წარმოიდგინეთ, რომ თქვენ უბრალოდ სიცარიელეში მოლივლივე ტვინი ხართ, მეტიც — თქვენი ტვინის გარდა არაფერი არ არსებობს. ის, რასაც აღიქვამთ, რაც იცით, გახსოვთ და გადაგხდენიათ — ილუზიაა. სიგიჟედ ჟღერს, არა? ეს იდეა ლუდვიგ ბოლცმანის ნაშრომებითაა შთაგონებული და სინამდვილეში მას იმაზე მყარი სამეცნიერო საფუძვლები აქვს, ვიდრე ერთი შეხედვით ჩანს.

ლუდვიგ ბოლცმანი (1844-1906) ავსტრიელი ფიზიკოსი იყო. მას განსაკუთრებული წვლილი სტატისტიკური მექანიკის განვითარებაში მიუძღვის. ეს დარგი ნაწილაკთა მიკროსკოპული მოძრაობის მაკროსკოპულ თვისებებთან (მაგ. ტემპერატურა ან წნევა) კავშირს იკვლევს. ბოლცმანის კვლევებმა სამყაროს ასახსნელად ალბათობის მნიშვნელობას გაუსვა ხაზი, მოგვიანებით კი ფიზიკოსის ნაშრომებმა ისეთ უჩვეულო ფილოსოფიურ იდეას დაუდო საფუძველი, როგორიც ბოლცმანის ტვინის პარადოქსია.

ქაოსი წესრიგის პირისპირ

ენტროპია ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ცნებაა ფიზიკაში. მარტივად რომ ვთქვათ, იგი ზომავს, თუ რამდენად ქაოსური ანუ შემთხვევითია სისტემა: უფრო მოწესრიგებულ სისტემებს დაბალი ენტროპია აქვს, ქაოსურებს კი — შედარებით მაღალი. მაშასადამე, ენტროპიას ის განსაზღვრავს, თუ რამდენნაირადაა კონკრეტული სისტემის ნაწილაკთა განლაგება შესაძლებელი — ატომებისა და მოლეკულების მეტი შესაძლო კონფიგურაცია უფრო მაღალ ენტროპიას ნიშნავს.

ენტროპია როგორც მაკროსკოპულ, ასევე მიკროსკოპულ სისტემებს აღწერს. მაგალითად, ჭიქა მოწესრიგებული სისტემაა, დამსხვრეული ჭიქა კი — ქაოსური, რადგან მთლიანი ჭიქისგან განსხვავებით, ჭიქის ნამსხვრევების უამრავი შესაძლო განლაგება არსებობს.

ასევე იხილეთ: შემდეგი პოდკასტი: ენტროპია — სამყაროს ფუნდამენტი და ქაოსი

შეგვიძლია ყინულის მაგალითიც განვიხილოთ. მყარ მდგომარეობაში წყლის მოლეკულები უფრო მოწესრიგებულადაა განლაგებული, ამიტომ ნაკლები შესაძლო კონფიგურაცია არსებობს. ეს ნიშნავს, რომ ენტროპია დაბალია. როდესაც ყინული დნება, მოლეკულები უფრო თავისუფლად იწყებს მოძრაობას, რაც, თავის მხრივ, უფრო ბევრნაირი განლაგების შესაძლებლობას აჩენს — ენტროპია იზრდება.

თერმოდინამიკის მეორე კანონის თანახმად, ჩაკეტილ სისტემაში ენტროპია იზრდება ან უცვლელი რჩება. ამის უკეთ ასახსნელად ჭიქის მაგალითს მივუბრუნდეთ: დამსხვრეული ჭიქა თავისით ვერ გამთელდება. თითქოს ეს ყველაფერი ლოგიკურად ჟღერს, მაგრამ ბოლცმანს არ ასვენებდა კითხვა: რატომ? რატომ არასდროს მთელდება დამსხვრეული ლარნაკი თავისით? რატომაა მაღალი ენტროპია დაბალთან შედარებით "უპირატესი"?

ავსტრიელ ფიზიკოსს ამ შეკითხვებზე პასუხი სტატისტიკამ გასცა. აღმოჩნდა, რომ სისტემა იმიტომაა ქაოსისკენ მიდრეკილი, რომ ამის ალბათობა უფრო მაღალია.

