बोल्ट्जमान मस्तिष्क विचार प्रयोग[संपादित करें]

बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क विचार प्रयोग से पता चलता है कि हमारे ब्रह्मांड में मौजूद होने की स्मृति के साथ एक मस्तिष्क के अनायास शून्य में बनने की अधिक संभावना हो सकती है, न कि पूरे ब्रह्मांड के उस तरीके से बनने की जिस तरह से ब्रह्मांड विज्ञानी वास्तव में सोचते हैं। किया। भौतिक विज्ञानी प्रतिस्पर्धी वैज्ञानिक सिद्धांतों के मूल्यांकन के लिए बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क विचार प्रयोग को रिडक्टियो एड एब्सर्डम तर्क के रूप में उपयोग करते हैं।

वैट विचार प्रयोगों में मस्तिष्क के विपरीत, जो धारणा और विचार के बारे में हैं, बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क का उपयोग ब्रह्माण्ड विज्ञान में थर्मोडायनामिक्स और ब्रह्मांड के विकास के बारे में हमारी धारणाओं का परीक्षण करने के लिए किया जाता है। पर्याप्त लंबे समय में, यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के कारण कण स्वचालित रूप से जटिलता की किसी भी डिग्री की किसी भी संरचना का निर्माण कर सकते हैं, जिसमें कार्यशील मानव मस्तिष्क भी शामिल है। परिदृश्य में शुरू में झूठी यादों वाला केवल एक मस्तिष्क शामिल था, लेकिन भौतिक विज्ञानी सीन कैरोल ने बताया कि, उतार-चढ़ाव वाले ब्रह्मांड में, परिदृश्य पूरे शरीर, यहां तक कि संपूर्ण आकाशगंगाओं के साथ भी काम करता है।

इस विचार का नाम भौतिक विज्ञानी लुडविग बोल्ट्ज़मैन (1844-1906) के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 1896 में एक सिद्धांत प्रकाशित किया था, जिसमें इस तथ्य को ध्यान में रखने की कोशिश की गई थी कि ब्रह्मांड उतना अराजक नहीं है जितना कि थर्मोडायनामिक्स के उभरते क्षेत्र की भविष्यवाणी लगती है। उन्होंने कई स्पष्टीकरण पेश किए, उनमें से एक यह था कि ब्रह्मांड, थर्मल संतुलन की अपनी सबसे संभावित फैलाव वाली और सुविधाहीन स्थिति में आगे बढ़ने के बाद भी, ब्रह्मांड जैसे अधिक व्यवस्थित (या कम-एन्ट्रॉपी) स्थिति में स्वचालित रूप से उतार-चढ़ाव करेगा। जिसमें हम खुद को पाते हैं. हमारे ब्रह्मांड की निम्न-एन्ट्रापी स्थिति के लिए बोल्ट्ज़मैन के इस स्पष्टीकरण के जवाब में बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क को पहली बार रिडक्टियो एड एब्सर्डम प्रतिक्रिया के रूप में प्रस्तावित किया गया था।

बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क को 2002 के आसपास नई प्रासंगिकता प्राप्त हुई, जब कुछ ब्रह्मांड विज्ञानियों को यह चिंता होने लगी कि, ब्रह्मांड के बारे में कई सिद्धांतों में, मानव मस्तिष्क में यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से उत्पन्न होने की बहुत अधिक संभावना है; इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि, सांख्यिकीय रूप से, मनुष्य अतीत की अपनी यादों के बारे में गलत हो सकते हैं और वास्तव में बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क हो सकते हैं।जब मल्टीवर्स के बारे में हाल के सिद्धांतों पर लागू किया जाता है, तो बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क तर्क ब्रह्मांड विज्ञान की अनसुलझी माप समस्या का हिस्सा हैं।

"बोल्ट्ज़मैन ब्रह्मांड"[संपादित करें]

