Em um novo estudo, o professor da SFI David Wolpert, o professor de Fractal da SFI Carlo Rovelli e o físico Jordan Scharnhorst revisitam uma ideia bem conhecida e perturbadora na física e na cosmologia, a hipótese do “cérebro de Boltzmann”. Este conceito sugere que nossas memórias, percepções e observações podem não refletir de forma alguma o verdadeiro passado. Em vez disso, podem ter-se formado aleatoriamente através de flutuações na entropia, apresentando uma história coerente que nunca ocorreu de facto.
Este enigma surge de uma profunda tensão na física estatística. O teorema H de Boltzmann é uma base fundamental para a compreensão de por que o tempo parece se mover em uma direção e é um princípio fundamental da mecânica estatística relacionado à segunda lei da termodinâmica. Esta lei explica porque a entropia aumenta com o tempo, dando-nos uma noção do passado e do futuro.
No entanto, H O teorema em si é simétrico no tempo, o que significa que não favorece uma direção do tempo em detrimento de outra. Isto tem implicações surpreendentes. De uma perspectiva estritamente formal, é mais provável que os padrões que constituem as nossas memórias e observações surjam de flutuações aleatórias de entropia do que de sequências verdadeiras de acontecimentos passados. Em suma, a física parece admitir a possibilidade de que as nossas memórias não sejam registos fiáveis, mas sim ilusões detalhadas produzidas pelo acaso. Esta ideia perturbadora define a hipótese do cérebro de Boltzmann.
Como as suposições sobre o tempo afetam os argumentos
Para entender melhor este problema, os pesquisadores desenvolveram uma estrutura formal para estudar como diferentes suposições afetam as conclusões sobre entropia e memória. O seu trabalho liga a hipótese do cérebro de Boltzmann, a segunda lei da termodinâmica e a “hipótese do passado” relacionada, que postula que o universo começou num estado de baixa entropia.
Uma questão chave é quais pontos no tempo são considerados fixos ao analisar como a entropia evolui. Algumas abordagens tomam o estado atual do universo como um dado e trabalham a partir daí. Outros postulam um ponto de partida de baixa entropia no Big Bang. É importante ressaltar que as leis da física não especificam qual dessas visões é correta, deixando espaço para interpretação.
Entropia e raciocínio circular no argumento da memória
O estudo introduz o que os autores chamam de “conjectura da entropia” para destacar uma questão fundamental em muitos argumentos existentes. Eles mostram que as discussões sobre entropia, tempo e memória baseiam-se frequentemente em raciocínios circulares subtis. Nestes casos, hipóteses sobre o passado são utilizadas para apoiar conclusões, como a confiabilidade das memórias ou a direção do aumento da entropia. Essas mesmas conclusões são então usadas para provar a hipótese original.
Em vez de resolver o debate, os investigadores concentraram-se em descobrir estas estruturas ocultas. Ao separar o papel das leis físicas dos pressupostos que usamos para explicá-las, a pesquisa fornece uma maneira mais transparente de pensar sobre questões de longa data em torno do tempo, da entropia e da natureza da memória.
