Eine kurze Einführung in die Boltzmann-Gehirntheorie

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Unordnung (Entropie) eines isolierten Systems mit der Zeit zunimmt. Dieses Prinzip ist in unserem Leben so grundlegend, dass es vielen Menschen vielleicht gar nicht bewusst ist, aber es ist der Grund dafür, dass beispielsweise ein Ei zu Rührei werden kann, wir aber nie sehen, wie sich Rührei plötzlich wieder zu einem Ei zusammensetzt. Ludwig Boltzmann erklärte die kontinuierliche Zunahme der Entropie damit, dass zufällig bewegten Teilchen immer viel mehr ungeordnete Anordnungen zur Verfügung stehen als geordnete, weshalb das gesamte System viel wahrscheinlicher in einem ungeordneten als in einem geordneten Zustand endet. Da das Universum ebenfalls ein isoliertes System ist, folgt daraus, dass auch seine Entropie ständig zunimmt. Dies impliziert, dass sich das Universum zu Beginn der Welt in einem „übergeordneten“ Zustand befand. Aber wie entstand das Universum?

Aktuelle wissenschaftliche Modelle können die Geschichte des Universums bis zum Moment des Urknalls beschreiben. Die entscheidende Frage ist: Was geschah im Moment des Urknalls? Der am weitesten verbreiteten Theorie zufolge entsteht das Universum einfach aus dem Nichts, da die Quantenmechanik ein solches Ereignis zulässt, wenn auch mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit. Das Universum entstand also in diesem übergeordneten Zustand aus dem Nichts. Seitdem dehnt es sich aus und seine Entropie nimmt zu. Aber wenn das Universum aus dem Nichts entstehen kann, warum könnte dann nicht auch ein menschliches Gehirn auf die gleiche Weise aus dem Nichts entstehen?

Dies ist die Essenz der Boltzmann-Gehirntheorie . Was wäre, wenn Sie, lieber Leser, ein Gehirn wären, das aus dem Nichts entstanden ist? Dieses Gehirn wurde genau in diesem Augenblick erschaffen und enthält alle Erinnerungen, die Sie erlebt haben. Sie glauben, dass Sie viele Jahre gelebt haben, aber in Wirklichkeit wurden Sie in diesem Augenblick geboren und all Ihre Erinnerungen sind falsch. Darüber hinaus besteht eine gute Chance, dass Sie im nächsten Moment von dem Nichts verschluckt werden, aus dem Sie entstanden sind. Können Sie irgendwie beweisen, dass Sie nicht so ein Boltzmann-Gehirn sind? Das ist eine verrückte und erschreckende Theorie, nicht wahr? Die Theorie eines aus dem Nichts entstandenen Universums ist viel glaubwürdiger als die eines aus dem Nichts entstandenen Gehirns. Doch es gibt da ein kleines Problem. Unser gegenwärtiges Universum ist voller Gehirne.

Auf der Erde leben Milliarden von Menschen, jeder mit seinem eigenen Gehirn und Bewusstsein. Da das Universum seit Milliarden von Jahren existiert, befindet es sich derzeit in einem viel ungeordneteren (höheren Entropie-)Zustand als zu Beginn der Zeit. Wir wissen auch, dass es umso unwahrscheinlicher ist, dass etwas aus dem Nichts entsteht, je komplexer es ist. Auf dieser Grundlage ist es viel wahrscheinlicher, dass ein Gehirn aus dem Nichts entsteht, als dass dies in einem Universum mit Galaxien, Sonnensystemen und Milliarden von Gehirnen der Fall ist. Rein statistisch gesehen ist es daher viel wahrscheinlicher, dass wir Boltzmann-Gehirne sind und das Universum für uns lediglich eine Illusion ist, als dass das gesamte Universum aus dem Nichts entstanden ist.

Natürlich könnte man argumentieren, dass diese Milliarden Gehirne nicht einfach aus dem Nichts entstanden sind. Das Universum begann an einem einzigen Punkt und hat sich kontinuierlich ausgedehnt. Während dieses Prozesses bildeten sich Sterne und Galaxien sowie Sonnensysteme mit Planeten, auf denen sich Leben entwickeln konnte. Die Entwicklung des Gehirns ist das Ergebnis von Millionen von Jahren der Evolution. Die Entwicklung unseres Gehirns beruht auf einfachen physikalischen Gesetzen und unzähligen zufälligen Ereignissen, was nicht damit vergleichbar ist, einfach aus dem Nichts zu entstehen. Es gibt jedoch eine Antwort auf dieses Argument, die ich die „Soft-Boltzmann-Gehirntheorie“ nenne.

