Boltzmann Beyinleri

Uzayda bağımsız zihinler / Evren-içre'nin Gözlemcileri

Hergün gördüğünüz ve kaya, sandalye olarak adlandırdığınız objelerin birdenbire ince havadan gözükme ihtimalleri nedir? Sürpriz bir şekilde, sıfır değil. Aslında, yeterli uzay ve zaman verildiğinde; bilinçli bir varlığın mikrosaniye zaman kadar bile olsa ortaya çıkması havsalaya sığan bir şey.

Tamam, böylesine bir olay inanılmaz şekilde alışılmadık; fakat imkansız değil, en azından teoride olan bir şey. Fizikçiler böyle varsayımsal varlıkları, termodinamik ve istatiksel mekanikte öncü olan 19.yüzyıl Avusturyalı Fizikçisi Ludwig Boltzmann'dan sonra ‘'Boltzman beyinleri'' olarak adlandırdılar. Boltzmann, evrenin termal dalgalanmadan ortaya çıkıp çıkmayacağı sorusunu ortaya atmıştır. Onun çalışması, dalgalanma sonucu evreni gören, bilinçli bir varlığın ortaya çıkma düşüncesini ortaya çıkarmıştır. Bunu hesaba kattığımızda ‘Boltzmann beyinleri', ister istemez gerçek beyinler değil; kendiliğinden ortaya çıkabilen evrenin gözlemcileri için kullanılan mecazi bir terimdir.

Bu fikir saçma gelebilir, fakat kozmolojistlere evren modelleriyle uğraşma ve bizim onun içerisindeki yerimiz konularında yardım ediyor. Kozmoloji, aslında bilimin en büyük kısmıdır. Biz insanların ‘Büyük Düzenin' tipik, sıradan gözlemcileri olduğumuzu farzeder. Polonyalı astronom Nicolaus Copernicus'un Dünya'nın Güneşin yörüngesinde dönen bir kaya parçası olduğunu iddia ettiği 16.ncı yüzyıldan beri kozmosda benzersiz bir pozisyonda olan tahtımızdan aşağıya indirildik. Fiziğin kanunları evrenin diğer görünen kısmında olduğu gibi bizim etrafımızda da aynı şekilde gözükmektedir. Böylece aksini düşünmek için bir sebebimiz olmadıkça; kendine özgü olduğumuz fikrinin saygın bir yere konulduğunu farzetmeliyiz.

Massachusetts, Tufts Üniversitesi'nden Alex Vilenkin, " Bu varsayım, yaptığımız herşeyin temeli,'' demektedir."Eğer gözlemlerimizin gözlemcilere özgü olduğunu farzetmeseydik, hiçbirşeyi sonuçlandıramazdık."

Çünkü eğer kendine özgü değilsek, böylece ne görürsek görelim, bu bütünüyle evreni temsil eden değildir. Bundan dolayı, problem şuradadır: Bazı iyi tespit edilen kozmolojik modeller, gelecekteki trilyonlarca yıl içerisinde ‘Boltzmann beyinlerinin', bizim gibi ‘'alışılagelmiş, sıradan, evrim ve yaşam desteği çok uzun bir süreye dayanan gözlemcilere'' sayıca üstün gelebilir şeklinde tahminlerde bulunmaktadırlar. Eğer bu doğruysa; o halde, evrenin yaşam süresi sonunda, biz değil –onlar- kendine özgü olanlar olabilir. Bu korkunç; çünkü modeller, onların kozmosunun görünümünün dikkat çekici bir şekilde bizimkinden daha farklı olduğunu iddia etmektedir. Vilenkin ve diğerleri, ‘Boltzmann beyinlerinin' ne kadar alışılagelmiş olabileceklerini ve onları uzaklaştırmanın bir yolunun olup olmadığını veya en azından bizlere sayıca üstün gelmelerini durdurmanın bir yolunu bulmayı deniyorlar. Gerçekten de ‘Boltzmann beyinleri' problemi, kozmolojistleri evrenin temeli hakkındaki en önemli varsayımlarla tekrar uğraşmaları için zorlamaktadır. Ya kozmosun ‘'açılan'' beyinlerinin önüne geçmek için alışılagelmiş gözlemcileri yeterli olarak nasıl ürettiğini açıklamalılar ya da biz fikirlerimizin yanlış olduğunu ve evrenin en son kaderinin düşündüğümüzden daha çabuk olduğunu kabul etmeliyiz.

