ब्रह्मांड में मस्तिष्क का कलात्मक चित्रण
चित्र 1: ब्रह्मांड में मस्तिष्क का कलात्मक चित्रण

पूरी तरह से गठित मस्तिष्क जो हमारे ब्रह्मांड में पूरी तरह से मानव जीवन की यादों के साथ थर्मोडायनामिक संतुलन से अत्यधिक असामान्य यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से उभरता है। यह एक भौतिकी विचार प्रयोग है, और तर्क का तर्क है कि एक एकल मस्तिष्क अनायास और क्षण भर में शून्य में बनता है, मतलब हमारी दुनिया में अस्तित्व की स्मृति के साथ पूर्ण, थर्मल संतुलन में ब्रह्मांड में यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से उत्पन्न होने वाले ब्रह्मांड की तुलना में अधिक संभावना है। समय के थर्मोडायनामिक तीर के बारे में बोल्ट्जमैन की व्याख्या की सैद्धांतिक भविष्यवाणी, और जानें

बोल्ट्जमान दिमाग क्या हैं?

बोल्ट्जमैन ब्रेन्स पूरी तरह से मस्तिष्क का गठन होता है जो हमारे ब्रह्मांड में पूरी तरह से मानव जीवन की यादों के साथ, थर्मोडायनामिक संतुलन से अत्यधिक असामान्य यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से उभरता है। सैद्धांतिक रूप से, एक शून्य में परमाणु अनायास एक साथ आ सकते हैं जैसे कि एक असाधारण रूप से लंबे समय तक काम करने वाले मानव मस्तिष्क का निर्माण करना, लेकिन अंतहीन अवधि नहीं। यह लगभग तुरंत ही काम करना बंद कर देगा और खराब होना शुरू हो जाएगा, ठीक वैसे ही जैसे इस तरह के शत्रुतापूर्ण वातावरण में (बिना रक्त की आपूर्ति या शरीर के अंतरिक्ष का शत्रुतापूर्ण निर्वात)।

यह एक भौतिकी विचार प्रयोग है, और तर्क का तर्क है कि एक एकल मस्तिष्क अनायास और क्षणिक रूप से शून्य में (हमारी दुनिया में मौजूद होने की स्मृति के साथ पूर्ण) ब्रह्मांड में थर्मल संतुलन में एक यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से उत्पन्न होने वाले ब्रह्मांड की तुलना में अधिक संभावना है।

बोल्ट्ज़मान दिमाग बोल्ट्ज़मान के थर्मोडायनामिक तीर के समय की व्याख्या करने की सैद्धांतिक भविष्यवाणी है। हालांकि लुडविग बोल्ट्जमैन ने कभी इसका उल्लेख नहीं किया, ब्रह्मांडविदों ने समग्र रूप से ब्रह्मांड की बेहतर समझ हासिल करने के लिए यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के बारे में अपनी अवधारणाओं का उपयोग किया।

बोल्ट्जमान दिमाग का इतिहास

इस अवधारणा का नाम ऑस्ट्रियाई वैज्ञानिक लुडविग बोल्ट्जमैन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने 1896 में एक सिद्धांत का प्रस्ताव दिया था जिसमें यह समझाने का प्रयास किया गया था कि मनुष्य एक ऐसे ब्रह्मांड में क्यों रहते हैं जो उष्मागतिकी(थर्मोडायनामिक) के नवजात अध्ययन की भविष्यवाणी के अनुसार अराजक नहीं है। उन्होंने कई सिद्धांतों का प्रस्ताव रखा, जिनमें से एक यह था कि ब्रह्मांड, भले ही पूरी तरह से यादृच्छिक (या थर्मल संतुलन पर) हो, स्वाभाविक रूप से एक अधिक आदेशित (या निम्न-एन्ट्रॉपी) स्टेट में स्थानांतरित हो जाएगा। यह हमारे ब्रह्मांड के निम्न-एन्ट्रॉपी स्टेट के लिए बोल्ट्ज़मान की प्रारंभिक व्याख्या के लिए एक रिडक्टियो विज्ञापन बेतुका प्रतिक्रिया के रूप में पेश किया गया था।

1896 में एक गणितज्ञ अर्नस्ट ज़र्मेलो ने प्रस्तावित किया कि थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम सांख्यिकीय के बजाय निरपेक्ष था। पोंकारे पुनरावृत्ति प्रमेय का तात्पर्य है कि एक बंद प्रणाली में सांख्यिकीय एन्ट्रापी अंततः एक आवधिक कार्य होना चाहिए; इस प्रकार ज़र्मेलो के अनुसार दूसरा कानून, जो लगातार एन्ट्रापी को बढ़ाने के लिए मनाया जाता है, सांख्यिकीय होने की संभावना नहीं है। लुडविग बोल्ट्जमैन ने ज़र्मेलो की थीसिस का खंडन करने के लिए दो परिकल्पनाओं का प्रस्ताव रखा। पहला सिद्धांत, जिसे अब मान्य माना जाता है, यह है कि ब्रह्मांड किसी अस्पष्ट कारण से कम-एन्ट्रॉपी स्थिति में शुरू हुआ था।

