля и мозг Больцмана
С развитием квантовой механики ученые обнаружили квантовые флуктуации вакуума. Физический вакуум – это не абсолютно пустое пространство, в нем всегда возникают виртуальные частицы, существующие крайне малое время. Ряд ученых считают, что квантовые флуктуации способны определять множество важных аспектов жизни.
Рассмотрим следующую ситуацию: пара виртуальных частиц возникли в вакууме, и быстро разошлись в пространстве, далее они встретили миллиарды других таких же частиц и случайно создали точную копию Солнечной системы или конкретного человека, имеющего воспоминания, идеи, переживания – так ученые вернулись к идеям Больцмана.
Однако, возникновение одного мозга человека некоторые считают более вероятным событием, чем появления целого человека. Это будет тот самый мозг Больцмана, который осознает свое существование.
Основатель инфляционной модели развития Вселенной А. Линде писал о том, что логика квантовой теории поля и инфляционной космологии заставляет его думать о том, что в бесконечном удалении по времени в вакууме станут возникать много новых копий его самого, а вернее его сознания. При этом непонятно, где оригинал, а где его копия. Кроме того, если количество копий равно бесконечности, то вероятность быть копией больше, чем оригиналом.
Можно выделить два подхода в науке, которые отстаивают уникальность сознания:
Больцмановский мозг что это
Гипотеза симуляции, голографический принцип и другие гипотезы о нереальности происходящего вокруг нас, пожалуй, берут начало от предположения, выдвинутого гениальным австрийским ученым XIX века — Людвигом Больцманом.
Какими бы занимательными и удивительными ни были эксперименты, проводимые в лаборатории, наибольший интерес вызывают мысленные эксперименты ученых. Больцмановский мозг — как раз один из таких мысленных экспериментов, связанный с сознанием, интеллектом, энтропией и вероятностью.
Парадокс энтропии
Мы живем в мире, который, по идее, не должен существовать. Второе начало термодинамики гласит, что энтропия со временем должна повышаться. То есть все рано или поздно становится менее упорядоченным. Однако в некоторых областях Вселенной она может становиться более организованной в результате случайных флуктуаций, если одновременно другие ее области будут становиться все менее упорядоченными.
Мы живем в невероятно упорядоченной части Вселенной. Например, даже короткий отрезок молекулы ДНК устроен настолько аккуратно, что вероятность ее появления в результате «случайных флуктуаций» физического материала невообразимо мала. Но как вышло, что в одной клетке есть миллиарды базовых соединений, в сложных организмах — триллионы клеток, а на Земле — миллионы видов живых существ?
Антропный принцип
Все дело в так называемом антропном принципе, который многие считают крайней формой критерия отбора. Он гласит, что причина, по которой мы можем наблюдать нечто столь сложное, как человеческий мозг, состоит в том, что только нечто столь сложное, как человеческий мозг, и способно провести наблюдение.
Этот принцип используется и для объяснения того, почему универсальные физические постоянные, такие как сила гравитации, кажутся тонко настроенными для существования жизни на Земле. И звучит это объяснение примерно так: если бы эти постоянные были немного другими, жизнь не смогла бы существовать и мы не могли бы находиться здесь и сейчас, размышляя о том, почему физические постоянные кажутся тонко настроенными для существования жизни на Земле.
Выходит, во Вселенной есть чуть более упорядоченные области, но рядом нет никого, кто мог бы их заметить. Затем происходит флуктуация — и появляется настолько упорядоченная область Вселенной, что там рождается разумная жизнь, которая, в свою очередь, оглядывается и замечает, что живет в практически невозможно упорядоченном мире.
Можно вспомнить стандартную аналогию. Представьте себе, что сеть из миллиарда обезьян бесконечно колотит по печатным машинкам. Теперь вообразите, что какая-то из этих печатных машинок напечатала произведение Шекспира, которое обрело сознание. Что в итоге? После невероятно долгого времени появится «Гамлет», посмотрит вокруг и задумается, почему есть она — гениальная пьеса, — а все вокруг нее — непонятная абракадабра.
Больцмановский мозг
Однако не все так просто. Людвиг Больцман, австрийский физик-теоретик XIX века, которого нередко называют гением энтропии, предположил, что мозг и другие сложные упорядоченные объекты на Земле образовались в результате случайных флуктуаций вроде «Гамлета», о котором мы говорили выше. Но тогда почему мы видим миллиарды других сложных и упорядоченных объектов вокруг нас? Почему мы не сродни одинокому «Гамлету» в море бессмыслицы?