Astrofizikçiler evrenin genişlemesinin pekçoklarının tahmin ettiği gibi yavaşlamaktan çok sürat kazandığını keşfettiklerinde; 1990'lı yılların sonlarında ‘Boltzmann beyinleri' yüzünü ortaya çıkarmıştır. ‘'Kara enerjinin'' onlarca yıldır bilinmiş olmasının mümkün açıklaması; boş uzayın doğasında var olan bu itici enerjinin uzayı genişleterek ve maddeyi ayrı bir tarafa zorlayarak tutabilmesindendir. Bu etki değişik isimlerle devam eder- Kozmolojik sabit enerji veya Vakum enerjisi. Neden varolduğu ise, fizikteki en büyük gizemlerden biridir.

Kaynağı ne olursa olsun, vakum enerjisi aktiftir ve her zaman ince bir şekilde yükselip alçalır- zaman zaman parçacıklara ve maddeye dönüştürmeye yeterlidir. Bir foton burada açılabilir, bir atom da burada açılabilir. Obje ne kadar daha büyük ve karmaşık olursa, görünmesi o kadar az olur. Bekleyin, ‘Boltzmann beyni açılabilir'. ("Küçük beyinler neden yapıldı'' yazısına bakın.) Kaliforniya'daki Stanford Üniversitesi'nden kuramcı Andrei Linde, "Bu bir mucizeye benziyor'' demiştir. "Olması tamamen mümkün olmayan değil, fakat aşırı derecede umulmayan bir mucize''.

Bir ‘Boltzmann beyni' o kadar olasılığı bulunmayan bir şeydir ki; doğruyu söylemek gerekirse, evrenimizin 13.7 milyar yıllık tarihinde bir tanesinin bile gözükme fırsatı yoktur. Fakat evrenimizdeki hızlandırıcı genişleme faktörü ve resim değişmektedir. Bu, vakumda devam eden dalgalanmalarla son derece uzun bir süre kadar devam edecek olan geniş bir alana işaret etmektedir. Sıradan yaratıklar için soğuk, karanlık ve yaşanılması zor olan fakat ‘Boltzmann beyinleri' için etraflarında boş alan görecekleri mükemmel bir üreme alanıdır burası. "Beyinler ve daha oluşmamış olanlar bu vakumdan çok düşük bir hızda açılacaktır, fakat çok uzun bir zaman içerisinde,'' demektedir Vilenkin.

Eğer öyleyse, evren bizim gibi sıradan ve tuhaf ‘Boltzmann beyinleri' gibi iki türlü gözlemciler üretebiliyorsa; kozmolojistler bir soruna sahip demektir. Kendimize özgü olduğumuz sanısını koruyabilmek için; evren modellerinin ‘Boltzmann beyinlerinin' bizden sayıca fazla gelmesine izin vermediklerini göstermeye ihtiyaçları vardır.

Hangi tip gözlemcinin daha alışılagelmiş,sıradan olduğunu nasıl çözüyoruz? Kozmolojistlerin evrenimizin en iyi açıklaması olarak saydığı şişme teorisini göz önünde tutun. ( New Scientist , 3 Mart, s.33) . Linde ve Vilenkin tarafından kısmen 1980'lerde geliştirilen şişme teorisi; Big Bang'den (Evrenimizin varoluşundan) hemen sonra evrenimizin aşırı derecede ve çok hızlı olarak genişlediğini, şişmenin son derece ‘'düz, yüzeyinde girinti, çıkıntı olmayan'' ve homojen olduğunu, fakat; erken devresinde yıldızları ve galaksileri beraber biçimlendirmek için maddenin kümelenmesine izin verecek kadar tümsekli şekilde oluştuğunu söylemektedir.

Pek çok kozmolojist, ‘başı, sonu olmayan bu ebedi şişme teorisini', yani şişmenin evrenin belirli noktalarında devam ettiğinin fikrini kabul etmektedirler. Bu resimde arka planda, yeni ‘'cep evrenlerden'' dışarı çıkan, sürekli gelişip muazzam şekilde genişleyen uzay vardır. Bu evrenlerin bazıları tıpkı bizimki gibi patlayıcı büyümenin kısa devresine girip daha sonra da sakinleşirler. Diğerleri ise, fiziğin farklı,çılgın kanunlarına sahip olabilirler. Bu ‘'evreniçre'' senaryoda, ‘'cep evrenler'' son derece geniş bir şekilde büyüyebilirler ve sınırsız sayıda yıldızları, planetleri ve alışılagelmiş,sıradan gözlemcilere sayıca üstün gelebilen Boltzmann beyinlerini de kapsarlar.

