볼츠만 뇌 이론에 대한 간략한 소개

열역학 제2법칙에 따르면 고립계의 무질서(엔트로피)는 시간이 지남에 따라 증가합니다. 이 원리는 우리 삶에 너무도 근본적이어서 많은 사람들이 인식하지 못할 수도 있지만, 예를 들어 계란이 스크램블 에그가 될 수 있는 이유도 있지만 스크램블 에그가 갑자기 계란으로 재결합되는 것을 결코 볼 수 없는 이유이기도 합니다. 루드비히 볼츠만(Ludwig Boltzmann)은 무작위로 움직이는 입자는 항상 질서 있는 것보다 더 많은 무질서한 배열을 가질 수 있다고 말함으로써 엔트로피의 지속적인 증가를 설명했습니다 . 이것이 바로 전체 시스템이 질서 있는 상태보다 무질서한 상태로 끝날 가능성이 훨씬 더 높은 이유입니다. 우주도 고립계이기 때문에 엔트로피도 지속적으로 증가합니다. 이는 세상이 시작될 때 우주가 "초 질서" 상태에 있었다는 것을 의미합니다. 그런데 우주는 어떻게 존재하게 되었는가?

현재의 과학적 모델은 빅뱅 순간까지 거슬러 올라가는 우주의 역사를 설명할 수 있습니다. 가장 중요한 질문은 빅뱅의 순간에 무슨 일이 일어났는가이다. 가장 널리 받아들여지는 이론에 따르면, 우주는 단순히 무(無)에서 생겨난다. 왜냐하면 양자역학이 매우 낮은 확률에도 불구하고 그러한 발생을 허용하기 때문이다. 따라서 우주는 이 초질서 상태에서 무(無)에서 출현했습니다. 이후 팽창하여 엔트로피는 증가한다. 그러나 우주가 무에서 나올 수 있다면 왜 인간의 두뇌도 같은 방식으로 무에서 나올 수 없습니까?

이것이 볼츠만 뇌 이론 의 핵심이다. 사랑하는 독자 여러분, 만약 당신이 무에서 나온 뇌라면 어떨까요? 이 뇌는 바로 이 순간에 만들어졌으며, 당신이 경험한 모든 기억을 담고 있습니다. 당신은 수년을 살았다고 믿지만 실제로는 이 순간에 태어났고 당신의 모든 기억은 거짓입니다. 더욱이 다음 순간에 당신은 당신이 출현한 무(無)에 삼켜질 가능성이 높습니다. 당신이 그런 볼츠만 두뇌가 아니라는 것을 어떤 식으로든 증명할 수 있습니까? 정말 말도 안 되고 무서운 이론이군요, 그렇죠? 무에서 우주가 나온다는 이론은 무에서 뇌가 나오는 것보다 훨씬 더 믿을만하다. 하지만 약간의 문제가 있습니다. 우리의 현재 우주는 두뇌로 가득 차 있습니다.

지구상에는 수십억 명의 사람들이 있으며, 각자는 자신의 두뇌와 의식을 가지고 있습니다. 우주는 수십억 년 동안 존재해왔기 때문에 현재는 태초보다 훨씬 더 무질서한(더 높은 엔트로피) 상태에 있습니다. 우리는 또한 어떤 것이 더 복잡할수록 무에서 나올 가능성이 적다는 것을 알고 있습니다. 이를 토대로 보면, 은하계, 태양계, 수십억 개의 뇌가 있는 우주에서 뇌가 출현할 가능성보다 무에서 뇌가 출현할 가능성이 훨씬 더 높습니다. 그러므로 순전히 통계적으로만 보면 우리가 볼츠만의 두뇌일 가능성이 훨씬 더 높으며 우주 전체가 무에서 생겨났다기보다는 우주가 우리에게 단지 환상에 불과할 가능성이 높습니다.

물론, 이 수십억 개의 뇌가 무에서 생겨난 것이 아니라고 주장할 수도 있습니다. 우주는 한 점에서 시작하여 지속적으로 팽창해 왔습니다. 이 과정에서 별과 은하가 형성되고, 생명체가 성장할 수 있는 행성이 있는 태양계도 형성됩니다. 뇌의 발달은 수백만 년에 걸친 진화의 결과입니다. 우리 뇌의 진화는 단순한 물리 법칙과 셀 수 없이 많은 무작위 사건에 의해 이루어지며, 이는 단순히 무(無)에서 나오는 것과는 비교할 수 없습니다. 그러나 이 주장에 대한 대응이 있는데, 나는 이를 '소프트 볼츠만 뇌 이론'이라고 부른다.