1896 में, गणितज्ञ अर्न्स्ट ज़र्मेलो ने एक सिद्धांत आगे बढ़ाया कि थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम सांख्यिकीय के बजाय निरपेक्ष है।[6] ज़र्मेलो ने यह इंगित करके अपने सिद्धांत को मजबूत किया कि पोंकारे पुनरावृत्ति प्रमेय से पता चलता है कि एक बंद प्रणाली में सांख्यिकीय एन्ट्रापी अंततः एक आवधिक कार्य होना चाहिए; इसलिए, दूसरा नियम, जिसे हमेशा एन्ट्रापी बढ़ाने के लिए देखा जाता है, सांख्यिकीय होने की संभावना नहीं है। ज़र्मेलो के तर्क का विरोध करने के लिए, बोल्ट्ज़मैन ने दो सिद्धांतों को आगे बढ़ाया। पहला सिद्धांत, जिसे अब सही माना जाता है, यह है कि ब्रह्मांड की शुरुआत किसी अज्ञात कारण से निम्न-एन्ट्रापी अवस्था में हुई थी। दूसरा और वैकल्पिक सिद्धांत, 1896 में प्रकाशित हुआ लेकिन 1895 में बोल्ट्ज़मैन के सहायक इग्नाज शूत्ज़ को जिम्मेदार ठहराया गया, यह "बोल्ट्ज़मैन ब्रह्मांड" परिदृश्य है। इस परिदृश्य में, ब्रह्माण्ड अनंत काल का अधिकांश भाग ताप मृत्यु की सुविधाविहीन अवस्था में व्यतीत करता है; हालाँकि, कई युगों में, अंततः एक बहुत ही दुर्लभ तापीय उतार-चढ़ाव घटित होगा जहां परमाणु एक-दूसरे से बिल्कुल इस तरह उछलते हैं कि हमारे संपूर्ण अवलोकन योग्य ब्रह्मांड के बराबर एक उपसंरचना बन जाती है। बोल्ट्ज़मैन का तर्क है कि, जबकि अधिकांश ब्रह्मांड सुविधाहीन है, मनुष्य उन क्षेत्रों को नहीं देखते हैं क्योंकि वे बुद्धिमान जीवन से रहित हैं; बोल्ट्ज़मैन के लिए, यह अस्वाभाविक है कि मानवता केवल अपने बोल्ट्ज़मैन ब्रह्मांड के आंतरिक भाग को देखती है, क्योंकि यही एकमात्र स्थान है जहां बुद्धिमान जीवन रहता है। (आधुनिक विज्ञान में मानवशास्त्रीय सिद्धांत का यह पहला प्रयोग हो सकता है)।

1931 में, खगोलशास्त्री आर्थर एडिंगटन ने बताया कि, क्योंकि बड़े उतार-चढ़ाव की संभावना छोटे उतार-चढ़ाव की तुलना में तेजी से कम होती है, बोल्ट्ज़मैन ब्रह्मांड में पर्यवेक्षकों की संख्या छोटे उतार-चढ़ाव वाले पर्यवेक्षकों से बहुत अधिक होगी। भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन ने भौतिकी पर अपने व्यापक रूप से पढ़े जाने वाले फेनमैन व्याख्यान में एक समान प्रतिवाद प्रकाशित किया। 2004 तक, भौतिकविदों ने एडिंगटन के अवलोकन को उसके तार्किक निष्कर्ष पर पहुंचा दिया था: थर्मल उतार-चढ़ाव की अनंत काल में सबसे अधिक पर्यवेक्षक न्यूनतम "बोल्ट्ज़मैन दिमाग" होंगे जो अन्यथा सुविधाहीन ब्रह्मांड में उभर रहे होंगे।

सहज गठन[संपादित करें]

ब्रह्माण्ड की अर्गोडिक "हीट डेथ" की अंतिम स्थिति में, पर्याप्त समय दिए जाने पर, प्रत्येक संभावित संरचना (प्रत्येक संभावित मस्तिष्क सहित) संभवतः यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के माध्यम से बनेगी, जिसका समयमान पोंकारे पुनरावृत्ति समय से संबंधित है।एंथोनी एगुइरे, सीन एम. कैरोल और मैथ्यू सी. जॉनसन का तर्क है कि बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क (या शरीर या दुनिया) को अचानक अस्तित्व में आने की ज़रूरत नहीं है। बल्कि, यह छोटे-छोटे उतार-चढ़ावों के क्रम में बनेगा जो मस्तिष्क के क्षय पथ के विपरीत चलने जैसा प्रतीत होगा।बोल्ट्ज़मैन-शैली के विचार प्रयोग आम तौर पर मानव मस्तिष्क जैसी संरचनाओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो संभवतः आत्म-जागरूक पर्यवेक्षक होते हैं। हालाँकि, छोटी संरचनाएँ जो मानदंडों को न्यूनतम रूप से पूरा करती हैं, बड़ी संरचनाओं की तुलना में व्यापक और तेजी से अधिक सामान्य हैं; एक मोटा सादृश्य यह है कि जब कोई स्क्रैबल अक्षरों के एक बॉक्स को हिलाता है तो एक वास्तविक अंग्रेजी शब्द के दिखने की संभावना एक पूरे अंग्रेजी वाक्य या पैराग्राफ के बनने की संभावना से अधिक होती है।बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क के निर्माण के लिए आवश्यक औसत समयमान ब्रह्मांड की वर्तमान आयु से बहुत अधिक है। आधुनिक भौतिकी में, बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क का निर्माण या तो क्वांटम उतार-चढ़ाव से हो सकता है, या थर्मल उतार-चढ़ाव से हो सकता है जिसमें आम तौर पर न्यूक्लियेशन शामिल होता है।