1896 में प्रकाशित “बोल्ट्ज़मैन ब्रह्मांड” परिदृश्य, लेकिन 1895 में बोल्ट्ज़मैन के सहायक इग्नाज शुट्ज़ को जिम्मेदार ठहराया, दूसरा और वैकल्पिक सिद्धांत है। इस परिदृश्य में, ब्रह्मांड अनंत काल का अधिकांश हिस्सा गर्मी से मृत्यु की एक सुविधाहीन स्थिति में बिताता है; फिर भी, पर्याप्त युगों के बाद, एक अत्यंत दुर्लभ थर्मल उतार-चढ़ाव होता है जिसमें परमाणु एक दूसरे से ठीक उसी तरह उछलते हैं जैसे हमारा संपूर्ण अवलोकन योग्य ब्रह्मांड। जबकि अधिकांश ब्रह्मांड सुविधाहीन है, बोल्ट्जमैन का दावा है कि लोग उन क्षेत्रों पर ध्यान नहीं देते हैं क्योंकि वे बुद्धिमान जीवन से रहित हैं; बोल्ट्जमैन के लिए, यह उल्लेखनीय नहीं है कि मानवता केवल बोल्ट्जमैन ब्रह्मांड के आंतरिक भाग को देखती है क्योंकि यही एकमात्र स्थान है जहां बुद्धिमान जीवन मौजूद है।

1931 में आर्थर एडिंगटन ने बताया कि चूंकि एक बड़े उतार-चढ़ाव की संभावना एक छोटे से उतार-चढ़ाव की तुलना में तेजी से कम होती है, इसलिए बोल्ट्जमैन दुनिया में दर्शकों की संख्या छोटे उतार-चढ़ाव में पर्यवेक्षकों द्वारा असमान रूप से अधिक होगी, भौतिक विज्ञानी रिचर्ड फेनमैन ने भी इसी तरह का प्रतिवाद किया। 2004 तक, भौतिकविदों ने एडिंगटन की खोज को उसके तार्किक निष्कर्ष पर ले लिया था: थर्मल उतार-चढ़ाव की अनंत काल में, सबसे प्रचुर मात्रा में पर्यवेक्षक छोटे “बोल्ट्ज़मान दिमाग” होंगे जो अन्यथा फीचर रहित ब्रह्मांड में दिखाई देंगे।

2002 के आसपास, कई ब्रह्मांड विज्ञानी चिंतित हो गए कि वर्तमान ब्रह्मांड में मानव मस्तिष्क भविष्य में बोल्ट्जमान के दिमाग की तुलना में बहुत कम होने की संभावना प्रतीत होती है, जिससे निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि मनुष्य का सांख्यिकीय रूप से बोल्ट्जमान दिमाग होने की अधिक संभावना है। कुछ ब्रह्माण्ड संबंधी परिकल्पनाओं का खंडन करने के लिए कभी-कभी एक रिडक्टियो विज्ञापन बेतुका तर्क का उपयोग किया जाता है। मल्टीवर्स के बारे में हाल के सिद्धांतों पर लागू होने पर बोल्ट्जमान मस्तिष्क तर्क ब्रह्मांड विज्ञान की अनसुलझी माप समस्या का हिस्सा हैं। बोल्ट्जमैन के मस्तिष्क विचार प्रयोग का प्रयोग भौतिकी में प्रतिद्वंद्वी वैज्ञानिक सिद्धांतों का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है क्योंकि यह एक प्रायोगिक विज्ञान है।

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बोल्ट्जमान दिमाग का अप्रत्याशित गठन

ब्रह्मांड की अंतिम स्थिति में “हीट डेथ,” यादृच्छिक उतार-चढ़ाव के माध्यम से हर संभव संरचना (हर संभव मस्तिष्क सहित) रूपों ने पर्याप्त समय दिया था, इसके लिए पोंकारे पुनरावृत्ति समय का उपयोग समयरेखा के रूप में किया जाता है। बोल्ट्ज़मैन-शैली के विचार प्रयोग उन संरचनाओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं जो संभवतः आत्म-जागरूक पर्यवेक्षक हैं, जैसे कि मानव मस्तिष्क।

छोटी संरचनाएं जो बमुश्किल मानदंडों को पूरा करती हैं, वे बड़े ढांचे की तुलना में व्यापक और तेजी से अधिक सामान्य हैं, बोल्ट्जमैन ब्रेन्स (या ग्रह, या ब्रह्मांड) का गठन करने के लिए किसी भी मनमाना मानदंड को देखते हुए; एक मोटा सादृश्य यह है कि कैसे स्क्रैबल अक्षरों के एक बॉक्स को हिलाते समय एक वास्तविक अंग्रेजी शब्द के प्रकट होने की संभावना पूरे अंग्रेजी वाक्य या पैराग्राफ बनाने की बाधाओं से अधिक होती है। बोल्ट्जमान मस्तिष्क के विकास के लिए विशिष्ट समय-सीमा ब्रह्मांड की वर्तमान आयु से काफी लंबी है।

