От Большого взрыва к формированию звезд, зарождению жизни, процессам сознания, исчезновению галактик и далее через распад черных дыр энтропия неумолимо растет. Этот постоянный рост может заслонить тот факт, что Энтропия может снижаться. Частицы воздуха, летающие в настоящее время по вашей комнате, могут все одновременно собраться в шар возле потолка, оставив вас задыхаться. Просто это настолько маловероятно, — и промежуток времени, за который это все же может произойти, настолько громаден, — что мы признаем эту возможность, но разумно забываем про нее и продолжаем жить обычной жизнью. Однако, поскольку сейчас мы смотрим в самое отдаленное будущее, нам стоит отбросить свой временной провинциализм и рассмотреть кое-какие довольно сногсшибательные варианты со снижением энтропии. Представьте, что вы читаете эту книгу уже час, сидя в любимом кресле и прихлебывая время от времени чай из любимой кружки. На вопрос, как возникла эта уютная обстановка, вы бы ответили, что кружку купили в Нью-Мехико у местного гончара, кресло унаследовали от двоюродной бабушки, а устройство Вселенной вас всегда интересовало, что и привело к этой книге. Если подтолкнуть вас к более подробному рассказу, вы заговорили бы о своем детстве, о братьях и сестрах, о родителях и т. п.  Все это основано на одном забавном факте: все, что вы знаете, отражает мысли, воспоминания и ощущения, обитающие в вашем мозге в настоящий момент. Покупка кружки произошла давно. То, что после нее осталось, — это некоторое сочетание частиц у вас в голове, в котором записано воспоминание об этом. То же самое верно и для ваших воспоминаний о получении кресла в наследство от бабушки, и для вашего интереса к космологии и устройству Вселенной. С точки зрения убежденного физикалиста, все это прямо сейчас находится у вас в голове благодаря конкретной комбинации частиц, которая прямо сейчас сложилась в вашей голове. Это означает, что если случайная россыпь частиц, летящая сквозь пустоту бесструктурной высокоэнтропийной Вселенной, по воле случая спонтанно сложится в низкоэнтропийную конфигурацию, которая случайно совпадет с конфигурацией частиц, составляющих в настоящее время ваш мозг, то этот набор частиц будет обладать теми же воспоминаниями, мыслями и ощущениями, которыми обладаете вы. То ли в честь, то ли в упрек — не знаю, откровенно говоря, как именно, — такой гипотетический, свободно плавающий, ни с чем не связанный разум, сформированный редким, но возможным спонтанным собиранием частиц в особую, высокоупорядоченную конфигурацию, стали называть больцмановским мозгом. Идея о том, что наша Вселенная могла бы появиться из высокоэнтропийной однородной ванны частиц, летающих и сталкивающихся в пустоте, в которой редкие спонтанные провалы к более низкой энтропии приводили в результате к возникновению упорядоченных структур, которые мы видим вокруг, была предложена Людвигом Больцманом

Больцмановский мозг, один в промороженной тьме пространства, не успеет сгенерировать много мыслей, прежде чем испустит дух. Однако спонтанное собирание частиц могло бы также породить вспомогательные средства, которые продлят его функционирование: вместилище в виде тела и головы, запас пищи и воды, подходящая звезда и планета — вот лишь некоторые из них. В самом деле, спонтанное собирание частиц (и полей) могло бы породить целую сегодняшнюю Вселенную или воспроизвести условия, которые послужили спусковым механизмом для Большого взрыва и позволили Вселенной, очень похожей на нашу, сформироваться заново. Следует признать, что, когда дело доходит до спонтанного падения энтропии, много-много выше оказываются шансы более мелких падений: того, что меньшее число частиц будет собираться в структуры, более терпимые к неточной организации. Когда я говорю «много-много выше», то имею в виду превосходство ошеломляющее. Экспоненциальное. А поскольку нас особенно интересует далекое будущее мысли, то одинокий больцмановский мозг — минимальное и, следовательно, наиболее вероятное случайное образование из частиц, способное недолго порадоваться и тут же удивиться тому, как такое в принципе могло произойти. Чем-то большим, чем просто завязка второсортного научно фантастического сюжета, все это делает тот факт, что, когда