볼츠만 두뇌

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루트비히 볼츠만의 흉상. 볼츠만 두뇌는 이 사람의 이름을 땄다.

볼츠만 두뇌(영어: Boltzmann brain)는 자기 인식에 관한 가설 중 하나로, 혼돈 상태에서 임의적으로 엔트로피가 요동한다는 주장이다. 이 개념은 우주에서 임의의 요동이 나타난다는 물리학인 급팽창 이론을 주장한 루트비히 볼츠만의 이름을 땄다.

볼츠만 두뇌 역설[편집]

볼츠만 두뇌는 종종 "볼츠만의 두뇌 역설"이나 "볼츠만의 두뇌 문제"라고도 불린다. 또한 이것은 "볼츠만의 산물"로도 판명되었다.[1]

이 개념은 우리가 우주의 조직에서 좀 더 큰 단위를 관찰할 때의 설명에 필요하다. 열역학 제2법칙에 따르면, 닫힌 계에서는 엔트로피가 감소하지 않는다. 우리는 우주의 가장 큰 가능성은 최대의 엔트로피 상태가 되는 것으로 예측할 수 있다. 그러나 관측되는 엔트로피가 낮은 이유는 무엇일까?

볼츠만은 우리가 관찰하는 엔트로피가 낮은 계는 더 높은 엔트로피 계에서 임의의 요동으로 발생한 것이라고 주장했다. 또, 평형 상태에서 추계학에 따라 엔트로피 요동이 발생한다. 일반적인 요동은 매우 작고 소량의 조직만 관찰되나, 희귀한 경우 매우 큰 변동이 생겨날 때가 있다. 대형 요동은 희귀하나 우주의 거대한 크기를 생각할 경우 우리가 요동의 결과로 나타났다고 생각되는 경우, 선택편향에 의해 인간 중심 원리로 인해 우리가 우주를 관측할 수 있다는 가설이 생긴다.

만약 이 조직이 현재 수준인 경우, 무작위 요동에 따라 많은 자가 인식 독립체가 생기며 이는 독립적인 자가 인식 독립체의 생성 확률보다 매우 높다. 우리가 우주에서의 조직인 경우, 닫힌 계 환경에서 주변에는 매우 수많은 볼츠만 두뇌가 형성돼야 한다. 무한한 우주에서 혼돈 세계에 무작위로 생기는 자가 독립체의 형성은 우리의 삶이 가짜이며, 우주에서 상상할 수 없는 희귀한 요동으로 인해 진화가 되었다는 설명도 가능하다.

볼츠만 두뇌 역설은 모든 관찰자(우리 뇌 속에 있는 추억 자체를 인식하는 뇌)가 생겨나는 가짓수가 실제 두뇌가 생성되는 개수보다 더 많으므로, 동시에 선택편향에 대한 논쟁이 가능하다.

같이 보기[편집]

주해[편집]

  1. “Boltzmann babies in the proper time measure”. eScholarship. 2008년 7월 14일. 2011년 8월 22일에 확인함. 

각주[편집]

  • "Disturbing Implications of a Cosmological Constant", Lisa Dyson, Matthew Kleban, and Leonard Susskind, Journal of High Energy Physics 0210 (2002) 011 (at arXiv)
  • "Can the universe afford inflation?", Andreas Albrecht and Lorenzo Sorbo, Physical Review D 0 (2004) 063528 (at arXiv)
  • "Is Our Universe Likely to Decay within 20 Billion Years?", Don N. Page, (at arXiv)
  • "Sinks in the Landscape, Boltzmann Brains, and the Cosmological Constant Problem", Andrei Linde, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 0701 (2007) 022 (at arXiv)
  • "Spooks in Space", Mason Inman, New Scientist, Volume 195, Issue 2617, 18 August 2007, Pages 26-29
  • "Big Brain Theory: Have Cosmologists Lost Theirs?", Dennis Overbye, New York Times, 15 January 2008