इस प्रकार बोल्ट्जमान दिमाग या तो क्वांटम उतार-चढ़ाव या वर्तमान भौतिकी में न्यूक्लियेशन से जुड़े थर्मल उतार-चढ़ाव द्वारा उत्पादित किया जा सकता है, जिसे नीचे समझाया गया है।

क्वांटम उतार-चढ़ाव से बोल्ट्जमैन ब्रेन्स

एक गणना के अनुसार, अरबों वर्षों के विलंब के बाद, एक बोल्ट्जमैन ब्रेन्स निर्वात में क्वांटम उतार-चढ़ाव के रूप में प्रकट होगा। यहां तक ​​कि एक पूर्ण मिंकोव्स्की वैक्यूम में भी, यह भिन्नता हो सकती है (एक फ्लैट स्पेसटाइम वैक्यूम जिसमें वैक्यूम ऊर्जा की कमी होती है)। छोटे उतार-चढ़ाव जो निर्वात से कम से कम ऊर्जा “उधार” लेते हैं, क्वांटम भौतिकी के पक्षधर हैं। एक क्वांटम बोल्ट्जमैन ब्रेन्स आमतौर पर निर्वात (वर्चुअल एंटीमैटर की एक समान मात्रा के साथ) से निकलता है, केवल एक सुसंगत विचार या अवलोकन के लिए पर्याप्त समय के लिए मौजूद होता है, और फिर जितनी जल्दी दिखाई देता है उतनी ही जल्दी गायब हो जाता है। इस प्रकार का मस्तिष्क स्व-निहित होता है और अनिश्चित काल तक ऊर्जा का विकिरण नहीं कर सकता।

गैर-आभासी कणों के न्यूक्लियेशन से बोल्ट्जमैन ब्रेन्स

वर्तमान साक्ष्यों के अनुसार, अवलोकनीय ब्रह्मांड में व्याप्त निर्वात एक सकारात्मक ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक के साथ एक डी सिटर स्थान है, न कि मिंकोव्स्की स्थान। एक बोल्ट्जमैन ब्रेन्स गैर-आभासी कणों को न्यूक्लियेट करके डी सिटर वैक्यूम (लेकिन मिंकोव्स्की वैक्यूम में नहीं) में विकसित हो सकता है, जो धीरे-धीरे डी सिटर स्पेस के विवश ब्रह्मांडीय क्षितिज से जारी हॉकिंग विकिरण से संयोग से निर्मित होते हैं।

अपनी गतिविधि पूरी करने के बाद, एक विशिष्ट न्यूक्लियेटेड बोल्ट्जमैन ब्रेन्स पूर्ण शून्य तक ठंडा हो जाएगा और अंततः अंतरिक्ष में किसी एकान्त वस्तु की तरह ही क्षय हो जाएगा। बोल्ट्जमान मस्तिष्क, क्वांटम उतार-चढ़ाव की स्थिति के विपरीत, ऊर्जा को अनिश्चित काल तक विकीर्ण करेगा। यह देखते हुए कि “बोल्ट्जमैन ब्रेन्स” के उतार-चढ़ाव के नामकरण के लिए जो भी कृत्रिम मानदंड स्थापित किए गए हैं, न्यूक्लिएशन में सबसे आम उतार-चढ़ाव यथासंभव थर्मल संतुलन के करीब हैं। एक बोल्ट्जमान मस्तिष्क सैद्धांतिक रूप से पूरे मामले में किसी भी बिंदु पर प्रारंभिक ब्रह्मांड में बना सकता है, यद्यपि एक छोटी सी संभावना के साथ।

क्या आप बोल्ट्जमान पर्यवेक्षक हैं?

बोल्ट्जमान दिमाग परिदृश्यों में बोल्ट्जमान दिमाग का अनुपात “सामान्य पर्यवेक्षकों” से खगोलीय रूप से बहुत बड़ा है। बोल्ट्जमैन ब्रेन्स का लगभग कोई भी प्रासंगिक उपसमुच्चय “सामान्य पर्यवेक्षकों” से आगे निकल जाता है, जिसमें “कार्यशील निकायों के भीतर दिमाग शामिल है,” “पर्यवेक्षक जो मानते हैं कि वे दूरबीनों के माध्यम से 3 K माइक्रोवेव पृष्ठभूमि विकिरण को मान रहे हैं,” “पर्यवेक्षक जिनके पास सुसंगत अनुभवों की स्मृति है,” तथा “पर्यवेक्षक जिनके पास अनुभवों की एक ही श्रृंखला है”।

नतीजतन, उस घटना में जहां बोल्ट्जमैन ब्रेन्स ब्रह्मांड पर शासन करता है, यह संदिग्ध है कि क्या कोई सटीक रूप से निष्कर्ष निकाल सकता है कि चेतना की अधिकांश अवधारणाओं के तहत कोई ऐसा “बोल्ट्जमान पर्यवेक्षक” नहीं है। कई वर्षों से लगातार पृथ्वी के आकार के उतार-चढ़ाव में रहने वाले बोल्ट्जमैन पर्यवेक्षक “सामग्री बाह्यवाद” जागरूकता के मॉडल के तहत भी ब्रह्मांड की “हीट डेथ” से पहले उत्पादित “सामान्य पर्यवेक्षकों” से अधिक हैं।

