Hjerner fra et vakuum: videnskaben om det umulige

Vores univers med syv tiendedele består af mørk energi, et specifikt vakuumfelt med undertryk, som tvinger det til at kvælde med stigende hastighed. I henhold til den kosmologiske standardmodel, der er baseret på teorien om inflation, vil denne ekspansion fortsætte indtil slutningen af ​​tiden, hvilket reducerer tætheden af ​​både almindelig og mørk stof til nul.

Så er der en universel tomhed forude? Skynd dig ikke til konklusioner. Mørk energi har en ekstrem lav temperatur i størrelsesordenen 10-30 K, men stadig ikke nul. Derfor skal kvantesvingninger forekomme i det, hvilket fører til spontant udseende og forsvinden af ​​en række strukturer. For eksempel kan en elektron og en positron fødes fra et vakuum, som på grund af universets udvidelse vil flyve fra hinanden over en stor afstand og få en uafhængig eksistens. Men en nøjagtig kopi af solsystemet i dens nuværende tilstand kan vises - også med alt rumfartøj. Naturligvis er sandsynligheden for en sådan begivenhed ufattelig lille, men den findes stadig. Og da det ekspanderende kosmos er dømt til uendeligt liv, vil dette helt sikkert ske, og på ingen måde mere end én gang. Imidlertid kan de samme udsving give anledning til adskilt menneskelig hjerne med eventuelle interneuronale forbindelser. Man kan forestille sig fremkomsten af ​​en hjerne, der vil betragte sig selv som en indbygger i Jorden, for eksempel en biolog, der arbejder med stamceller, eller en astronom, der studerer universet, eller endda en læser, der læser "PM". Disse "vakuumtænkere" er opkaldt efter en af ​​fædrene til statistisk mekanik, Ludwig Boltzmann, der studerede teorien om termiske udsving.

Kopi eller original?

”Logikken i kvantefeltteori og inflationskosmologi tvinger mig til at indrømme, at i en uendelig fjern fremtid vil flere og flere kopier af mig selv, eller rettere, min nuværende bevidsthed, blive født i et vakuum, ” siger Stanford University fysikprofessor Andrei Linde. ”Men hvis dette er tilfældet, hvorfor skulle jeg tro, at jeg er nuværende - er dette originalen og ikke en af ​​kopierne?” Da antallet af kopier endvidere er uendelig, er en sådan sandsynlighed større end sandsynligheden for at være den originale kilde. Naturligvis kan dette paradoks omgås. F.eks. Kan det antages, at den mørke energi, der forårsager den eksponentielle udvidelse af universet, vil forfaldne, inden mindst en chance for, at kun et af mine eksemplarer vises. I dette tilfælde har jeg ret til at betragte mig selv som en original, men jeg må forudsige, at universet er dømt til at forsvinde. ”

I hjernebarken, som faktisk er ansvarlig for højere nervøs aktivitet - personlighed, opførsel, tænkning og bevidsthed - er der ifølge forskellige skøn fra 10 til 25 milliarder neuroner. Nerveimpulser overføres kemisk gennem specielle sektioner af membranerne - synapser. Hver neuron har mere end tusind synaptiske forbindelser (og der er dem, hvor dette tal når op på 10.000) med andre neuroner, og dermed er neuronerne forbundet til hinanden i et enormt forgrenet netværk.

Mange verdener

Ifølge Andrei Linde er der imidlertid en anden vej ud af denne situation. Inflationskosmologi insisterer på konstant fødsel af nye universer med forskellige fysiske love. Dette er et komplekst netværk af et uendeligt antal verdener, en fraktal struktur af stadig nye universer. Derefter opstår muligheden for, at i hver af de nye verdener fødes mange nye originaler. Hvis det er muligt at vise, at deres antal i høj grad overstiger antallet af kopier, der er født fra et vakuum, bliver det klart, hvorfor vi er rigtige mennesker, ikke Boltzmann-hjerner.

”Faktisk taler vi om, ” fortsætter Andrey, ”hvordan man sammenligner sandsynligheden for forskellige processer i det stadigt fornyende fraktale univers. Dette er et meget reelt og meget alvorligt kosmologiproblem. I princippet kan en sådan sammenligning foretages på forskellige måder. Hvis vi imidlertid ønsker, at resultaterne skal imødekomme vores intuitive tro på vores egen virkelighed, skal så mange sammenligningsalgoritmer bortskaffes. Så det viser sig, at den tilsyneladende rent fantastiske idé om Boltzmann-hjernen spiller en meget alvorlig rolle i kosmologien.

Og vi taler om endnu mere. Nu begynder vi at diskutere ganske rationelt problemer, som aldrig før var kommet til os. For eksempel, hvad er bevidsthed, og kan den udvikle sig fra et vakuum? Er det nødvendigt at overveje, at et vakuum til dette helt sikkert skal skabe biostrukturer med høj molekylvægt, eller kan det undgås elektroniske computere? Desuden kan det vises, at det er mest fordelagtigt for et vakuum at føde ikke store mennesker, men computere på størrelse med et lille sort hul. Så måske er vi sådanne computere og kun tror, ​​at vi er mennesker? Vi mener, at dette ikke er tilfældet, og vi forsøger at opbygge et billede af den verden, hvor en sådan mulighed ville blive udelukket. Men for at forstå dette alvorligt, behøver du ikke være bange for at komme ind på spørgsmål, der grænser til fysik, psykologi og filosofi. Tidligere ville sådanne diskussioner blive betragtet som uværdige for forskere, men nu bliver de gradvist en del af videnskaben. ”

Artiklen blev offentliggjort i tidsskriftet Popular Mechanics (nr. 9, september 2010). Kan du lide artiklen?

Den mest interessante nyhed fra videnskabens verden: friske opdagelser, fotos og utrolige fakta i din mail. OK Jeg accepterer reglerne på siden Tak. Vi har sendt en bekræftelses-e-mail til din e-mail.

Anbefalet

Den nye jagerfly får en "halv motor"
2019
Hvorfor koalas spiser giftige blade og ikke lider af klamydia
2019
Introduceret nye processorer til smartphones
2019