мы вглядываемся в далекое будущее, нам представляется, что в конечном итоге там сложатся подходящие условия для реализации этих странных процессов. Принципиальный ингредиент этих условий — ускоряющееся расширение пространства. Такое расширение приводит к возникновению космологического горизонта — далекой окружающей нас сферы, отмечающей границу, за которой любые объекты удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света, отсекая любую возможность контакта или влияния. Далее, Хокинг показал, что законы квантовой механики вынуждают горизонт черной дыры иметь температуру и излучать, и при помощи аналогичных рассуждений он же вместе со своим коллегой Гэри Гиббонсом показал, что космологический горизонт тоже обладает температурой и излучает. Всё пространство от нашей планеты до космологического горизонта называется наблюдаемой частью Вселенной. В далеком будущем излучение, испускаемое космологическим горизонтом, обеспечит тусклый, но стабильный источник частиц (преимущественно безмассовых частиц, фотонов и гравитонов), которые будут блуждать по области пространства, окружаемой горизонтом. Иногда наборы этих частиц будут сталкиваться и, согласно соотношению E = mc2, переводить свою энергию движения в производство меньшего числа более массивных частиц, таких как электроны, кварки, протоны, нейтроны и соответствующие им античастицы. Поскольку в результате этих процессов получается меньше частиц и меньше движения, можно сказать, что они снижают энтропию, но, если подождать достаточно долго, могут произойти даже такие маловероятные вещи. Они будут происходить и дальше. В еще более редких случаях некоторые возникшие при этом протоны, нейтроны и электроны будут двигаться ровно так, как надо, чтобы соединиться в атом той или иной разновидности. Из-за громадной продолжительности промежутков времени, необходимых для таких редких процессов, они не играют роли при синтезе атомных ядер после Большого взрыва или внутри звезд, но теперь, когда времени у нас сколько угодно, подобные процессы имеют значение. На еще более продолжительных временных промежутках атомы будут случайно объединяться в ряд все более сложных конфигураций, гарантирующих, что время от времени на пути в вечность какой-нибудь набор образует ту или иную макроскопическую структуру — кивающего болванчика, к примеру. В отсутствие мыслящих существ все это возникнет и исчезнет, не будучи замеченным. Но иногда случайно сформированной макроскопической структурой окажется мозг. Давно исчезнувшая мысль ненадолго вернется. Какой масштаб времени необходим для подобного воскрешения? При помощи грубого расчета мы можем оценить, что существует разумный шанс, согласно которому больцмановский мозг сформируется на интервале числом единица с 10^68 нулями. Это очень долго. Мы не сможем записать сколько-нибудь заметной части, числа даже если заменим нулями все знаки на всех страницах всех когда-либо напечатанных книг. Тем не менее никто не будет нетерпеливо ходить вокруг, посматривая на часы и ожидая падения энтропии, чтобы сделать ход и сформировать какой-никакой мозг. Вселенная сможет существовать почти вечно в «дежурном» неупорядоченном высокоэнтропийном состоянии, так что жаловаться никто не станет. И это ставит перед нами интересный, несколько даже личный вопрос. Откуда взялся ваш мозг? Этот вопрос звучит глупо, конечно, но уважьте меня. Отвечая, вы, естественно, воспользуетесь своими воспоминаниями и знаниями и объясните, что родились с таким мозгом и что ваше зачатие — часть последовательности, которую мы можем проследить в прошлое через ваших предков, через эволюционную летопись жизни, через формирование Земли, Солнца и так далее, до самого Большого взрыва. На первый взгляд все это звучит разумно. Большинство людей ответили бы на этот вопрос аналогично. Окно времени, за которое мозг может сформироваться описанным вами способом, ограниченно. Временное окно для возникновения мозгов по больцмановскому механизму несравнимо больше — вполне возможно, что оно просто ничем не ограничено. С течением времени больцмановские мозги будут продолжать формироваться — редко, но надежно, так что полное число таких мозгов, которые приходят и уходят, будет становиться все больше.