जैसा कि पहले कहा गया है, अधिकांश बोल्ट्जमैन ब्रेन्स में “असामान्य” अनुभव होते हैं; फिर भी, यदि कोई अपने आप को एक विशिष्ट बोल्ट्जमैन ब्रेन्स के रूप में जानता है, तो भविष्य में “सामान्य” अवलोकन जारी रहने की संभावना नहीं है। दूसरे शब्दों में, बोल्ट्ज़मान-प्रभुत्व वाले ब्रह्मांड में अधिकांश बोल्ट्ज़मान दिमागों में “असामान्य” अनुभव होते हैं, लेकिन ऐसे ब्रह्मांड में बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क आबादी की भारी विशालता के कारण केवल “नियमित” अनुभव वाले अधिकांश पर्यवेक्षक बोल्ट्ज़मान दिमाग होते हैं।

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बोल्ट्जमान दिमाग की समस्याएं

डेसकार्टेस के पास इस बात को रेखांकित करने के लिए कोई प्रशंसनीय विज्ञान नहीं था कि जब एक धोखेबाज दानव की कल्पना की गई तो एक भ्रामक दानव अपने सभी अनुभवों का निर्माण कैसे कर सकता है। क्या तब से कुछ बदला है? क्या अब कार्टेशियन धोखेबाज दानव बनाने के लिए एक वैज्ञानिक रूप से व्यवहार्य तकनीक है, इस तथ्य के बावजूद कि यह आत्म-पराजय है? हमें बोल्ट्जमैन ब्रेन्स के तर्क की वैधता पर विश्वास करने की आवश्यकता नहीं है। नीचे स्पष्टीकरण दिया गया है कि विज्ञान को इतने सारे सट्टा चरणों की आवश्यकता है कि उन्हें मिटाना असंभव है, और तर्क में एक और दोष है।

अनंत इन्फ्लेशन

ब्रह्मांड विज्ञान में मापने की समस्या के विभिन्न दृष्टिकोण बोल्ट्ज़मान दिमाग समाधानों के एक वर्ग में उपयोग किए जाते हैं: अनंत बहुविध सिद्धांतों में, बोल्ट्ज़मान दिमाग के लिए नियमित पर्यवेक्षकों का अनुपात सीमा पर भिन्न होता है। बोल्ट्ज़मान दिमाग की एक महत्वपूर्ण संख्या से बचने के लिए उपायों को चुना जा सकता है।

एकल-ब्रह्मांड मामले के विपरीत, शाश्वत इन्फ्लेशन में वैश्विक समाधान खोजने के लिए सभी संभावित स्ट्रिंग परिदृश्यों को जोड़ना आवश्यक है; कुछ मामलों में, बोल्ट्जमैन ब्रेन्स के साथ व्याप्त ब्रह्मांडों के एक छोटे से अंश के कारण भी मल्टीवर्स के समग्र माप में बोल्ट्जमैन ब्रेन्स का प्रभुत्व होता है।

ब्रह्मांड विज्ञान में, मापन समस्या में सामान्य पर्यवेक्षकों का असामान्य रूप से प्रारंभिक पर्यवेक्षकों का अनुपात भी शामिल है। एक चरम “युवापन” समस्या के उपायों में विशिष्ट पर्यवेक्षक, जैसे कि उपयुक्त समय माप, एक बहुत गर्म, प्रारंभिक ब्रह्मांड में दुर्लभ उतार-चढ़ाव द्वारा निर्मित “बोल्ट्ज़मैन बेबी” है।

एक ब्रह्मांड से जुड़ी संभावनाओं में

ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक वाले एकल डी सिटर यूनिवर्स में “सामान्य” पर्यवेक्षकों की संख्या, किसी भी परिमित स्थानिक स्लाइस से शुरू होती है, ब्रह्मांड की हीट डेथ से परिमित और सीमित है। अधिकांश मॉडलों में, यदि ब्रह्मांड हमेशा के लिए रहता है, तो न्यूक्लियेटेड बोल्ट्जमैन ब्रेन्स की संख्या असीमित होती है; एलन गुथ जैसे ब्रह्मांड विज्ञानी चिंता करते हैं कि इससे यह “मनुष्यों के लिए सामान्य दिमाग होने के लिए असीम रूप से असंभव” दिखाई देगा।