Больцман предполагал, что если случайные флуктуации могут создать мозг, подобный нашему, то в космосе должны летать мозги или одиноко сидеть на одном месте на необитаемых планетах во многих световых годах от нас. Это и есть Больцмановский мозг. Более того, эти мозги должны быть более заурядным явлением, чем все те толпища сложных упорядоченных объектов, которые мы можем видеть на Земле.
Так у нас появляется еще один парадокс. Если единственное условие для сознания — мозг, подобный тому, что у вас в голове, то как вы можете быть уверены, что вы сами не являетесь таким Больцмановским мозгом? Если бы вы испытывали случайное сознание, то скорее оказались бы один в глубинах космоса, нежели окруженный подобными сознаниями. Почему «Гамлет» должен оглянуться и обнаружить «Сон в летнюю ночь» слева от себя, «Бурю» — справа от себя, «Двенадцатую ночь» — перед собой, а «Ромео и Джульетту» — позади?
Простые ответы, похоже, требуют какого-то волшебства. Возможно, сознание не возникает естественным образом в мозге — вроде головного, — а требует метафизического вмешательства. Или же, возможно, мы не случайные флуктуации в термодинамическом бульоне и были помещены сюда разумным существом?
Программа «Ласка»
Конечно, ни один из вышеприведенных ответов нельзя назвать исчерпывающим. Основная идея состоит в том, что процесс естественного отбора способствует развитию сложных упорядоченных объектов, а не просто позволяет им случайно появляться. Как только на Земле возникла самореплицирующаяся молекула около 3,5 миллиарда лет назад, начался безостановочный процесс, который в итоге привел к крайней концентрации порядка, который мы видим вокруг себя.
Ричард Докинз проиллюстрировал это в своей книге «Слепой часовщик» при помощи программы «Ласка» (или «Хорек»). Программа начинается со строки случайно сгенерированной бессмыслицы. Затем она создает 100 копий строки с одинаковой вероятностью «мутации» каждой буквы в другую букву. Потом из 101 строки выживаеттолько одна, наиболее похожая на фразу из «Гамлета» — «По-моему, оно смахивает на хорька» (Methinks it is like a weasel), — а другие 100 погибают. Следующее поколение создается из оставшейся строки таким же способом. По прошествии множества поколений выжившая строка будет все больше походить на цитату.
В реальной жизни происходит похожая ситуация. Объекты, более способные к саморепликации и менее подверженные разрушению, имеют возможность самовоспроизводиться, тогда как другие уничтожаются. По прошествии многих, многих, многих поколений объекты становились все более устойчивыми и реже уничтожались, прежде чем у них появлялась возможность к воспроизведению. Оказывается, интеллект — очень полезное свойство для объекта, который может выжить и самореплицироваться.
Итог
Если говорить кратко, то решение больцмановского парадокса заключается в том, что соорудить один мозг гораздо сложнее, чем создать Землю, наполненную этими мозгами. Случайные флуктуации, необходимые для запуска процесса естественного отбора, намного проще и менее точны, чем те, что потребуются для создания Больцмановского мозга в глубинах космоса.
Так что в следующий раз, когда вы почувствуете себя маленьким и ничтожным, вспомните, что вы намного сложнее, чем 4,5 миллиарда лет истории, которые привели к вашему рождению (и это если брать в расчет не возраст всей Вселенной, а одну лишь Землю).
Олег Фейгин: Вселенские мозги Больцмана
Как неслучайная случайность может породить квазиразумных космических монстров
Однажды в его присутствии произошло нарушение второго закона термодинамики: вода в сосуде с цветами неожиданно принялась отнимать тепло от окружающего воздуха и довела себя до кипения, а в комнате выпал иней…. Неоднократно к нему в палатку — он много путешествовал — залетали шаровые молнии и часами висели под потолком. В конце концов он привык к этому и использовал шаровые молнии как электрические лампочки: читал.
А. и Б. Стругацкие. Стажеры. Рассказ о гигантской флюктуации
Вокруг нас кипит дискуссия о сути Антропного принципа и Сверхразумного конструктора…
Между тем природа окружающей реальности может быть гораздо более изощренной, но отнюдь не злонамеренной к ее исследователям.
Космический мозг…?