Bu sınırsızlıkları hafifleştirmek için, araştırmacılar her bir gözlemcinin varolma olasılığını çözmeye çalışıyorlar. Berkeley, Kaliforniya Üniversitesi'nden Raphael Bousso, ‘' Böyle senaryolardaki olasılıkların hesaplanması sorusuyla uğraşıyoruz.'' "Sonsuz sayıda kabarcıklar üretiyorsunuz ve herbiri de son derece geniş. Bu nedenle, sonsuzları karşılaştırmanın bir yolunu bulmalısınız. ‘Boltzmann beyinleri', bu tip kozmolojiyi doğru düşünmeyi çözmemize yardımcı olan sınırlamalardan sadece bir tanesidir.''

En radikal çözüm Kanada Edmonton, Alberta Üniversitesi'ndeki Don Page'den gelmiştir. O, ‘Boltzmann beyinleri' hakim olmadan once evrenimizin kendi kendini imha eden bir mekanizmayla yaratılmış olması gerektiğini iddia etmektedir. www.arxiv.org/abs/hep-th/0610079

"Evrenimiz Boltzmann beyinleri hakim olabilmeden önce kendi kendini imha eden bir mekanizmaya sahip olmalı.

Bu nasıl olabilir? Boltzmann beyinlerini oluşturan vakum enerjisinin quantum dalgalanmalarına sahip olması gibi, enerji salınabilir ve daha yüksek veya alçak düzeye doğru azalabilir. Başı ve sonu olmayan bu ebedi şişmede, bir ‘'cep evrenin'' başlaması böyledir. Azalma küçücük bir noktadan başlar ve muazzam derecedeki enerji miktarını neredeyse bir ışık hızında dışarıya doğru genişletip bir baloncuk yaratarak serbest bırakır. ( New Scientist , 12 Mart 2005, s. 29) . Bu ateşin baloncuğu, kozmosdaki bütün yapıyla beraber bizi mahvedip, yok edebilir. Page, "Bu, evreni bildiğimiz şekilde imha edebilir,'' demektedir.

Böyle bir bozulma evrenin yaşlanarak ‘Boltzmann beyinlerinin' eline geçmesinden koruyup, bir kozmik sıfırlama butonu gibi davranabilir. Page, bunun evrenimizin üzerinde çalışması için, 20 milyar sene içerisinde olması gerektiğini söylemektedir.

Eğer daha uzun bir süre beklenirse, evrenimiz o kadar hızlı genişleyecektir ki; bu şekildeki bozulma baloncukları asla birbirine yetişemeyecektir. Orijinal evrenin parçaları ‘Boltzmann beyinlerini' sonsuza kadar meydana getirip, öylece kalacaktır. Bu torunlarımızın kaygılanacağı birşey olmasa da; zaman çerçevesi çoğunun beklediğinden daha kısadır.

Diğer araştırmacılar, daha geniş bir görüşe sahip olmanın ‘Boltzmann beyinlerinin' evrenimizi böylesine hassas bir yaşta kendi kendine imha etmesini zorunlu kılmaktan uzaklaştırabileceğini söylemektedir. Evreniçre, iddia ettikleri gibi, bizim gibi sonsuz sayıdaki düzenli gözlemcileri yavaş yavaş geliştirmektedir. Tek problem, sonsuz sayıdaki ‘Boltzmann beyinlerinin' de açılmasıdır. Her nasılsa, her sonsuzluk eşit değildir. Kimin yarışı kazandığını bulmak için, fizikçiler gözlemcileri saymaya başlamışlardır. Linde, ‘'Bu insanların kavga etmeyi durdurduğu yer,'' demektedir.