अनंत बोल्ट्ज़मैन न्यूक्लियेशन से बचा जाता है यदि ब्रह्मांड एक झूठा वैक्यूम है जो स्थानीय रूप से 20 अरब से कम वर्षों में मिंकोव्स्की या बिग क्रंच-बाउंड एंटी-डी सिटर स्पेस में क्षय हो जाता है। (भले ही औसत स्थानीय झूठी वैक्यूम क्षय दर 20 अरब वर्ष से अधिक हो, बोल्ट्जमान मस्तिष्क न्यूक्लियेशन असीमित रहता है क्योंकि ब्रह्मांड स्थानीय वैक्यूम ढहने की तुलना में तेजी से फैलता है, भविष्य के प्रकाश शंकुओं के भीतर ब्रह्मांड के क्षेत्रों को नष्ट कर देता है।) सुपरहेवी ग्रेविटिनो टू ए “हिग्स द्वारा मौत” को ट्रिगर करने वाले भारी-से-अवलोकित शीर्ष क्वार्क उस समय के भीतर ब्रह्मांड को समाप्त करने के लिए प्रस्तावित काल्पनिक तरीकों में से हैं।

अनंत बोल्ट्ज़मैन न्यूक्लिएशन को भी रोका जाता है यदि कोई ब्रह्माण्ड संबंधी स्थिरांक न हो और वर्तमान में देखी गई निर्वात, ऊर्जा सर्वोत्कृष्टता से उत्पन्न होती है जो अंततः वाष्पित हो जाएगी।

कार्टिसिअन देसिविंग देमंस

कार्टिसिअन देसिविंग देमंस एक आकर्षक प्रस्ताव है, लेकिन समस्या यह है कि यदि यह प्रस्ताव सही है, तो हम सोचते हैं कि हम जो जानते हैं वह हमारी कल्पना की उपज है। डायनासोर का दूरस्थ इतिहास केवल एक काल्पनिक ग्रह स्मृति है जो उतार-चढ़ाव से बने जीवाश्मों में संरक्षित है। एक महाविस्फोट से उत्पन्न ब्रह्मांड की पूरी कहानी, जिसका कचरा संकुचित होकर सितारों का निर्माण करता है और जिस पृथ्वी पर हम खड़े हैं, वह भी सत्य नहीं है।

यह केवल अतीत के बारे में नहीं है। बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क परिदृश्य में, आप इस समय उतार-चढ़ाव से सबसे अधिक संभावना बना रहे थे। इसलिए, हर दूसरी मेमोरी की तरह, आपको याद है कि इसे बनाने से पहले टेक्स्ट को पढ़ना है।

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चूँकि आपके मूर्ख मस्तिष्क के थोड़े समय के लिए मौजूद रहने की आवश्यकता है, प्रस्ताव केवल एक मस्तिष्क की उपस्थिति की आवश्यकता है। यदि अत्यधिक एकांतवाद सहन करने के लिए बहुत अधिक है, तो उसी तर्क का उपयोग यह साबित करने के लिए किया जा सकता है कि उतार-चढ़ाव ब्रह्मांड के एक महत्वपूर्ण खंड का निर्माण कर सकते हैं, जिसमें कई संवेदनशील दिमाग एक गढ़े हुए अतीत पर सहमत होते हैं। (बोल्ट्ज़मान मस्तिष्क मॉडल के लिए अधिक कठोर औचित्य में से एक यह है कि ब्रह्मांड का यह बड़ा घटक उतार-चढ़ाव के माध्यम से प्रकट होता है, जैसा कि हम नीचे देखेंगे।)

वेन मायरवॉल्ड के अनुसार, बोल्ट्जमैन ब्रेन्स की कहानी, मूल कार्टेशियन भ्रामक दानव की तरह, हमें यह विश्वास करने की मांग करती है कि हमारे पिछले सभी अनुभव भ्रामक हैं। मानव जाति का मानना है कि वैज्ञानिकों का सामूहिक अनुभव इस बात का पुख्ता सबूत देता है कि हम अरबों साल पहले एक महाविस्फोट से आए थे। इसके बजाय, हमें यह विश्वास करना चाहिए कि हम थर्मल संतुलन में एक ऐसी दुनिया में रहते हैं, कि एक अकल्पनीय रूप से लंबे समय के बाद, एक मस्तिष्क को छोड़ने का प्रबंधन करता है जो बिल्कुल हमारे जैसा दिखता है, एक अत्यधिक असंभव थर्मल उतार-चढ़ाव के रूप में, झूठी यादों से भरा हुआ एक निचला एन्ट्रापी अतीत।

यह मानदंड आत्म-पराजय है। यह तापीय भौतिकी की हमारी संपूर्ण समझ पर भी संदेह करता है। विज्ञान के सभी प्रायोगिक डेटा एक सृजित स्मृति है। हम उन सभी तर्कों के तर्क को अपनाने में भी ठगे जा सकते हैं जो इन नकली परीक्षणों को प्रमुख वैज्ञानिक परिणामों से जोड़ते हैं। हमारे पास सांख्यिकीय भौतिकी पर विश्वास करने का कोई कारण नहीं है जो इस संशयपूर्ण परिदृश्य में बोल्ट्जमैन ब्रेन्स को पहले स्थान पर लाएगा।

क्या भौतिकी वास्तव में काम कर रही है?