В далекие шестидесятые годы культовые фантасты братья Стругацкие задумали цикл о светлом коммунистическом будущем человечества. В одной из повестей, «Стажеры», присутствует необычная вставка — «Рассказ о гигантской флюктуации». Написанная в стиле юморески, эта вещица имеет как минимум двойное смысловое дно. В общем-то писательское кредо просто: наш мир построен на теории вероятности, однако вдумываясь в следствия этого положения, можно прийти к довольно необычным выводам. Вот как это выглядит у Стругацких:
— В природе, — наставительно говорил он, — наиболее вероятные события осуществляются наиболее часто, а наименее вероятные осуществляются гораздо реже.
Он имел в виду закон неубывания энтропии, но тогда для меня все это звучало веско. Потом он попытался мне объяснить понятия наивероятнейшего состояния и флюктуации. Мое воображение потряс тогда этот известный пример с воздухом, который весь собрался в одной половине комнаты.
— В этом случае, — говорил он, — все, кто сидел в другой половине, задохнулись бы, а остальные сочли бы происшедшее чудом. А это отнюдь не чудо, это вполне реальный, но необычайно маловероятный факт. Это была бы гигантская флюктуация — ничтожно вероятное отклонение от наиболее вероятного состояния.
По его словам, он и был таким отклонением от наиболее вероятного состояния. Его окружали чудеса. Увидеть, например, двенадцатикратную радугу было для него пустяком — он видел их шесть или семь раз.
— Я побью любого синоптика-любителя, — удрученно хвастался он. — Я видел полярные сияния в Алма-Ате, Брокенское видение на Кавказе и двадцать раз наблюдал знаменитый зеленый луч, или «меч голода», как его называют. Я приехал в Батуми, и там началась засуха. Тогда, спасая урожай, я отправился путешествовать в Гоби и трижды попал там под тропический ливень.
Впоследствии Стругацкие еще не раз возвращались к парадоксам «Вероятностного Мироздания», подведя итоги своим литературным изысканиям в оригинальном романе «За миллиард лет до конца света». Там уже действует настоящая «гомеостатическая Вселенная», управляющая событиями по непостижимой логике «метагалактического сверхразума». Однако и эти непревзойденные «творцы новых миров» наверняка были бы озадачены некоторыми моделями вселенных, насыщенных флюктуациями «космических мозгов». А ведь именно нечто подобное сегодня разрабатывают теоретики на основе квантовой физики, космологии и термодинамики…
Надгробие Людвига Эдуарда Больцмана (1844–1905). На могильном камне выбита формула, которую физик считал своим главным достижением: энтропия (мера хаотичности случайных процессов) логарифмически связана через константу (постоянную Больцмана) с количеством возможных состояний
Темные стороны Мироздания
Логика квантовой теории поля и инфляционной космологии заставляет меня признать, что в бесконечно отдаленном будущем в вакууме будут рождаться все новые и новые копии меня самого, точнее, моего нынешнего сознания. Но если это так, почему я должен верить, что я нынешний — это и есть оригинал, а не одна из копий? Более того, коль скоро число копий бесконечно, такая вероятность больше, чем вероятность быть первоисточником. Конечно, этот парадокс можно обойти. Например, можно предположить, что темная энергия, вызывающая экспоненциальное расширение Вселенной, распадется прежде, чем появятся хоть какие-то шансы на рождение всего лишь одной моей копии. В таком случае я вправе считать себя оригиналом, но вынужден предсказать, что Вселенная обречена на исчезновение.
А. Линде. Многоликая Вселенная
Космический корабль Мироздания. (Сверху — вниз: Все остальные атомы; Водород и гелий; Видимая материя; Невидимые атомы; Холодная темная материя; Темная энергия)
Фактически речь идет о том, как сопоставлять вероятности различных процессов в вечно обновляющемся фрактальном мироздании. Это вполне реальная и очень серьезная проблема космологии. В принципе такое сравнение можно делать самыми разными способами. Однако если мы захотим, чтобы результаты отвечали нашей интуитивной вере в собственную реальность, очень многие алгоритмы сравнения придется отбросить. Вот и получается, что вроде бы чисто фантастическая идея больцмановского мозга выполняет в космологии очень серьезную роль.