현재 우주와 유사한 세상이 빅뱅으로 시작된다고 상상해 보세요. 그러나 지속적인 팽창의 결과 별과 은하 대신에 계산이 가능한 구조가 형성된다. 우리는 그것을 뇌라고 부를 수 있지만, 그것이 혼란스럽다면 일종의 원시 생명체라고 생각할 수도 있습니다. 시간이 지남에 따라 이 실체는 자기 인식을 발전시키고 발전시킵니다. 우리는 이것을 일종의 '추상적 진화'로 볼 수 있다. 생명체가 아니라 서로 경쟁하는 생각이기 때문에 추상적이다. 본질적으로 실체는 계속해서 꿈을 꾸는 상태로 존재합니다. 그것은 우주 그 자체이기 때문에 그것 밖에는 아무것도 존재하지 않기 때문에 꿈을 꾸는 것 외에는 아무것도 할 수 없습니다. 발달의 특정 단계에서, 이 통일된 의식은 마치 세포 분열처럼 많은 평행 의식으로 분할됩니다. 이러한 형태의 Soft Boltzmann Brain은 우리 우주와 크게 다르지 않습니다.

우리가 알고 있는 우주는 무(無)에서 탄생했습니다. 그 기능은 기본적인 물리 법칙의 지배를 받으며, 진화 덕분에 생명체는 오랜 시간에 걸쳐 발전해 왔습니다. 이상하게도 우리 우주는 생명체가 살 수 있도록 미세 조정되어 있습니다. 물리적 상수가 지금과 조금이라도 달랐다면 우리가 알고 있는 지적 생명체는 발달하지 못했을 것입니다. 이러한 미세 조정에 대해 가장 받아들여지는 설명은 각각 서로 다른 물리적 상수를 갖는 수많은 우주가 있다는 것입니다. 우리는 우주가 우리가 아는 유일한 우주이기 때문에 미세 조정된 것으로 인식합니다. 이것이 인류원리 이다.

부드러운 볼츠만 뇌(Soft Boltzmann Brain)도 무(無)에서 나옵니다. 처음에는 지능이 없으며 그 기능은 우리 우주와 유사한 단순한 물리적 법칙에 의해 지배됩니다. 이 볼츠만 뇌는 외부 세계를 인지할 수 없기 때문에(외부 세계가 없기 때문에) 지속적인 꿈 상태로 존재한다. 자기 인식이 되고 많은 의식으로 쪼개지면, 자신을 조사하기 시작하고 (환각하는) 우주가 생명에 맞게 미세 조정되어 있음을 발견합니다. 이는 우주가 스스로 창조했기 때문에 분명합니다. 먼 별과 은하계는 모두 환각의 일부이므로 현재 알려진 우주보다 훨씬 작고 단순한 구조입니다. 따라서 이론적으로 그러한 구조는 현재 알려진 (낭비적인) 우주보다 무(無)에서 나타날 가능성이 더 높습니다.

우리가 실제로 그러한 소프트 볼츠만 두뇌의 일부일 가능성이 있습니까? 곰곰히 생각해 보면 이 말을 반박할 길이 전혀 없습니다. 우리가 스스로 환각하는 세상에서 우리가 수행하는 모든 실험은 우리 자신의 마음을 능가할 수 없기 때문에 현실로 보일 것입니다. (몇 년 전, 나는 우리가 알고 있는 세상이 환각이라는 것을 증명하는 것이 왜 불가능한지에 대한 전체 기사를 썼습니다 .)

볼츠만 뇌 이론은 시뮬레이션 가설 의 한 유형입니다. 시뮬레이션 가설에 따르면, 우리가 알고 있는 현실은 영화 '매트릭스'처럼 더 발전된 기술을 갖춘 문명이 만들어낸 시뮬레이션일 뿐이다. 시뮬레이션 가설은 우주의 미세 조정과 같은 것에 대한 답을 제공할 수 있지만, 창조 이론으로서는 단순히 문제를 더 높은 수준으로 끌어올리기 때문에 그다지 강력하지 않습니다. 우리는 우주가 어디에서 왔는지에 대한 답을 얻지만 새로운 질문이 생깁니다. 시뮬레이션을 만든 사람들은 어디에서 왔습니까?

볼츠만 뇌 이론은 이 질문에 대한 간단한 대답을 제공합니다. 우리 우주를 시뮬레이션하는 컴퓨터는 단순히 무에서 탄생했습니다. (여기서 "컴퓨터"와 "뇌"라는 단어는 자유롭게 바꿔 사용할 수 있습니다.)