Stellen Sie sich vor, dass die Welt, ähnlich unserem heutigen Universum, mit einem Urknall beginnt. Als Ergebnis der kontinuierlichen Expansion bildet sich jedoch anstelle von Sternen und Galaxien eine Struktur, die zu Berechnungen fähig ist. Wir können es ein Gehirn nennen, aber wenn das verwirrend ist, können wir es als eine Art primitive Lebensform betrachten. Im Laufe der Zeit entwickelt sich dieses Wesen und entwickelt Selbstbewusstsein. Wir können dies als eine Art „abstrakte Evolution“ betrachten. Es ist abstrakt, weil es anstelle von Lebewesen Gedanken sind, die miteinander konkurrieren. Im Wesentlichen existiert das Wesen in einem Zustand des kontinuierlichen Träumens. Es könnte nicht viel anderes tun als träumen, da nichts anderes außerhalb von ihm existiert, da es das gesamte Universum selbst ist. In einem bestimmten Entwicklungsstadium spaltet sich dieses einheitliche Bewusstsein in viele parallele Bewusstseine auf, ähnlich wie bei der Zellteilung. Eine solche Form des Soft-Boltzmann-Gehirns unterscheidet sich nicht sehr von unserem Universum.

Das Universum, wie wir es kennen, entstand aus dem Nichts. Seine Funktionsweise wird durch fundamentale physikalische Gesetze bestimmt, und dank der Evolution entwickelte sich im Laufe der Zeit Leben. Seltsamerweise ist unser Universum auf Leben abgestimmt. Wäre eine physikalische Konstante auch nur geringfügig anders als heute, hätte sich das intelligente Leben, das wir kennen, nicht entwickeln können. Die am weitesten verbreitete Erklärung für diese Feinabstimmung ist, dass es unzählige Universen mit jeweils unterschiedlichen physikalischen Konstanten gibt. Wir empfinden unser Universum als fein abgestimmt, weil es das einzige ist, das wir kennen. Dies ist das anthropische Prinzip .

Auch ein Soft-Boltzmann-Gehirn entsteht aus dem Nichts. Anfangs ist es nicht intelligent und seine Funktionsweise wird von einfachen physikalischen Gesetzen bestimmt, ähnlich wie unser Universum. Da dieses Boltzmann-Gehirn nicht in der Lage ist, die Außenwelt wahrzunehmen (weil es keine Außenwelt gibt), existiert es in einem kontinuierlichen Traumzustand. Wenn es sich seiner selbst bewusst wird und sich dann in viele Bewusstseinszustände aufspaltet, beginnt es, sich selbst zu untersuchen und findet heraus, dass das Universum (das es halluziniert) auf Leben abgestimmt ist, was offensichtlich ist, da es es für sich selbst geschaffen hat. Die entfernten Sterne und Galaxien sind alle Teile der Halluzination, was dies zu einer viel kleineren und einfacheren Struktur macht als unser derzeit bekanntes Universum. Daher ist es theoretisch wahrscheinlicher, dass eine solche Struktur aus dem Nichts entsteht als unser derzeit bekanntes (verschwenderisches) Universum.

Ist es möglich, dass wir tatsächlich Teile eines solchen Soft-Boltzmann-Gehirns sind? Wenn wir darüber nachdenken, gibt es eigentlich keine Möglichkeit, dies zu widerlegen. Jedes Experiment, das wir in der Welt durchführen, die wir uns halluzinieren, wird uns als Realität erscheinen, da wir unseren eigenen Verstand nicht überlisten können. (Vor einigen Jahren habe ich einen ganzen Artikel darüber geschrieben , warum es unmöglich ist zu beweisen, dass die Welt, die wir kennen, eine Halluzination ist.)

Die Boltzmann-Gehirntheorie ist eine Art Simulationshypothese . Der Simulationshypothese zufolge ist die uns bekannte Realität nur eine Simulation, die von einer Zivilisation mit fortschrittlicherer Technologie geschaffen wurde, ähnlich wie im Film „Matrix“. Die Simulationshypothese kann Antworten auf Fragen wie die Feinabstimmung des Universums liefern, ist aber als Schöpfungstheorie nicht so stark, da sie das Problem lediglich auf eine höhere Ebene bringt. Wir erhalten eine Antwort darauf, woher unser Universum kommt, aber es stellt sich eine neue Frage: Woher kommen diejenigen, die die Simulation geschaffen haben?

Die Boltzmann-Gehirntheorie bietet eine einfache Antwort auf diese Frage: Der Computer, der unser Universum simuliert, entstand einfach aus dem Nichts. (Hierbei sind die Wörter „Computer“ und „Gehirn“ beliebig austauschbar.)