बोल्ट्जमैन के मूल तर्क के अनुसार, संतुलन में एक थर्मल सिस्टम अंततः संतुलन से अलग हो जाएगा, और बहुत बड़े उतार-चढ़ाव संभव होंगे, लेकिन बहुत कम संभावना के साथ। उनके उद्देश्यों के लिए, वह पर्याप्त है। सामान्य थर्मोडायनामिक्स और समय-प्रतिवर्ती भौतिकी की संगतता को स्पष्ट करने के लिए उन्हें केवल उच्च एन्ट्रॉपी अतीत और वायदा के साथ उतार-चढ़ाव के रूप में होने वाली कम एन्ट्रॉपी स्टेट्स की आवश्यकता थी।

अतिरिक्त कदम एक कम एन्ट्रापी स्टेट्स का उत्पादन करने के लिए थर्मल संतुलन के उतार-चढ़ाव से परे चला जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि निम्न एन्ट्रापी अवस्था वही होनी चाहिए जहाँ हम वर्तमान में हैं। यह हमारे समान मस्तिष्क का संक्षिप्त अस्तित्व हो सकता है। यह ब्रह्मांड का एक बड़ा टुकड़ा भी हो सकता है जो बिल्कुल हमारे जैसा दिखता है, जो मस्तिष्क से सन्निहित संवेदनशील पर्यवेक्षकों से भरा हुआ है।

उतार-चढ़ाव से बनने वाली इस तरह की एक विशेष निम्न एन्ट्रापी अवस्था के लिए संतुलन की उतार-चढ़ाव वाली तापीय अवस्था के अस्तित्व से अधिक की आवश्यकता होती है। इसके लिए नीचे दो तर्क दिए गए हैं लेकिन यह साबित करने के लिए और सबूतों की जरूरत है कि इस प्रकार की स्थिति थर्मल उतार-चढ़ाव के कारण हो सकती है।

पुनरावृत्ति तर्क(recurrence argument)

पोंकारे पुनरावृत्ति प्रमेय एक प्रसिद्ध सांख्यिकीय यांत्रिकी परिणाम है। इसमें कहा गया है कि एक थर्मल सिस्टम का समय विकास अंततः इसे अपनी प्रारंभिक स्थिति के मनमाने ढंग से छोटे पड़ोस में वापस ले जाएगा। नतीजतन, अगर हमारे जैसे पर्यवेक्षकों वाला ब्रह्मांड हमेशा व्यवहार्य है, भले ही हम थर्मल रूप से क्षय हो जाएं, हम अंततः पर्याप्त रूप से पुन: निर्मित होंगे; और यह अनंत काल तक अंतहीन रूप से अक्सर होगा।

यह तर्क इस तथ्य से उपजा है कि हम मानते हैं कि हमारे जैसे दिमाग प्राकृतिक विकासवादी प्रक्रियाओं के माध्यम से उत्पन्न हो सकते हैं। पुनरावृत्ति तर्क हमें केवल इन बड़े परिदृश्यों की पुनरावृत्ति प्रदान कर सकता है क्योंकि वे इन तंत्रों के माध्यम से केवल अधिक उदार परिवेश के संदर्भ में विकसित होते हैं। इस पुनरावृत्ति तर्क का उपयोग करते हुए हमारे पास अलग-अलग दिमाग नहीं हो सकते हैं क्योंकि हमें उनकी संभावना को पहले स्थान पर मानना ​​होगा। तर्क तब गोलाकार हो जाएगा।

समय-उलट तर्क

हम मानते हैं कि एक अलग मस्तिष्क या हमारे जैसे संवेदनशील पर्यवेक्षकों वाली दुनिया समय के साथ थर्मल रूप से खराब हो जाएगी, अंततः हीट डेथ से मर जाएगी। यदि हमारा सूक्ष्मभौतिकी समय-प्रतिवर्ती है, तो प्रक्रिया को उलटा किया जा सकता है: थर्मल संतुलन की स्थिति एक अलग मस्तिष्क या हमारे जैसे संवेदनशील पर्यवेक्षकों के साथ दुनिया में विकसित हो सकती है। वे तापीय संतुलन से अत्यधिक असंभावित प्रस्थान प्रतीत होंगे।

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पुनरावृत्ति समस्या

पुनरावृत्ति तर्क में एक दोष है कि यह गैसों के गतिज सिद्धांत की तुलना पर बहुत दृढ़ता से निर्भर करता है जो कि मुख्य रूप से बोल्ट्जमैन द्वारा स्पष्ट किया गया था। एक बर्तन में संलग्न गतिज गैसों के लिए, पोंकारे पुनरावृत्ति प्रमेय धारण करता है। समय के साथ, ऐसी गैस पूरी तरह से अपने स्टेट्स स्थान का पता लगाएगी। यह विश्वास करना आकर्षक है कि यह प्रमेय हमारे दिमाग का उपयोग करके हमारे लिए भी काम करेगा। हालांकि, इसकी कोई गारंटी नहीं है कि यह होगा, और यह मानने के लिए आधार हैं कि यह नहीं होगा।

