Фізики уточнили структуру парадоксу мозку Больцмана через призму часу та ентропії

Група фізиків зі Сполучених Штатів та Європи провела аналіз гіпотези мозку Больцмана (МБ), концепції, що ставить під сумнів достовірність наших спогадів, припускаючи їх виникнення внаслідок випадкових квантових флуктуацій ентропії, а не як відображення реального минулого Всесвіту. Дослідження, опубліковане у виданні «Entropy», мало на меті уточнити структуру цього парадоксу, чітко пов'язавши його з другим законом термодинаміки та фундаментальною природою часу. У науковому пошуку брали участь професор Девід Волперт із Інституту Санта-Фе, теоретик Карло Ровеллі та аспірант Джордан Шарнхорст.

Основна увага дослідників була зосереджена на H-теоремі, наріжному камені статистичної механіки, сформульованому Людвігом Больцманом для опису стріли часу. Автори продемонстрували, що висновки щодо «мозків Больцмана», напрямку часу та надійності пам'яті залежать від того, який момент часу дослідники обирають як початкову точку для свого аналізу. Це дослідження оскаржує стандартний підхід до визначення початкового стану Всесвіту при розгляді зростання ентропії.

Дослідники дійшли висновку, що H-теорема, формалізована як часово-симетричний Марковський процес, вказує на те, що загальноприйняті методики призводять до довільного вибору одного моменту часу, на якому має бути обумовлений процес. Аналіз не дає остаточного розв'язання парадоксу, проте він досягає значної ясності у його структурі, відокремлюючи фізичні закони від інтерпретацій. Робота набуває актуальності, оскільки вона торкається фундаментальних питань про реальність та пам'ять. Дослідження було представлено наприкінці 2025 року або опубліковано у січні 2026 року, що робить його предметом обговорення станом на січень 2026 року.

Оцінка роботи свідчить про зміщення фокусу проблеми мозку Больцмана від космології до методології фізичного моделювання. Наголошуючи на залежності висновків від обраної часової референтної точки, дослідники запроваджують мета-рівневу критику того, як фізики формулюють питання про початкові умови. Цей підхід підкреслює невід'ємну неоднозначність, яка виникає при застосуванні часово-асиметричних концепцій, як-от пам'ять, до фундаментально часово-симетричних фізичних каркасів.

Історично, концепція мозку Больцмана виникла як аргумент *reductio ad absurdum* проти пояснення Больцманом низькоентропійного стану Всесвіту, запропонованого ним у 1896 році. H-теорема, введена Больцманом у 1872 році, демонструвала тенденцію зменшення величини H, яка мала представляти ентропію, виводячи другий закон термодинаміки з мікроскопічної механіки. Сучасні моделі, що передбачають появу мозків Больцмана, часто вважаються неприйнятними, оскільки вони роблять більшість спостерігачів випадковими флуктуаціями. Робота Волперта, Ровеллі та Шарнхорста формалізує цю динаміку, підкреслюючи, що розв'язання проблеми лежить у методології, пропонуючи чіткіший шлях для подальших роздумів про фундаментальні аспекти часу.

Карло Ровеллі, один із засновників теорії петльової квантової гравітації, готується до випуску нової книги «Про рівність усіх речей» у березні 2026 року.