Sean Carroll이 " 인지 불안정 "이라고 부르는 볼츠만 뇌 이론에 대해 성공적으로 제기된 주장은 단 하나뿐입니다. 간단히 말해서, 우리가 알고 있는 우주가 실제로 볼츠만 두뇌의 환각에 불과하다면, 우리는 그것에 대해 아무것도 알 수 없기 때문에 여기서 관찰된 법칙을 사용하여 "외부" 세계를 설명할 수 없다는 주장입니다. 예를 들어, 열역학 제2법칙이 "외부" 세계에 적용되지 않을 가능성이 있으므로 이를 볼츠만 뇌 세계를 설명하는 데 사용할 수 없습니다. 물론 이것은 우리가 실제로 볼츠만 두뇌의 일부일 가능성을 배제하지 않습니다. 그것은 단지 우리가 그것을 지지하기 위해 열역학 제2법칙을 사용할 수 없다는 점을 명시하고 있을 뿐입니다.

마지막으로, 우리가 살고 있는 우주가 실제로 볼츠만 뇌인지 여부를 고려하는 데 어떤 의미가 있는지에 대해 말씀드리고 싶습니다.

앞서 말했듯이 이를 증명하거나 반증할 방법은 없습니다. 시뮬레이션 가설과 동일한 상황입니다. 단 하나의 질문만이 의미가 있습니다. 시뮬레이션을 해킹할 수 있습니까? 그렇지 않다면 우리는 "외부" 현실에 아무런 영향을 미칠 수 없습니다. 그러면 우리에게 시뮬레이션은 궁극적인 현실입니다. Soft Boltzmann Brain 세계에서 현실은 본질적으로 개인 의식 간의 인터페이스입니다. 그것은 실제로 이러한 의식의 일부이며 의식 없이는 존재하지 않습니다. 이는 잠재적으로 의식이 우리를 둘러싼 현실에 영향을 미칠 수 있도록 해줄 수 있습니다. 양자역학 초기에는 유진 위그너(Eugene Wigner)와 같은 많은 과학자들이 이 연구에 진지한 관심을 보였습니다. 그러나 이를 뒷받침하는 증거가 없기 때문에 우리의 의식으로 현실에 영향을 미칠 수 없거나 적어도 물리적 법칙을 위반하지 않을 가능성이 매우 높습니다.

또 다른 흥미로운 결과는 우리가 Soft Boltzmann Brain 세계에 살고 있다면 본질적으로 모든 사람은 Andy Weir의 이야기 "The Egg"에서와 같이 동일한 개인이라는 것입니다.

소프트 볼츠만 뇌 이론은 신과 마찬가지로 태초부터 존재했으며 전능하기 때문에 신의 개념과 유사하다는 점을 간과하기 어렵다. 그러나 이 경우에도 하나님은 우리와 분리되어 계시지 않습니다. 우리는 그것과 하나입니다.

물론, 나는 신학적인 추측을 신학자들에게 맡기고 싶습니다. 더욱 흥미로운 점은 세상이 부드러운 볼츠만 두뇌이고 우리 모두가 하나라는 믿음에서 도덕적 기반이 유래하는 사회가 어떤 모습일지입니다. 그러한 태도와 훨씬 적은 자아로 인해 세상은 훨씬 더 행복하고 지속 가능한 곳이 될 수 있습니다.

많은 전문가들은 조만간 우리가 기술적 특이점에 도달할 것이라고 믿습니다. 예를 들어 Ray Kurzweil 에 따르면 우리는 컴퓨터에서 인간의 두뇌를 시뮬레이션할 수 있을 것입니다. 기술이 이 지점에 도달하면 더 이상 육체가 필요하지 않고 의식을 실행하는 컴퓨터만 필요하게 됩니다. 시간이 지남에 따라 우리는 전체 태양계를 하나의 거대한 컴퓨터인 Matrioshka 두뇌 로 변형시킬 수 있습니다. 많은 과학자들은 이 이론을 매우 진지하게 받아들여 우리가 지능적인 외계 생명체에 대한 증거를 찾지 못하는 이유를 설명한다고 믿습니다. 우리가 외계인을 찾지 못하는 이유는 잘못된 방법으로 그들을 찾고 있기 때문입니다. 거주 가능한 행성을 찾는 대신에 우리는 Matrioshka 두뇌를 찾아야 합니다. 먼 미래에 외계 종족이 우리를 방문한다면, 그들은 소프트 볼츠만 뇌(Soft Boltzmann Brain)처럼, 다소 별개의 의식이 살고 있는 하나의 거대한 뇌를 발견하게 될 것입니다.

먼 미래에 인류는 하나의 거대한 정신으로 존재할 것이라고 생각할 수 있지만, 우리가 이미 이런 식으로 존재할 수도 있습니다. 비록 우리 주변 세계에 대해 더 많이 배우지는 못했지만 볼츠만 뇌 이론을 이해한 후에는 조금 다르게 볼 수 있습니다. 어느 쪽이든 그런 묵상은 늘 흥미롭고 재미있다. 이 글이 끝날 때쯤에는 당신도 같은 느낌을 받았기를 바랍니다. 즐거운 고민을 해보세요...