მაშ, ეს ყველაფერი იმაზე მიუთითებს, რომ შეუძლებელია პირიქით მოხდეს? შეუძლებელია დამსხვრეული ჭიქა თავისით გამთელდეს? ამაზე პასუხი ყოველგვარ ინტუიციას ეწინააღმდეგება, თუმცა მაინც გეტყვით, რომ დიახ, ეს სრულიად შესაძლებელია. საქმე ისაა, რომ ამის ალბათობა უსასრულოდ დაბალია, თუმცა ნულის ტოლი მაინც არ არის. ეს ნიშნავს, რომ წესით ვერც ერთი ჩვენგანი გამდნარი ყინულის თავისით გაყინვას ვერ ვიხილავთ, მაგრამ რა მოხდებოდა მაშინ...უსასრულო დრო რომ გვქონდეს?

ტვინი და სამყაროს აღსასრული

ჩვენ შეიძლება უსასრულობა არ გვაქვს, თუმცა სამყაროსთვის დროის ეს მასშტაბი ასე თუ ისე რეალისტურია, განსაკუთრებით თუ სამყაროს დასასრულის ყველაზე სავარაუდო სცენარს გავითვალისწინებთ.

ასევე იხილეთ: როგორი შეიძლება იყოს სამყაროს დასასრული — რას ამბობენ მეცნიერები

ბევრი კოსმოლოგი მიიჩნევს, რომ უაღრესად შორეულ მომავალში სამყარო სითბურ წონასწორობამდე შეიძლება მივიდეს. ეს ძალიან "მოსაწყენი" მდგომარეობაა — სამყაროში ყველგან ერთი და იგივე ტემპერატურა იქნება, ანუ სითბო ერთი ადგილიდან მეორისაკენ აღარასდროს იმოძრავებს. გარდა ამისა, ენერგია ყველგან თანაბრად იქნება განაწილებული.

თუ სამყარო ამ მდგომარეობაში უსასრულოდ დიდხანს იქნება, მაშინ ერთხელ მაინც ხომ ყველაფერი გახდება შესაძლებელი, რამდენად აბსურდულ მოვლენაზეც არ უნდა ვსაუბრობდეთ? (თუ, რა თქმა უნდა, ისეთ მოვლენაზე არ ვსაუბრობთ, რომელიც ფიზიკის კანონებს ეწინააღმდეგება). თუ სისტემას უსასრულო დრო აქვს, ქაოსურად მოძრავი ნაწილაკები ერთხელ მაინც ისე დალაგდება, რომ მოწესრიგებული სტრუქტურა შეიქმნას.

ასევე იხილეთ: კვლევის მიხედვით, ადამიანის ცნობიერება შეიძლება ენტროპიის გვერდითი ეფექტი იყოს

ზოგადად, რამდენად მაღალი გგონიათ იმის ალბათობა, რომ სრულიად შემთხვევით იმდენად მოწესრიგებული და ამავდროულად რთული სისტემა გაჩნდეს, როგორიც ჩვენი სამყაროა? მართალი იქნებით, თუ იტყვით, რომ ძალიან დაბალი, მაგრამ არა შეუძლებელი — ჩვენ ხომ უსასრულო დროზე ვსაუბრობთ.

და მაინც, მაშინ, როდესაც გატეხილი ჭიქის თავისით გამთელების ალბათობაც კი უკიდურესად დაბალია, ამდენად დიდი და მოწესრიგებული სამყაროს წარმოშობის ალბათობა რამდენად დაბალი უნდა იყოს, წარმოსადგენადაც კი რთულია. ამაზე ფიქრი ალბათ სამყაროს არსებობას დაგაყენებინებთ ეჭვქვეშ.

მეორე მხრივ, თუ სამყარო არ არსებობს, იმ ფაქტს როგორ ავხსნით, რომ თქვენ ახლა ამ წინადადებას კითხულობთ? ამ შემთხვევაში პასუხი მარტივია: ბოლცმანის ტვინით.

ბოლცმანის ტვინის პარადოქსი

როგორც არ უნდა ჟღერდეს ეს, ყალბი მოგონებებით სავსე ტვინის წარმოშობის ალბათობა სტატისტიკურად გაცილებით უფრო მაღალია, ვიდრე 93 მილიარდ სინათლის წელზე გადაჭიმული სამყაროსი.