А. Линде. Многоликая Вселенная
Судьба Вселенной
Сейчас мы начинаем вполне рационально обсуждать проблемы, которые раньше нам и в голову не приходили. Например, что такое сознание и может ли оно развиться из вакуума? Надо ли считать, что для этого вакуум непременно должен творить высокомолекулярные биоструктуры, или же он может обойтись электронными компьютерами? Более того, можно показать, что вакууму выгодней всего рождать не больших людей, а компьютеры размером с маленькую черную дыру. Так может, мы и есть такие компьютеры и только думаем, что мы люди? Мы верим, что это не так, и стараемся построить картину мира, в которой такая возможность была бы исключена. Но чтобы в этом всерьез разобраться, нужно не бояться залезать в вопросы, которые граничат и с физикой, и с психологией, и с философией. Раньше подобные дискуссии сочли бы недостойными ученых, а вот сейчас они постепенно становятся частью науки.
А. Линде. Многоликая Вселенная
Видимый нами мир — Метагалактика на самом деле является лишь крошечным огоньком, мерцающим на верхушке вселенского корабля, плывущего по океану, скрывающему 95% неведомого. Это неведомое разделяют на две части: темную материю и энергию. Наиболее загадочна темная энергия. Что это такое, не знает никто, есть лишь предположения, что тут мы встретились с особым «вакуумным полем», ускоренно расталкивающим все вокруг. Получается, что где-то семь миллиардов лет назад Вселенная стала раздуваться с возрастающей скоростью, и этот разлет может продолжаться до скончания времен, постепенно сводя к нулю плотность материи. Все это может закончиться и несколько раньше, когда сама ткань пространства-времени не выдержит стремительного расширения и произойдет ужасный мировой катаклизм Большого Разрыва. Впрочем, по разным оценкам, до этого пройдет не менее 16 миллиардолетий.
Тайны темной энергии далеко не исчерпываются ее антигравитацией. Несмотря на сверхнизкую температуру, практически неотличимую от абсолютного нуля, в этой загадочной полевой субстанции теоретически могут возникать квантовые флуктуации, приводящие к спонтанному рождению и исчезновению самых различных частиц. С течением времени флуктуации темной материи могли бы породить поразительные структуры, даже некий космический мозг, сознающий свое существование. Конечно, вероятность подобного очень мала, но на протяжении миллиардолетий все может произойти и даже неоднократно. Трудно даже представить, как будет выглядеть этот бестелесный разум, переплетенный нейронными сетями связей. Может быть, эта сущность будет напоминать Черное облако Фреда Хойла или Солярис Станислава Лема. Эти порождения «антигравитирующего вакуума» названы в честь одного из отцов науки о флюктуациях — статистической механики и термодинамики — «космическими мозгами Больцмана».
Нет предела современным физико-математическим фантазиям, и некоторые теоретики уже утверждают, что флюктуации темной энергии могут породить не только элементарные частицы, но и целые миры наподобие Млечного пути, Солнечной системы и нашей планеты. Все это связано с особенностями эволюции Вселенной, изучаемыми инфляционной космологией. Эта область астрономической науки называется так, поскольку рассматривает сверхстремительное инфляционное (по закономерностям, напоминающим денежную гиперинфляцию) расширение Вселенной сразу же после начала Большого взрыва, образовавшего наш Мир. В инфляционном сценарии допускается, что постоянно происходит генерация новых миров с различными физическими законами. Так возникает модель множественного Мироздания — Мультиверса в виде бесконечно сложной структуры из множества вселенных с космическими мозгами Больцмана.
Однако если существует обширная группа мыслящих объектов, то между ними должны возникать некие общественные отношения…
Борьба космических мозгов в Мультиверсе
В первый раз я бросил монетку сто раз, и дядя сто раз. У него орел выпал пятьдесят три раза, а у меня девяносто восемь. У дяди, знаете ли, глаза на лоб вылезли. И у меня тоже. Потом я бросил монетку еще двести раз, и, представьте себе, орел у меня выпал сто девяносто шесть раз. Мне уже тогда следовало понять, чем такие вещи должны кончиться. Мне надо было понять, что когда-нибудь наступит и сегодняшний вечер! — Тут он, кажется, всхлипнул. — Но тогда я, знаете ли, был слишком молод, моложе вас. Мне все это представлялось очень интересным. Мне казалось очень забавным чувствовать себя средоточием всех чудес на свете.
