Em um novo estudo, o professor da SFI David Woolpert, o bolsista da SFI Fractals Carlo Ravelli e o físico Jordan Scharnhorst lançam um novo olhar sobre uma ideia bem conhecida e preocupante em física e cosmologia conhecida como a hipótese do “cérebro de Boltzmann”. Este conceito sugere que as nossas memórias, percepções e observações podem não refletir de forma alguma o passado real. Em vez disso, poderiam ter-se formado aleatoriamente através de flutuações na entropia, criando a aparência de uma história coerente que nunca existiu de facto.
O quebra-cabeça surge de uma profunda tensão na física estatística. Uma base fundamental para entender por que o tempo parece se mover em uma direção é o teorema H de Boltzmann, um princípio central da mecânica estatística relacionado à segunda lei da termodinâmica. Esta lei explica porque a entropia tende a aumentar com o tempo, dando-nos uma noção do passado e do futuro.
No entanto, a arte H o teorema em si é simétrico no tempo, o que significa que não favorece uma direção do tempo em detrimento de outra. Isso cria um resultado incrível. De um ponto de vista estritamente formal, é mais provável que os padrões que constituem as nossas memórias e observações surjam de flutuações aleatórias na entropia do que de uma sequência real de acontecimentos passados. Simplificando, a física parece permitir a possibilidade de que as nossas memórias não sejam registos fiáveis, mas sim ilusões detalhadas criadas por acaso. Esta ideia perturbadora é o que define a hipótese do cérebro de Boltzmann.
Como as suposições sobre o tempo moldam o debate
Para compreender melhor este problema, os investigadores criaram uma estrutura formal que examina como diferentes pressupostos afetam as inferências sobre entropia e memória. O seu trabalho liga a hipótese do cérebro de Boltzmann, a segunda lei da termodinâmica e a correspondente “hipótese do passado”, que sugere que o Universo começou num estado de baixa entropia.
Uma questão importante é quais pontos no tempo são considerados fixos ao analisar como a entropia evolui. Algumas abordagens consideram o estado atual do universo como dado e trabalham a partir daí. Outros sugerem que o ponto de partida da baixa entropia foi o Big Bang. É importante notar que as leis da física não determinam qual destes pontos de vista é o correto, deixando margem para interpretação.
Raciocínio circular em argumentos de entropia e memória
O estudo introduz o que os autores chamam de “hipótese da entropia” para destacar um problema-chave em muitos argumentos existentes. Eles mostram que as discussões sobre entropia, tempo e memória muitas vezes dependem de raciocínios circulares sutis. Nestes casos, suposições sobre o passado são usadas para apoiar conclusões como a confiabilidade da memória ou a direção em que a entropia aumenta. Estas mesmas conclusões são então utilizadas para justificar as suposições iniciais.
Em vez de resolver o debate, os investigadores concentram-se em tornar claras estas estruturas ocultas. Ao separar o papel das leis físicas dos pressupostos que usamos para interpretá-las, a pesquisa fornece uma maneira mais transparente de pensar sobre questões de longa data relacionadas ao tempo, à entropia e à natureza da memória.