Таким образом, исследование достаточно продолжительного промежутка временной шкалы покажет, что полная численность больцмановских мозгов намного превосходит полную численность мозгов традиционных. Сказанное верно, даже если мы сосредоточимся только на тех больцмановских мозгах, конфигурация которых будет нести в себе ошибочную убежденность в том, что они возникли традиционным биологическим путем. Опять же, каким бы редким ни был этот процесс, на произвольно длительном промежутке времени он произойдет сколь угодно большое число раз. Если вы затем спросите себя, каким наиболее вероятным способом вы могли приобрести верования, воспоминания, знания и представления, которыми обладаете в настоящее время, то бесстрастный ответ, основанный чисто на размере популяции, ясен: ваш мозг спонтанно сформировался из частиц в пустоте со всеми его воспоминаниями и другими нейрофизиологическими качествами, обусловленными конкретной конфигурацией частиц. Рассказанная вами история о том, как вы родились, трогательна, но неверна. Ваши воспоминания и различные цепочки рассуждений, которые привели вас к знаниям и верованиям, ложны. У вас нет прошлого. Вы только что возникли в виде бестелесного мозга, наделенного мыслями и воспоминаниями о вещах, которых никогда не происходило. Помимо своей полной чуждости, этот сценарий несет с собой ошеломляющий вывод — почему я и сосредоточил внимание на спонтанно формирующемся мозге, а не на мириадах других неодушевленных объектов, в которые могут воплотиться случайно собравшиеся частицы. Если мозг — ваш, мой или чей угодно — не может быть до конца уверен, что его воспоминания и представления точно отражают произошедшие события, то никакой мозг не может доверять предполагаемым измерениям, наблюдениям и расчетам, представляющим собой основу научного знания. Я помню, как изучал общую теорию относительности и квантовую механику, я могу мысленно построить цепочку рассуждений, подтверждающую эти теории, я помню, как рассматривал данные и наблюдения, которые эти теории так убедительно объясняют, и так далее. Но если я не могу быть уверен, что эти мысли сформировались в результате реальных событий, которым я их приписываю, я не могу быть уверен также, что эти теории суть нечто большее, чем простые измышления, и не могу быть уверен в любых выводах, на которые эти теории указывают. К тому же среди выводов, ставших теперь недостоверными, и вероятность того, что я — спонтанно возникший мозг, плавающий в пустоте. Глубокий скептицизм, порождаемый возможностью спонтанного формирования мозга, вынуждает нас скептически относиться и к рассуждениям, которые привели нас к такой возможности. Короче говоря, редкие спонтанные падения энтропии, предусматриваемые законами физики, могут поколебать нашу уверенность в этих самых законах и во всем, что они вроде бы гласят. Рассматривая действие этих законов на сколь угодно больших промежутках времени, мы погружаемся в скептический кошмар, способный до основания потрясти всю нашу уверенность. Не особенно приятное место.  Некоторые утверждают, что больцмановский мозг — это много шума из ничего. Конечно, признают сторонники этой позиции, больцмановские мозги могут формироваться. Но успокойтесь. Вы определенно не один из них. Вот как это можно доказать: взгляните на окружающий вас мир и зафиксируйте все, что видите. Если вы больцмановский мозг, то с ошеломляюще высокой вероятностью через мгновение вы уже перестанете существовать. Мозг, способный протянуть дольше, — это мозг, представляющий собой часть большей и более упорядоченной системы поддержки, и потому требует еще более редкой флуктуации до еще более низкого уровня энтропии, что делает его возникновение намного менее вероятным. Так что если ваш второй взгляд на мир покажет вам примерно то же, что показал первый, ваша уверенность в том, что вы не больцмановский мозг, еще возрастет. В самом деле, согласно этой точке зрения, каждое следующее мгновение, похожее на предыдущие, делает ваши аргументы сильнее, а уверенность — прочнее. Тем не менее обратите внимание, что эти аргументы предполагают, что каждый момент в подобной цепочке является реальным в традиционном смысле. Если прямо сейчас у вас имеются воспоминания о том, как вы смотрели на окружающий мир десяток раз за прошедшую минуту, раз за разом уверяя себя, что вы не больцмановский мозг, то эти воспоминания отражают состояние вашего мозга в настоящий момент и не противоречат варианту, при котором ваш мозг появился на свет вот только что, уже снабженный этими воспоминаниями. Приняв этот сценарий всерьез, вы поймете, что эмпирические наблюдения, которые вы использовали как аргумент против того, что вы — больцмановский мозг, тоже могут быть частью выдуманной истории. Возможно, я помню, как сказал себе: «Я мыслю, следовательно, существую», но при рассмотрении из любого заданного момента правильное описание ситуации должно было бы звучать иначе: «Я думаю, что мыслил, следовательно, я думаю, что существовал». В реальности воспоминания о подобных мыслях никак не гарантируют, что сами мысли когда-либо имели место. Более убедительный подход состоит в том, чтобы подвергнуть сомнению сам базовый сценарий: для рассуждений о больцмановских мозгах принципиально существование далекого космологического горизонта, который непрерывно испускает частицы — сырье для строительства сложных структур, включая и разум. В отдаленной перспективе, если бы заполняющая пространство темная энергия рассеялась, ускоренное расширение подошло бы к концу, а космологический горизонт отступил бы. Без этой далекой поверхности, испускающей частицы, температура пространства дошла бы до нуля — а с ней дошел бы до нуля и шанс спонтанного образования сложных макроскопических структур. Пока у нас нет свидетельств ослабления (или усиления) темной энергии. Консервативная оценка сводится к тому, что решение еще не вынесено.  До конца времен - Брайан Грин