‘'Cepleri'' seçmek

Linde'nin yaklaşımı; çoklu cep evrenlere yatay olarak bakmakta ve herhangi verilen bir zamanda gözlemcilerin sayısını uzayın kati biriminde saymaktadır. Bu resimde, pek çok evrenler bizim gibi olan yaratıkları kısa süre için destekleyebilir, fakat uzun bir zaman geçtiğinde ‘Boltzmann beyinlerine' neden olurlar. Linde, her nasılsa, yeni evrenler hep sonsuz şişmeden yaratıldıkları için, ‘'verilen herhangi bir zamandaki gözlemcileri topladığınızda alışılagelmiş olanlar her zaman Boltzmann beyinlerine sayıca daha üstün gelecektir, çünkü ortada onlardan sürekli bir tedarik olmaktadır'', demektedir. (Kozmoloji ve Astropartikül Fiziği Dergisi, DOI: 10.1088/1475-7516/2007/01/022) . "Bu ölçüyü kullanırsanız, ‘Boltzmann beyinleriyle' olan birbirine zıt düşünceler ortaya çıkmaz.''

Vilenkin sonsuz şişmeye dayanarak ve gözlemcileri saymak için kullanılan farklı metodları da kullanarak kendi çözümünü yaratmıştır. Yeni ‘'cep evrenlerin'', ‘Boltzmann beyinlerinin' açılmasının olasılığıyla şekillenmesini karşılaştırmaktadır. Hesaplamalarına göre de, düzenli gözlemciler ‘Boltzmann beyinlerinden' daha hızlı meydana çıkmaktalardır. (Yüksek Enerji Fiziği Dergisi, DOI: 10.1088/1126-6708/2007/01/092) .

Diğer fizikçiler herhangi bir kişinin sonsuz şişme modelleri ardındaki varsayımları evren içre evrenler üzerinde hesaplamalarını yeteri kadar doğrulayabilecekleri konusunda ikna olmamışlardır, böylece de ‘Boltzmann beyinleri' problemini çözümlemek için bu modelleri kullanmada temkinli davranmaktadırlar. Page, bu çözümlerin ‘'sayısız numaraların oranlarını almanın belirsizliğinin'' zorluğunu çektiğini iddia etmektedir.

Bousso daha da ileri gidiyor. O, evreniçreyi gözden geçirmenin prensipte bile mümkün olmadığını söylemektedir. Evrenimiz gibi olan bir evrende, bir gözlemcinin görebileceğinden çok daha fazlası vardır. Çünkü bu, gözlemcilerin ışığın hızından ve herhangi bir sinyalden daha hızlı gidememeleridir. Bousso, evreniçre evrenleri saymayı denemektense; sınırlı bakış açısına bağlanmayı tavsiye etmektedir. "Teorilerimizi herhangi mümkün bir tarihi tanımlayan şekilde yapalım, fakat hepsine de ‘Tanrı-gözünde' bir bakışa göreymiş gibi davranmayalım'' demektedir.Bousso'nun yaklaşımını ele almak; Page'in teklifinde de olduğu gibi, yalnızca evren bildiğimiz gibi kendi kendini imha ederse ‘Boltzmann beyin' problemini çözermiş gibi görünmektedir.Page'in çalışmasına karşı, Bousso uzayın daha küçük bir bölgesine, gözlemcinin verilen görüşün içerisindeki miktarına bakmaktadır. Bu, ‘Boltzmann beyinlerinin' açılmasına daha az bir zamana izin verse de, ‘Boltzmann beyinleri' dağılmadan kısa bir zaman sonra hükmetmeyecek olsa da, evren kendi kendini imha etmeden önce çok daha uzun bir zaman dayanabilir. Bousso; " Boltzmann beyinlerinin kazanabilmesi için tek yolun, vakumun daha fazla dayanması olabileceğini, böylece de ‘Boltzmann beyinlerinin' belirebileceğini,'' söylemektedir.''Bu bir kere meydana gelecek zaman bile delicesine uzun bir zaman '', demektedir. Evren hayret verici bir uzun zamandan sonra imha olsa bile( 10'un üssü 10 20 yıl kadar), bu Boltzmann beyinlerinin yönetimi ele geçirmelerini hâlâ önleyebilir.

Öyleyse hangi yol doğru? Ve, uzaklaştırılan Boltzmann beyinleri sonuçta bize evren hakkında ne anlatabilir? Ortada bir görüşbirliği henüz yok ve deneyler bu tasarıları test edemezler. Page, evreniçre'yi kavramaya sıra geldiğinde biz hâlâ ‘'ormandaki bebekleriz'' tabirini kullanmaktadır. Şu ana kadarki potansiyel problemi belirtmekten memnundur.