क्वांटम उतार-चढ़ाव के माध्यम से

एक गणना के अनुसार, बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क एक समय अंतराल के बाद निर्वात में क्वांटम उतार-चढ़ाव के रूप में दिखाई देगा {10^{10^{69}}वर्ष।यह उतार-चढ़ाव एक सच्चे मिन्कोव्स्की वैक्यूम (एक फ्लैट स्पेसटाइम वैक्यूम जिसमें वैक्यूम ऊर्जा की कमी होती है) में भी हो सकता है। क्वांटम यांत्रिकी छोटे उतार-चढ़ाव का बहुत समर्थन करती है जो निर्वात से कम से कम मात्रा में ऊर्जा "उधार" लेती है। आमतौर पर, एक क्वांटम बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क अचानक निर्वात से प्रकट होता है (वर्चुअल एंटीमैटर की समतुल्य मात्रा के साथ), केवल एक सुसंगत विचार या अवलोकन के लिए पर्याप्त समय तक रहता है, और फिर जैसे ही यह अचानक दिखाई देता है, निर्वात में गायब हो जाता है। ऐसा मस्तिष्क पूरी तरह से आत्मनिर्भर होता है, और कभी भी ऊर्जा को अनंत तक प्रसारित नहीं कर सकता है।

न्यूक्लियेशन के माध्यम से

वर्तमान साक्ष्य से पता चलता है कि अवलोकन योग्य ब्रह्मांड में व्याप्त निर्वात मिन्कोव्स्की स्थान नहीं है, बल्कि एक सकारात्मक ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक वाला एक डी सिटर स्थान है। डी सिटर अंतरिक्ष के सीमित ब्रह्माण्ड संबंधी क्षितिज से उत्सर्जित हॉकिंग विकिरण से संयोग से धीरे-धीरे इकट्ठे हुए गैर-आभासी कणों के न्यूक्लियेशन के माध्यम से बन सकता है। न्यूक्लियेशन के आसपास होने तक आवश्यक औसत समय के लिए एक अनुमान{10^{10^{69}}वर्ष एक विशिष्ट न्यूक्लियेटेड बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क पूर्ण शून्य तक ठंडा हो जाएगा और अंततः पूरी तरह से नष्ट हो जाएगा, जैसा कि अंतरिक्ष के निर्वात में कोई भी पृथक वस्तु होगी। क्वांटम उतार-चढ़ाव के मामले के विपरीत, बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क अनंत तक ऊर्जा प्रसारित करेगा। न्यूक्लियेशन में, सबसे आम उतार-चढ़ाव समग्र रूप से थर्मल संतुलन के करीब होते हैं, जो भी संभव हो, उतार-चढ़ाव को "बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क" के रूप में लेबल करने के लिए जो भी मनमाना मानदंड प्रदान किए जाते हैं।

बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क समस्या पर आधुनिक प्रतिक्रियाएँ[संपादित करें]

