Smadzenes no vakuuma

Alekseja Levina raksts no žurnāla "Popuļarnaja mehaņika" 2010. gada septembra numura.

Fantasti sen apspriež iespēju, ka eksistē domājošs kosmoss. Ne tik sen par kaut ko līdzīgu sāka runāt arī kosmologi un fiziķi ar pasaules vārdu. Šai idejai jau ir radies pat savs nosaukums – Bolcmana smadzeņu hipotēze.

Mūsu Visuma septiņas desmitdaļas ir tumšā enerģija – specifisks vakuuma lauks ar negatīvu spiedienu, kas spiež to izplesties ar pieaugošu ātrumu. Saskaņā ar standarta kosmoloģisko modeli, kas pamatojas uz inflācijas teoriju, šī izplešanās notiks līdz laika galam, novedot līdz nullei, gan parastās, gan tumšās matērijas blīvumu.

 

 

Tālu nākotnē.

Tad, kas mūs gaida tālā nākotnē, vai tiešām pilnīgi tukšs Visums? Nesteidzaties ar secinājumiem. Tumšajai enerģijai ir ārkārtīgi zema temperatūra, kaut kur 10 mīnus trīsdesmitajā pakāpē Kelvina grādu, taču tā tomēr nav nulle. Tāpēc tajā noteikti radīsies kvantu fluktuācijas, kas ved pie visdažādāko struktūru spontānas parādīšanās un pazušanas. Piemēram, vakuumā var rasties elektrons un pozitrons, kas pateicoties tam, ka Visums izplešas, aizlidos projām viens no otra un sāks eksistēt patstāvīgi. Tāpat var parādīties tieša Saules sistēmas kopija tās patreizējā stāvoklī – pat ar visiem kosmiskajiem aparātiem. Protams, tāda notikuma varbūtība ir neiedomājami maza, taču tāda eksistē. Bet, tā kā kosmoss, kas izplešas, izpletīsies mūžīgi, tas noteikti kādreiz notiks un ne vienu vien reizi. Tieši tādas pat fluktuācijas var radīt cilvēka smadzenes bez ķermeņa, bet ar jebkādiem starpneironu sakariem. Var iedomāties smadzenes, kas uzskatīs sevi par Zemes iemītnieku, piemēram, biologu, kas nodarbojas ar cilmes šūnām, vai astronomu, kas pēta Visumu, vai pat lasītāju, kas lasa “PM”. Šādi “vakuuma domātāji” ir nosaukti par godu vienam no statistiskās mehānikas tēviem – Ludvigam Bolcmanam, kas nodarbojās ar siltuma fluktuāciju teoriju.

Kopija vai oriģināls?

“Lauku un inflācijas kosmoloģijas kvantu teorijas loģika spiež mani atzīt, ka bezgalīgi tālā nākotnē vakuumā radīsies arvien jaunas un jaunas manas kopijas vai, pareizāk sakot, mana patreizējā stāvokļa kopijas,” - saka Stenforda universitātes fizikas profesors Andrejs Linde. - “Taču, ja tas ir tā, kāpēc man jātic, ka tagadējais es ir oriģināls, nevis viena no kopijām? Vēl vairāk, ja jau kopiju skaits ir bezgalīgs, tāda varbūtība ir daudz lielāka, nekā tas, ka es esmu oriģināls. Protams, šo paradoksu var apiet. Piemēram, var pieņemt, ka tumšā enerģija, kas izsauc eksponentveida Visuma izplešanos, sadalīsies ātrāk, nekā paspēs radīt kaut vai vienu manu kopiju. Tādā gadījumā man ir pilnas tiesības uzskatīt sevi par oriģinālu, taču pie viena ir jāpieņem doma, ka Visums ir nolemts izzušanai”.

Pasauļu kopums.

Starp citu, Andrejs Linde uzskata, ka no šīs situācijas ir arī cita izeja. Inflācijas kosmoloģija uzstāj, ka pastāvīgi rodas jauni visumi ar dažādiem fizikas likumiem. Tas ir sarežģīts tīkls, kas sastāv no bezgalīga pasauļu skaita, Arvien jaunu un jaunu visumu fraktāla struktūra. Tad būs iespēja, ka katrā no jaunajām pasaulēm radīsies daudz jaunu oriģinālu. Ja izdosies pierādīt, ka to skaits ir daudz lielāks par kopiju skaitu, kas rodas no vakuuma, tad kļūs skaidrs, kāpēc mēs esam reāli cilvēki, nevis Bolcmana smadzenes.

“Faktiski runa ir par to,” - Andrejs turpina, - “kā salīdzināt dažādu procesu varbūtības mūžīgi atjaunotā, fraktālajā pasaules telpā. Tā ir pilnīgi reāla un ļoti nopietna kosmoloģijas problēma. Principā, tādus salīdzinājumus var izdarīt ar dažādiem paņēmieniem. Taču, ja mēs gribēsim, lai rezultāti atbilstu mūsu intuitīvajai ticībai, ka mēs esam reāli, ļoti daudzus salīdzinājuma algoritmus būs jāatmet. Tā arī izrādās, ka it kā tīri fantastiska ideja par Bolcmana smadzenēm spēlē  kosmoloģijā ļoti nopietnu lomu.

Runa ir pat par kaut ko lielāku. Tagad mēs sākam pilnīgi racionāli apspriest problēmas, kas agrāk mums pat nebūtu ienākušas prātā. Piemēram, kas ir apziņa un vai tā var rasties no vakuuma? Vai jāuzskata, ka priekš tam vakuumam noteikti ir jārada augsti molekulāras biostruktūras, vai arī tas var iztikt tikai ar elektronu datoriem? Vēl vairāk, var pierādīt, ka vakuumam būtu izdevīgāk radīt, nevis lielus cilvēkus, bet gan datorus maza melnā cauruma lielumā. Tad varbūt mēs arī esam tādi datori un tikai domājam, ka mēs esam cilvēki? Mēs ticam, ka tas nav tā un cenšamies uzbūvēt tādu pasaules ainu, kurā tāda varbūtība būtu izslēgta. Taču, lai šajā jautājumā tiktu pie skaidrības, nevajag baidīties uzdot jautājumus, kas robežojas gan ar fiziku, gan psiholoģiju, gan filozofiju. Agrāk šādas diskusijas uzskatītu par zinātnieku necienīgām, tagad tās pakāpeniski kļūst par zinātnes sastāvdaļu.”