А. и Б. Стругацкие. Стажеры. Рассказ о гигантской флюктуации
Разумеется, возникновение космических мозгов Больцмана требует многих миллиардолетий. Только на такой временной дистанции квантовые флуктуации темной энергии могут образовать структуру, работающую по законам формальной логики. Может быть, за сходный промежуток времени миллион обезьян на миллионе пишущих машинок, беспорядочно нажимая клавиши, смогли бы напечатать сонет Шекспира…
Активные ячейки мозга Больцман
Особенно любопытен космологический сценарий, где Вселенная ускоренно расширяется до бесконечности. Тогда и количество мозгов Больцмана тоже будет стремиться к бесконечности, оказывая влияние на ход эволюции нашего мира. Вполне вероятно, что в таком варианте событий больцмановские мозги смогут управлять «материнской средой» темной энергии. Трудно предвидеть, во что превратят Вселенную «космические мозги». Может быть, они изменят знак ускорения пространства на медленное сжатие по «пульсирующему сценарию»?
Отдельный вопрос — о принципах сосуществования мозгов Больцмана в далеком будущем, когда их концентрация будет сопоставима с современным распределением галактик. Вполне возможно, что, повернув историю вспять, эти космические монстры столкнутся с проблемой естественного отбора и начнут бескомпромиссную борьбу за источники материи и энергии. Невозможно предвидеть, к чему приведет колонизация Вселенной этими совершенно чуждыми сущностями, но вряд ли это пройдет безболезненно для планет с белково-углеродной жизнью.
Выходом из этой удручающей ситуации может быть в далеком будущем побег человечества из нашей Вселенной через горловину черной дыры. Правда, среди бесконечного множества миров непросто будет найти не только пригодный для жизни, но и полностью лишенный мозгов Больцмана. Ситуация еще более усложняется, если учесть, что космические мозги могут сами начать формировать структуру Мультиверса. Тогда на пути беглецов из нашего мира могут возникнуть пузыри вселенных-ловушек, битком набитые космическими монстрами.
Что же смогут противопоставить наши далекие потомки вселенской экспансии мозгов Больцмана?
Поразительно, но математическая (скорее, даже кибернетическая) схема создания «абсолютного оружия» против любых мыслимых «чужих» уже существует. Ее создал выдающийся российский теоретик в области систем управления Л. М. Пустыльников. Развивая «Управленческую парадигму мира» профессора А. Г. Бутковского (об этом мы уже рассказывали), он воплотил в математические схемы давние мечты кибернетиков управлять всем, чем можно. Кибернетическая парадигма профессора Пустыльникова позволяет говорить о том, как алгоритмизировать сложные системы с обратными связями — регуляторами. При этом можно «реконструировать» и физические законы, вплоть до регулирования инфляционной генерации новых миров, не содержащих космические мозги. С другой стороны, Кибернетическая парадигма Пустыльникова позволяет создавать такие локальные характеристики пространства-времени, что больцмановские мозги будут чувствовать сильный дискомфорт, стремясь покинуть данную часть Метагалактики.
Парадигма Пустыльникова дает отличный пример того, как можно одни пионерские концепции проверять и дополнять другими. Иногда теоретические инновации выглядят довольно призрачными и косвенными, но их подтверждают еще более смелые идеи, тоже призрачные и спекулятивные (научная спекуляция — это не проверяемая фактами теория) и так далее. Теорию больцмановских мозгов и Кибернетическую парадигму Пустыльникова пока еще могут подтвердить лишь компьютерные модели и головокружительные математические выкладки. Здесь прослеживается удивительная логическая цепочка: эволюция Вселенной — космология темной энергии — космические мозги Больцмана — квантовый Мультиверс — Кибернетическая парадигма Пустыльникова.
И общим элементом в данной цепи фундаментальных теорий и парадигм является такое знакомое и в то же время загадочное понятие, как информация…
В глубинах океана информации
— Простите, вы, вероятно, математик? — спросил я.
— Нет, — ответил он уныло. — Какой я математик? Я флюктуация.
Из вежливости я промолчал. …
Бутерброды продолжали у него падать маслом вверх. («На это я, по-видимому, обречен до конца жизни, — сказал он. — Это всегда будет мне напоминать, что я не какой-нибудь обыкновенный человек, а гигантская флюктуация».) Дважды ему случалось присутствовать при образовании больших воздушных линз («Это макроскопические флюктуации плотности воздуха», — непонятно объяснил он), и оба раза эти линзы зажигали спичку у него в руках.