ब्रह्माण्ड विज्ञानियों के बीच इस बात पर आम सहमति है कि अभी तक सामने नहीं आई कुछ त्रुटियों का संकेत इस आश्चर्यजनक गणना से मिलता है कि बोल्ट्जमैन के मस्तिष्क की संख्या सामान्य मानव मस्तिष्क से काफी अधिक होनी चाहिए। शॉन कैरोल कहते हैं, "हम यह तर्क नहीं दे रहे हैं कि बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क अस्तित्व में है - हम उनसे बचने की कोशिश कर रहे हैं।"कैरोल ने कहा है कि बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क होने की परिकल्पना का परिणाम "संज्ञानात्मक अस्थिरता" है। क्योंकि, उनका तर्क है, मस्तिष्क बनने में ब्रह्मांड की वर्तमान आयु से अधिक समय लगेगा, और फिर भी वह सोचता है कि वह देखता है कि यह एक युवा ब्रह्मांड में मौजूद है, इससे पता चलता है कि यादें और तर्क प्रक्रियाएं अविश्वसनीय होंगी यदि ऐसा होता वास्तव में एक बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क। सेठ लॉयड ने कहा है, "वे मोंटी पायथॉन परीक्षण में असफल हो गए: इसे रोकें! यह बहुत मूर्खतापूर्ण है!" एक न्यू साइंटिस्ट पत्रकार ने संक्षेप में कहा है कि "ब्रह्मांड और उसके व्यवहार के बारे में हमारी समझ का प्रारंभिक बिंदु यह है कि मनुष्य, असंबद्ध मस्तिष्क नहीं, विशिष्ट पर्यवेक्षक हैं।"

कुछ लोगों का तर्क है कि क्वांटम उतार-चढ़ाव के माध्यम से उत्पन्न मस्तिष्क, और शायद डी सिटर वैक्यूम में न्यूक्लियेशन के माध्यम से उत्पन्न मस्तिष्क भी पर्यवेक्षकों के रूप में नहीं गिने जाते हैं। न्यूक्लियेटेड मस्तिष्क की तुलना में क्वांटम उतार-चढ़ाव को बाहर करना आसान है, क्योंकि क्वांटम उतार-चढ़ाव को सीधे मानदंडों (जैसे अनंत पर पर्यावरण के साथ उनकी बातचीत की कमी) द्वारा अधिक आसानी से लक्षित किया जा सकता है।

कैरोल का मानना है कि क्वांटम यांत्रिकी में माप समस्या की बेहतर समझ से पता चलेगा कि कुछ निर्वात अवस्थाओं में कोई गतिशील विकास नहीं होता है और वे न्यूक्लियेटेड मस्तिष्क या किसी अन्य प्रकार के पर्यवेक्षक का समर्थन नहीं कर सकते हैं। कुछ ब्रह्मांड विज्ञानियों का मानना है कि होलोग्राफिक स्ट्रिंग सिद्धांत के क्वांटम वैक्यूम में स्वतंत्रता की डिग्री की बेहतर समझ बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क समस्या को हल कर सकती है।

एकल-ब्रह्मांड परिदृश्यों में

ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के साथ एक एकल डी सिटर ब्रह्मांड में, और किसी भी परिमित स्थानिक स्लाइस से शुरू होकर, "सामान्य" पर्यवेक्षकों की संख्या सीमित है और ब्रह्मांड की गर्मी से मृत्यु से सीमित है। यदि ब्रह्मांड हमेशा के लिए रहता है, तो अधिकांश मॉडलों में, न्यूक्लियेटेड बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क की संख्या अनंत है; एलन गुथ जैसे ब्रह्माण्डविज्ञानियों को चिंता है कि इससे "हमारे लिए सामान्य मस्तिष्क होना लगभग असंभव" प्रतीत होगा।एक चेतावनी यह है कि यदि ब्रह्मांड एक झूठा निर्वात है जो स्थानीय रूप से 20 अरब वर्षों से कम समय में मिन्कोव्स्की या बिग क्रंच-बाउंड एंटी-डी सिटर अंतरिक्ष में विघटित हो जाता है, तो अनंत बोल्ट्ज़मैन न्यूक्लियेशन से बचा जाता है। (यदि औसत स्थानीय मिथ्या निर्वात क्षय दर 20 अरब वर्ष से अधिक है, तो बोल्ट्जमैन मस्तिष्क न्यूक्लिएशन अभी भी अनंत है, क्योंकि स्थानीय निर्वात पतन की तुलना में ब्रह्मांड तेजी से आकार में बढ़ता है, जो भविष्य के प्रकाश शंकुओं के भीतर ब्रह्मांड के हिस्सों को नष्ट कर देता है)। उस समय सीमा के भीतर ब्रह्मांड को नष्ट करने के लिए प्रस्तावित काल्पनिक तंत्र सुपरहेवी ग्रेविटिनो से लेकर अवलोकन से भी भारी शीर्ष क्वार्क तक "हिग्स द्वारा मौत" को ट्रिगर करता है।