Halbuki, ‘Boltzmann beyinleri' evreniçre'deki hangi hesaplama olasılıklarının doğru veya yanlış olacağını belirtebilirler. Vilenkin herhangi bir uygun metod ‘' düzenli gözlemcilerin anormal şeylere karşı yendiği cevabını vermelidir'' demektedir. Linde de buna benzer bir bakış açısına sahiptir."Eğer şişme kozmolojisindeki herhangibir olasılık ölçümünü ileri sürersek ve bu da bizi Boltzmann beyin problemine yöneltirse, öyleyse bu birşeyi yanlış yaptığımızı öğrenmenin diğer bir yoludur," demektedir.

Aksine, eğer Boltzmann beyinlerini saymak için olan metod farklı bir problem için de birşeyin içyüzünü kavramayı sağlayacaksa; bu onun doğru yolda olduğunu gösteren bir işaret olabilir. Bousso ve çalışma arkadaşları, şimdilerde, çalışma girişimlerini verilen bir görüş içerisinde tipik bir gözlemcinin ölçebildiği kadar vakum enerjisinin gücünü hesaplamaya kadar genişlettiler. Bu enerjinin yoğunluğunu tahmin etmedeki daha önceki metodlar gözlemlenmiş değerin 10, 1000, veya hatta pek çok milyar katsayısından daha fazla sonuçlar vermiştir. Bousso'nun sonucu ölçümlenen değere çok daha yakın olanıdır. www.arxiv.org/abs/hep-th/0702115 ). Bousso,"Cevabın ne olacağını bilmiyorduk. Fakat muazzam düzelmeye bizi yönlendirdi," demektedir.

Öyleyse Boltzmann beyinlerinin bilmecesini çözmek, kozmolojistlere kendimize özgü olduğumuzu varsaymaya devam etmeleri için sadece onların tehditini ortadan kaldırmaktan daha fazlasını yapabilir. Bu, evrenin yabancılığını anlatmakta yeterli olmayan evren modellerini elemekte de bize yardımcı olabilir. Ve sonra da; astronomik garipliklere rağmen; aslında, hepimizin ‘Boltzmann beyinleri' olabileceğimiz heyecan verici olasılığı yatar...

M. Inman; Massachusetts, Boston'dan bir bilim yazarı :
(New Scientist dergisinin 2617 no'lu, 17 Ağustos 2007 tarihli sayısından, sayfa 26-29)

‘‘Küçük beyinler neden yapıldı? ‘'

Boş uzay, vakum enerjisi olarak bilinen itici bir kuvveti kapsamaktadır. Bu itici kuvvet sonunda parçacıkları, atomları ve hatta, teoride de bilinçli varlıkları yaratmaktadır. Varsayımsal 'Boltzmann beyinleri'- yani etraflarındaki uzayın kendiliğinden oluşan gözlemcileri- evrendeki yerimizle boy ölçüşmektedir.

Bunlar tam olarak ne olabilir? Teoride, neredeyse herhangi bir şekli alabilirler, fakat ne kadar geniş ve karmaşık olurlarsa; olasılık ve kuantum mekaniği kanunlarına göre ortaya çıkıp, gözükmeleri de o kadar az bir ihtimal olabilir.Onlar dış uzayda gözyuvarlarıyla gezen bedensiz beyinler olabilirler. Onlar, uzay elbisesi giymiş ve oksijen tankıyla donatılmış olarak bir bütün bedenden meydana gelmiş de olabilirler. Onlar insan beyinleri, hayvan beyinleri veya akıllı uzaylı gazdan yapılmış türler olabilirler.

Önemli olan şey; araştırmacılar hangi tanıma katılırlarsa katılsınlar, onları bilinçli olarak nitelemeleridir.Onların gerçek bir beyin olmaya bile ihtiyaçları yoktur. Örneğin, eğer bilgisayarlar bilinçli olarak nitelendirilecek kadar karmaşıksa, onlar da bilinçli olarak nitelendirilebilirler. Bilgisayar çipleri geniş miktarlardaki işlemden geçirme gücünü küçücük bir alana paketlerken, silikon temelli ‘Boltzmann beyinleri' ise biyolojik beyinlerden çok daha küçüktür. Eğer böyleyse, bu bilinçli bilgisayarların vakumdan biyolojik varlıklardan muhtemelen daha fazla şekilde ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu da evrene egemen olanların onlar olabileceği manasına gelebilir.

(New Scientist Dergisi, 17 Ağustos 2007)

Çeviren : Esin Tezer

.