А. и Б. Стругацкие. Стажеры. Рассказ о гигантской флюктуации
До сих пор биологи не смогли разгадать две величайшие тайны мироздания: как зарождается жизнь и как в ней формируется разум. Концепция самопроизвольного зарождения космических мозгов Больцмана дает совершенно новый подход к формированию мыслящих сущностей в молекулярных газопылевых облаках, а не в теплом первичном бульоне земного протоокеана. Вполне возможно, что здесь мы упускаем из виду какие-то очень важные детали, которые связывают чудо самозарождения разумной жизни и общие закономерности течения потоков информации во Вселенной.
Ключевое для информационных потоков понятие — это сама по себе информация. Но понятие информации вторично от появившейся ранее в физике меры хаоса — энтропии. Именно энтропию «открыл» Клаузиус, а затем исследовал Больцман. Одна из самых смелых и необычных мыслей австрийского мыслителя связана с представлением всего сущего мира как вселенской статистической флюктуации.
Естественно, что никто всерьез не принимал эту идею, пока голландский астроном Виллем де Ситтер одновременно с Эйнштейном применил теорию относительности в космологии. Им была создана одна из первых релятивистских космологических моделей, предсказывающая разбегание космических объектов и послужившая основой для моделей расширяющейся Вселенной. В этой модели была особая сила, «расталкивающая» Вселенную и названная «вакуумом де Ситтера». В результате флюктуаций из квантовой пены может совершенно случайно появиться объект, способный осознать свое существование. Такой объект ныне и принято называть космическим мозгом Больцмана.
Загадка высшей нервной деятельности
Случались с ним и вещи, совершенно необъяснимые с научной точки зрения. По крайней мере пока, при нынешнем уровне науки. Так, однажды ни с того ни с сего он стал источником мощного магнитного поля. Выразилось это в том, что все предметы из ферромагнетиков, находившиеся в комнате, сорвались с места и по силовым линиям ринулись на него. Стальное перо вонзилось ему в щеку, что-то больно ударило по голове и по спине. Он закрылся руками, дрожа от ужаса, с ног до головы облепленный ножами, вилками, ложками, ножницами, и вдруг все кончилось. Явление длилось не больше десяти секунд, и он совершенно не знал, как его можно объяснить.
А. и Б. Стругацкие. Стажеры. Рассказ о гигантской флюктуации
Как и всякая глубокая идея, космические мозги могут иметь очень странную интерпретацию. Например, к восторгу солипсистов можно предположить, что некий больцмановский мозг возник где-то в глубинах Метагалактики в ядре газопылевой туманности и этот мозг именно ваш, уважаемый читатель. Точно так же как холловское Облако, ваш мозг состоит из гигантских цепочек кристаллов, имитирующих все функции головного мозга человека. Но, в отличие от Черного облака, ваш мозг зациклен на самом себе, и внешнего мира для вас не существует. Все, от глубин Вселенной, разглядываемых в мощные телескопы, до букв данного текста, всего лишь флюктуации частиц в нейроподобных цепях космического мозга!
А на необозримых просторах Вселенной за космологические промежутки времени, измеряемые десятками миллиардолетий, могут реализовываться совершенно фантастические сценарии. Например, мира, в котором кроме читающего эти строки ничего и никого не существует. Все остальное «симуляции Матрицы», так блестяще изображенные в одноименном голливудском блокбастере…
Разумеется, эта бочка меда современного солипсизма содержит изрядный ковш дегтя. Ведь многие специалисты по астрофизике, квантовой космологии и теории гравитации довольно неприязненно относятся к теории больцмановских мозгов. Они считают (и отчасти справедливо), что в дебрях математических формул подобные теории теряют главное отличие науки от схоластики: возможность опытной проверки любой теории в ходе многих экспериментов или наблюдений.
Кстати, профессор Пустыльников, как автор одной из самых грандиозных схем управления окружающей реальности, тоже считает, что многие теории с привкусом солипсизма уводят в тупик, делая науку похожей на религию, где роль Священного Писания играют недоказуемые и в принципе непроверяемые математические модели. Как физик-теоретик, автор склоняется к тому, что здесь содержится рациональное зерно и, как бы ни были страшны больцмановские космические монстры, человеческий гений всегда противопоставит им нечто не менее могучее, подобное Кибернетической парадигме профессора Пустыльникова…
Структура Метагалактики, чем-то напоминающая нейронные цепи головного мозга