Es wurde bisher nur ein einziges Argument erfolgreich gegen die Boltzmann-Gehirn-Theorie vorgebracht, das Sean Carroll als „ kognitive Instabilität “ bezeichnet. Kurz gesagt lautet das Argument: Wenn das Universum, wie wir es kennen, tatsächlich nur eine Halluzination eines Boltzmann-Gehirns ist, können wir die hier beobachteten Gesetze nicht zur Erklärung der „äußeren“ Welt verwenden, da wir nichts über sie wissen können. So ist es beispielsweise möglich, dass der zweite Hauptsatz der Thermodynamik in der „äußeren“ Welt nicht gilt und wir ihn daher nicht zur Erklärung des Boltzmann-Gehirn-Universums verwenden können. Dies schließt natürlich nicht die Möglichkeit aus, dass wir tatsächlich Teile eines Boltzmann-Gehirns sind; es besagt lediglich, dass wir den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nicht als Argument für diese Theorie heranziehen können.

Abschließend möchte ich darauf eingehen, ob es überhaupt einen Sinn hat, darüber nachzudenken, ob das Universum, in dem wir leben, tatsächlich ein Boltzmann-Gehirn ist.

Wie ich bereits erwähnt habe, gibt es keine Möglichkeit, dies zu beweisen oder zu widerlegen. Es ist die gleiche Situation wie bei der Simulationshypothese. Nur eine Frage ist sinnvoll: Können wir die Simulation hacken? Wenn nicht und wir keinen Einfluss auf die „externe“ Realität haben können, dann ist für uns die Simulation die ultimative Realität. In einem Soft-Boltzmann-Brain-Universum ist die Realität im Wesentlichen die Schnittstelle zwischen individuellen Bewusstseinen; sie ist tatsächlich ein Teil dieser Bewusstseine und existiert nicht ohne sie. Dies könnte es dem Bewusstsein möglicherweise ermöglichen, Einfluss auf die Realität zu nehmen, die uns umgibt. In den frühen Tagen der Quantenmechanik waren viele Wissenschaftler, wie Eugene Wigner, ernsthaft daran interessiert, dies zu untersuchen. Es gibt jedoch keine Beweise, die dies stützen, daher ist es sehr wahrscheinlich, dass wir die Realität nicht mit unserem Bewusstsein beeinflussen können oder zumindest nicht auf eine Weise, die gegen physikalische Gesetze verstößt.

Eine weitere interessante Konsequenz ist, dass, wenn wir in einem solchen Soft-Boltzmann-Gehirn-Universum leben, im Wesentlichen jeder Mensch dasselbe Individuum ist, ähnlich wie in Andy Weirs Geschichte „Das Ei“.

Es fällt schwer, nicht zu bemerken, dass die Soft-Boltzmann-Gehirn-Theorie einem Gotteskonzept ähnelt, da das Soft-Boltzmann-Gehirn, wie Gott, seit Anbeginn der Zeit existiert und allmächtig ist. In diesem Fall ist Gott jedoch nicht von uns getrennt. Wir sind eins mit ihm.

Natürlich überlasse ich theologische Spekulationen lieber den Theologen. Noch interessanter wäre vielleicht, wie eine Gesellschaft aussehen würde, deren moralische Grundlagen auf dem Glauben beruhen, dass die Welt ein Soft-Boltzmann-Gehirn ist und wir alle eins sind. Mit einer solchen Einstellung und viel weniger Egoismus könnte die Welt ein viel glücklicherer und nachhaltigerer Ort sein.

Viele Experten glauben, dass wir früher oder später den Zustand der technologischen Singularität erreichen werden. Ray Kurzweil zufolge werden wir beispielsweise in der Lage sein, das menschliche Gehirn auf einem Computer zu simulieren. Wenn die Technologie erst einmal diesen Punkt erreicht hat, brauchen wir keinen physischen Körper mehr, sondern nur noch einen Computer, der unser Bewusstsein steuert. Mit der Zeit könnten wir das gesamte Sonnensystem in einen einzigen gigantischen Computer verwandeln, ein Matrioschka-Gehirn . Viele Wissenschaftler nehmen diese Theorie so ernst, dass sie glauben, sie erkläre, warum wir keine Beweise für intelligente außerirdische Lebensformen finden. Der Grund, warum wir keine Außerirdischen finden, ist, dass wir auf die falsche Weise nach ihnen suchen. Statt nach bewohnbaren Planeten zu suchen, sollten wir nach diesen Matrioschka-Gehirnen suchen. Wenn uns in ferner Zukunft eine außerirdische Spezies besucht, wird sie ein einziges riesiges Gehirn vorfinden, in dem viele mehr oder weniger getrennte Bewusstseine leben, genau wie ein Soft-Boltzmann-Gehirn.

Es ist vorstellbar, dass die Menschheit in ferner Zukunft als ein einziger riesiger Geist existieren wird, aber es ist auch möglich, dass wir bereits so existieren. Obwohl wir nicht mehr über die Welt um uns herum gelernt haben, werden wir sie nach dem Verständnis der Boltzmann-Gehirntheorie vielleicht ein wenig anders betrachten. So oder so sind solche Betrachtungen immer spannend und unterhaltsam. Ich hoffe, Sie fühlen sich am Ende dieses Artikels genauso. Viel Spaß beim Nachdenken ...