यदि कोई ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक मौजूद नहीं है, और यदि वर्तमान में देखी गई निर्वात ऊर्जा सर्वोत्कृष्टता से है जो अंततः पूरी तरह से नष्ट हो जाएगी, तो अनंत बोल्ट्ज़मैन न्यूक्लियेशन से भी बचा जाता है।

अनन्त मुद्रास्फीति में

बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क समस्या के समाधान का एक वर्ग ब्रह्माण्ड विज्ञान में माप समस्या के लिए अलग-अलग दृष्टिकोण का उपयोग करता है: अनंत बहुविविध सिद्धांतों में, सामान्य पर्यवेक्षकों और बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क का अनुपात इस बात पर निर्भर करता है कि अनंत सीमाएँ कैसे ली जाती हैं। बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क के प्रशंसनीय अंशों से बचने के लिए उपाय चुने जा सकते हैं।

एकल-ब्रह्मांड मामले के विपरीत, शाश्वत मुद्रास्फीति में वैश्विक समाधान खोजने में एक चुनौती यह है कि सभी संभावित स्ट्रिंग परिदृश्यों को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाना चाहिए; कुछ मापों में, ब्रह्माण्ड का एक छोटा सा अंश भी बोल्ट्जमान मस्तिष्क में व्याप्त होने के कारण समग्र रूप से मल्टीवर्स का माप बोल्ट्जमान मस्तिष्क पर हावी हो जाता है।ब्रह्मांड विज्ञान में माप की समस्या सामान्य पर्यवेक्षकों और असामान्य रूप से प्रारंभिक पर्यवेक्षकों के अनुपात से भी जूझती है। उचित समय माप जैसे उपायों में जो अत्यधिक "युवापन" समस्या से ग्रस्त हैं, विशिष्ट पर्यवेक्षक एक "बोल्ट्ज़मैन बेबी" है जो अत्यधिक गर्म, प्रारंभिक ब्रह्मांड में दुर्लभ उतार-चढ़ाव से बना है।

यह पहचानना कि क्या आप बोल्ट्ज़मैन पर्यवेक्षक हैं[संपादित करें]

बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क परिदृश्यों में, बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क का "सामान्य पर्यवेक्षकों" से अनुपात खगोलीय रूप से बड़ा है। बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क का लगभग कोई भी प्रासंगिक उपसमुच्चय, जैसे "कामकाजी निकायों के भीतर अंतर्निहित मस्तिष्क", "पर्यवेक्षक जो मानते हैं कि वे दूरबीनों के माध्यम से 3 K माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण को समझ रहे हैं", "पर्यवेक्षक जिनके पास सुसंगत अनुभवों की स्मृति है", या "पर्यवेक्षक जिनके पास है अनुभवों की वही शृंखला जो मेरे जैसी है", की संख्या भी "सामान्य पर्यवेक्षकों" से काफी अधिक है। इसलिए, चेतना के अधिकांश मॉडलों के तहत, यह स्पष्ट नहीं है कि कोई व्यक्ति विश्वसनीय रूप से यह निष्कर्ष निकाल सकता है कि स्वयं ऐसा "बोल्ट्ज़मान पर्यवेक्षक" नहीं है, ऐसे मामले में जहां बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क ब्रह्मांड पर हावी है। यहां तक कि चेतना के "सामग्री बाह्यवाद" मॉडल के तहत, पिछले कई वर्षों के दौरान पृथ्वी के आकार में लगातार उतार-चढ़ाव में रहने वाले बोल्ट्ज़मैन पर्यवेक्षकों की संख्या ब्रह्मांड की "गर्मी से मृत्यु" से पहले पैदा हुए "सामान्य पर्यवेक्षकों" से अधिक है।

जैसा कि पहले कहा गया है, अधिकांश बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क में "असामान्य" अनुभव होते हैं; फेनमैन ने बताया है कि, यदि कोई स्वयं को एक विशिष्ट बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क के रूप में जानता है, तो उसे भविष्य में "सामान्य" अवलोकन जारी रहने की उम्मीद नहीं है। दूसरे शब्दों में, बोल्ट्ज़मैन-प्रभुत्व वाले ब्रह्मांड में, अधिकांश बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क में "असामान्य" अनुभव होते हैं, लेकिन केवल "सामान्य" अनुभव वाले अधिकांश पर्यवेक्षक बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क होते हैं, ऐसे ब्रह्मांड में बोल्ट्ज़मैन मस्तिष्क की आबादी की अत्यधिक विशालता के कारण।