पोंकारे पुनरावृत्ति प्रमेय की पूर्ववर्ती शर्तों को पूरा किया जाना चाहिए, और सबसे अधिक संभावना है कि वे पूरी नहीं हुई हैं। निम्नलिखित दो महत्वपूर्ण हैं: चरण स्थान की मात्रा सीमित है। स्वतंत्रता की स्थानिक और गति डिग्री के उत्पाद स्थान को चरण स्थान कहा जाता है। एक बॉक्स में निहित गैस के लिए, यह परिमित है। परिमिति विफल होने पर पुनरावृत्ति विफल हो जाती है। उदाहरण के लिए, अनंत अंतरिक्ष में फैलने वाली गैस अनिश्चित काल तक फैल सकती है। पुनरावृत्ति प्रमेय वापसी की गारंटी नहीं देता है।

ब्रह्मांड विज्ञान जो भी सही है, उसके आधार पर हमारा स्थान सीमित नहीं हो सकता है।

स्वतंत्रता की डिग्री की एक सीमित संख्या है। दूसरे शब्दों में, चरण स्थान में निर्देशांक की एक सीमित संख्या होती है। एक परमाणु गैस के मामले में, प्रत्येक परमाणु में छह निर्देशांक होते हैं: तीन स्थानिक स्थिति के लिए और तीन गति दिशा के लिए। क्योंकि परमाणुओं की एक सीमित संख्या होती है, निर्देशांक की कुल संख्या भी सीमित होती है, भले ही वह विशाल हो।

मस्तिष्क और संवेदनशील पर्यवेक्षक अत्यंत जटिल जैव रासायनिक प्रणालियों से बने होते हैं, और वे एक अंतहीन ब्रह्मांड का हिस्सा होंगे। क्या हम निश्चित हैं कि मस्तिष्क और ब्रह्मांड सहित इस पूरी प्रणाली में स्वतंत्रता की एक सीमित संख्या है?

क्वांटम यांत्रिकी के बारे में चिंताएँ, अंत में, दिमाग शास्त्रीय प्रणाली नहीं हैं, और हमारा ब्रह्मांड क्वांटम यांत्रिक भी है। पोंकारे का प्रमेय शास्त्रीय प्रणालियों पर लागू होता है। क्या मस्तिष्क धारण करने वाले ब्रह्मांड के लिए कोई क्वांटम समकक्ष है जो पर्याप्त रूप से मजबूत है?

टर्निंग पॉइंट समस्या

गैसों के गतिज सिद्धांत के संबंध में दूसरा दोष है। एक उतार-चढ़ाव के माध्यम से स्वचालित रूप से पुन: संपीड़ित गैस की परिकल्पना करना आसान है, सबसे कम एन्ट्रॉपी बिंदु पर रुकना, और फिर उच्च एन्ट्रॉपी स्टेट्स में विस्तार करना। आणविक प्रक्षेपवक्र सभी इस अस्थायी मोड़ पर उच्च आणविक घनत्व के एक संक्षिप्त क्षेत्र से गुजरते हैं।

क्या यह निश्चित है कि संवेदनशील दिमाग एक तुलनीय टिपिंग बिंदु तक पहुंच जाएगा?

हमारे सूक्ष्मभौतिकी ‘समय उत्क्रमणीयता हमें वादा करती है कि हमारी प्रक्रियाएं पिछड़ सकती हैं: हम उम्र बढ़ने के बजाय छोटे हो जाएंगे, और घटनाओं की हमारी यादें खाली हो जाएंगी जैसे ही घटनाओं को अपूर्ण किया जायेगा। बोल्ट्जमान दिमाग परिदृश्य में और अधिक की आवश्यकता है। इस उलटी प्रक्रिया के लिए एक महत्वपूर्ण बिंदु तक पहुंचना आवश्यक है, जहां उलटी एजिंग रुक जाती है और प्रणाली बदल जाती है और नियमित रूप से एजिंग फिर से शुरू हो जाएगी।

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हमारे सिस्टम की समय प्रतिवर्तीता इस बात की गारंटी नहीं देती है कि ऐसे मोड़ आएंगे। तथ्य यह है कि वे संभव हैं एक अतिरिक्त धारणा है जिसके लिए और सबूत की आवश्यकता है। थर्मल संतुलन की स्थिति में उतार-चढ़ाव की शुरुआत में, एक समान समस्या होती है। इसे “initiation problem” के रूप में जाना जाता है। पोंकारे पुनरावृत्ति प्रमेय के बिना, भले ही दिमाग का समय-उल्टा पुनर्निर्माण संभव हो, लेकिन क्या आश्वासन है कि यह विशेष उतार-चढ़ाव शुरू हो जाएगा, भले ही केवल संभावना में।

समय प्रतिवर्ती समस्या

दिमाग और दुनिया के सूक्ष्म भौतिकी को समय-प्रतिवर्ती माना जाता है। प्राथमिक मुद्दा यह है कि ये क्वांटम मैकेनिकल सिस्टम हैं। सबसे पहले, कण भौतिकी में, कमजोर अंतःक्रिया समय-प्रत्यावर्तन अपरिवर्तनीय नहीं है। कोई पूछ सकता है कि क्या “कमजोर” बातचीत से फर्क पड़ सकता है। क्या इसे तुच्छ समझकर खारिज करना संभव नहीं है? हम ऐसा करने में असमर्थ हैं। अस्थायी उत्क्रमणीयता के तर्कों के लिए समय-प्रतिवर्ती भौतिकी की आवश्यकता होती है। यदि उत्क्रमणीयता विफल हो जाती है तो तर्क नहीं उठाया जा सकता है।