ეს ნიშნავს, რომ უსასრულოდ "მხცოვან", ძალიან მოსაწყენ და ცარიელ სამყაროში მოულოდნელად ტვინი გაჩნდა, რომელსაც გაურკვეველი მიზეზების გამო უამრავი ყალბი მოგონება აქვს ჩატვირთული, რომელიც ახლა ამ სიტყვებს კითხულობს (იმ მოწყობილობით, რომელიც რეალურად არ არსებობს) და ბოლოს უკვალოდ ქრება.

სხვაგვარად რომ ვთქვათ, ყველაფერი ილუზიაა — თქვენი ცოდნა, მოგონებები, ნაცნობები, სხეული...თქვენ უბრალოდ ერთი ხანმოკლე "გაელვება" ხართ უსასრულო სიცარიელეში.

მეტსაც გეტყვით, თუ უსასრულო დროზე ვსაუბრობთ, არა ერთი, არამედ უსასრულო რაოდენობის ბოლცმანის ტვინი უნდა არსებობდეს, რომლებიც სხვადასხვა დროს ჩნდება და მალევე ქრება. თანაც, საბოლოოდ სამყაროში უსასრულოდ უფრო მეტი ბოლცმანის ტვინი უნდა არსებობდეს, ვიდრე "რეალური დამკვირვებლები" ე.ი. როგორებადაც ჩვენ აღვიქვამთ თავს.

მაშასადამე, სტატისტიკურად თქვენ ბოლცმანის ტვინი ხართ?

რას ამბობს თანამედროვე ფიზიკა

დიახ, უსასრულოდ მაღალი ალბათობით თქვენ ბოლცმანის ტვინი ხართ, მაგრამ ყველაფერი, რაც განვიხილეთ, მხოლოდ და მხოლოდ უსასრულო დროის მქონე სამყაროს ეხებოდა. იქნებ სამყარო არც ამდენად ხანდაზმულია?

მართლაც, უამრავი სამეცნიერო მტკიცებულება მოწმობს, რომ სამყარო 13,8 მილიარდი წლისაა და არა "მარადიული", ამიტომ საჭიროზე მეტად ნუ დავაბერებთ მას. გარდა ამისა, თანამედროვე კოსმოლოგები კვანტური მექანიკის კანონებსა და კოსმოსურ ინფლაციასაც ითვალისწინებენ. ინფლაციის თეორია საკმაო დამაჯერებლობით ხსნის იმას, თუ როგორ შეიძლება აყალიბებდეს ადრეული სამყაროს კვანტური ფლუქტუაციები ფართომასშტაბიან სტრუქტურებს.

პარადოქსული სწორედ ისაა, რომ ბოლცმანის ტვინის "მიმდევრები" ამაზე გვიპასუხებდნენ, რომ ნებისმიერი მსგავსი მტკიცებულება ჩვენს ტვინში ჩატვირთული მცდარი მოგონებებისა და წარმოდგენების ნაწილია. ჩვენი მხრივ შეგვიძლია ვუპასუხოთ, რომ, ამავე ლოგიკით, მათთვის სასარგებლო "უსასრულო დროც" ყალბი მოგონებების ნაწილი გამოდის.

სხვაგვარად რომ ვთქვათ, ბოლცმანის ტვინის ცნება თეორიულად სავარაუდო, თუმცა ჩვენი სამყაროსთვის პრაქტიკულად არარელევანტურია. მეცნიერებას დაკვირვებასა და მსჯელობაზე დაფუძნებული სპეციფიკური მეთოდოლოგია აქვს, რომელსაც ბოლცმანის ტვინის პარადოქსი სრულებით უგულებელყოფს — მისი მომხრეების აზრით ხომ მეცნიერება მხოლოდ ჩვენი მცდარი აღქმის ნაწილია.

ამ ყველაფრის გამო, ბოლცმანის ტვინის პარადოქსი ფილოსოფიური და სტატისტიკური ხასიათის უფროა და ნაკლებად აღწერს რეალობის სამეცნიერო სურათს. მართლაც, როგორც წესი, ფიზიკის თეორიები საკუთარ არსებობაში ეჭვის შეტანაზე არაა დაფუძნებული. აჯობებს, ეს უკანასკნელი საქმე ისევ რენე დეკარტს მივანდოთ.