इसी तरह, यदि ऊर्जा के संरक्षण के नियम में अपवाद हैं, भले ही वे मामूली हों, हम सभी मामलों में एक सतत गति मशीन की संभावना से इंकार नहीं कर सकते। याद रखें कि कमजोर अंतःक्रिया रेडियोधर्मी क्षय में शामिल होती है, इसलिए इसका जैविक प्रणालियों पर प्रभाव पड़ता है। आनुवंशिक उत्परिवर्तन रेडियोधर्मिता के कारण हो सकते हैं, और ये उत्परिवर्तन विकासवादी इतिहास में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं। नतीजतन, हम निश्चित नहीं हो सकते कि इस तरह के विकासवादी इतिहास को उलट दिया जा सकता है। इसकी भौतिकी समय में उत्क्रमणीय नहीं है।

दूसरा, माप पर क्वांटम तरंग का समय-अपरिवर्तनीय पतन क्वांटम यांत्रिक माप के पारंपरिक खाते का हिस्सा है। यदि वह पतन वास्तविक है, तो सूक्ष्मभौतिकी समय-प्रत्यावर्तन अपरिवर्तनीय नहीं है। भौतिकी दर्शन में क्वांटम मापन अभी भी एक विवादास्पद मुद्दा है। जीवन में क्वांटम प्रक्रियाओं की समय प्रतिवर्तीता को मानने के लिए, हालांकि, समस्या का एक विशिष्ट समाधान ग्रहण करना है जो किसी भी तरह से समय की प्रतिवर्तीता की रक्षा करता है।

निष्कर्ष

बोल्ट्जमैन ब्रेन्स ने विभिन्न तरीकों से लोकप्रिय संस्कृति में अपना रास्ता खोज लिया। वे एक दिलबर्ट कॉमिक में एक मजाक के रूप में और “द इनक्रेडिबल हरक्यूलिस” की एक प्रति में एक विदेशी आक्रमणकारी के रूप में दिखाई दिए। ब्रह्माण्ड विज्ञानियों के अनुसार, बोल्ट्जमैन ब्रेन्स को सामान्य मानव मस्तिष्क से अधिक होने की अजीब गणना, कुछ अभी तक खोजी गई अशुद्धि का सुझाव देती है। “हम विवाद नहीं कर रहे हैं कि बोल्ट्जमैन ब्रेन्स मौजूद हैं – हम उन्हें रोकने की कोशिश कर रहे हैं,” शॉन कैरोल कहते हैं।

कैरोल के अनुसार, बोल्ट्जमैन ब्रेन्स की अवधारणा “संज्ञानात्मक अस्थिरता” की ओर ले जाती है। क्योंकि एक मस्तिष्क को ब्रह्मांड के वर्तमान युग की तुलना में बनाने में अधिक समय लगेगा, और फिर भी यह मानता है कि यह एक छोटे ब्रह्मांड में मौजूद है, उनका दावा है, इसका तात्पर्य यह है कि यदि बोल्ट्जमैन ब्रेन्स होता तो यादें और तर्क प्रक्रिया अविश्वसनीय होती। “ब्रह्मांड और उसके व्यवहार के बारे में हमारी समझ के लिए शुरुआती बिंदु यह है कि लोग, शरीर से अलग दिमाग नहीं, सामान्य पर्यवेक्षक हैं,” एक न्यू साइंटिस्ट पत्रकार लिखते हैं।

कुछ लोगों का तर्क है कि क्वांटम उतार-चढ़ाव के माध्यम से बनाए गए दिमाग, और संभवत: डे सिटर वैक्यूम में न्यूक्लियेशन के माध्यम से बनाए गए दिमाग भी पर्यवेक्षक नहीं हैं। न्यूक्लियेटेड दिमागों की तुलना में क्वांटम उतार-चढ़ाव को नियंत्रित करना आसान होता है क्योंकि उन्हें सरल मानदंडों (जैसे कि अनंत पर पर्यावरण के साथ बातचीत की कमी) के साथ अधिक आसानी से लक्षित किया जा सकता है।

कुछ ब्रह्मांड विज्ञानियों का मानना है कि बोल्ट्जमैन ब्रेन्स की समस्या को हल करने के लिए होलोग्राफिक स्ट्रिंग सिद्धांत के क्वांटम वैक्यूम में स्वतंत्रता की डिग्री की गहरी समझ की आवश्यकता होगी। ब्रायन ग्रीन के अनुसार, “मैं निश्चित हूं कि मेरे पास बोल्ट्जमैन ब्रेन्स नहीं है। हालांकि, हम चाहते हैं कि हमारे सिद्धांत सहमत हों कि हम बोल्ट्जमैन ब्रेन्स भी नहीं हैं, लेकिन यह अब तक काफी चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है।”


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