Cérebro de Boltzmann: será toda a realidade uma mentira?

Estatisticamente falando, tu nada mais és que um cérebro a flutuar no vácuo, que veio á existência devido a flutuações quânticas que ocorreram num universo morto. Isto é a ideia do "cérebro de Boltzmann", ideia esta que vamos explorar hoje.

Se estão a achar estranho ter mudado o tema de buracos negros para isto de repente, não se afligem; volto aos buracos no próximo, mas como estou a dar Descartes em filosofia não pude evitar falar disto.

Na segunda metade do século XIX, Ludwig Boltzmann, o físico austríaco, propôs a chamada Teoria Cinética dos Gases, que viria a revolucionar a física. Esta teoria propunha que todo o gás é constituído por partículas microscópicas, que estão em constante e aleatório movimento.

Termodinâmica

A teoria cinética dos gases foi muito importante para a física, pois esta providenciava uma explicação estatística para a 2ª lei da termodinâmica. A segunda lei da termodinâmica (que já deve ter ouvido na falar na escola) diz que "entropia deve sempre aumentar com o passar do tempo"

Mas o que é entropia?

A entropia de um sistema é medida através da sua desordem ou aleatoriedade. Usando um exemplo familiar: se nunca arrumarmos o nosso quarto (isto em física seria um sistema fechado, pois não teria interveniência do exterior) este vai acabar todo desarrumado. Isto é o aumento de entropia ao longo do tempo; quando mais aleatório e caótico um sistema estiver maior a sua entropia. Um quarto arrumado é um sistema com baixa entropia (da próxima vez que vos disserem que têm de arrumar o quarto basta responder "não posso, pois segundo a 2ª lei da termodinâmica o meu quarto deve ficar cada vez mais caótico com o passar do tempo").

Como Boltzmann explica a 2ª lei da termodinâmica

Certo, a 2ª lei de termodinâmica diz que entropia deve sempre aumentar, mas porque? Durante muito tempo isto foi simplesmente uma propriedade do universo e ponto final, mas no final do século XIX Boltzmann propôs uma experiencia mental: imaginem uma sala fechada com um número finito de partículas que se mexem de forma aleatória. Na grande maioria dos casos, quando olhamos para o quarto, as partículas estão espalhadas homogeneamente. No entanto existe a possibilidade, embora extremamente pequena, que todas as partículas se agrupem num canto do quarto, uma vez que o seu movimento é aleatório. Noutras palavras "tudo o que tem possibilidade de acontecer, vai, de certo, acontecer", só não sabemos quando.

Como tudo o que pode acontecer vai acontecer a certa altura, a galinha vai ter de passar a estrada a certa altura, pois tal é possível

No entanto, é muito mais provável que as partículas se espalhem homogeneamente, sendo assim mais provável que um sistema fique mais desorganizado ao longo do tempo. É por isto que nunca vemos uma diminuição de entropia a nível macroscópico (como o nosso quarto arrumar-se sozinho); embora tal coisa seja estatisticamente possível, é ridiculamente improvável.

Logo como é que existimos?

Esta é uma pergunta muito comum quando o conceito de entropia nos é introduzido. Se a entropia de um sistema, como o Universo, deve sempre aumentar, logo ficar mais desorganizado, como é que galáxias e criaturas vivas e complexas existem? Não somos nós prova que a 2ª Lei da termodinâmica está errada?

Boltzmann tem uma solução para isto: o principio antropomórfico. Este diz que embora seja muito mais provável a não existência de um universo com capacidade para ser habitado com vida complexa como nós, nós só podemos observar um universo que a tenha. Isto é, não faz sentido pensar "uau é mesmo pouco provável que um universo como o nosso exista", pois nós só podemos observar um Universo capaz de produzir observadores (nós).

Cérebro de Boltzmann

A ideia do "cérebro de Boltzmann" foi proposta por um rival de Boltzmann, como um reductio ad absurdum (latim para "redução ao absurdo") á teoria deste. Esta propunha que se o Universo funciona-se de facto como

Boltzmann propunha, nesse caso não faria sentido que fosse necessário um Universo inteiro ser criado. Era muito mais simples que apenas fosse criado um cérebro com ilusão de memórias e sensações, que duplicaria exatamente a nossa experiência até este momento exato. Logo o momento que aconteceu agora á pouco não existiu mesmo, é só parte da memória deste cérebro, isto é, do tu. E este momento também. E este também. Acho que perceberam a ideia.

Não vale muito a pena estar a pensar sobre isto, pois esta ideia não é possível de provar errada. É no entanto possível argumentar que é pouco provável.

Argumentos contra

Sean Carrol propôs, utilizando o principio da navalha de Ockham (principio que diz que entre duas

hipótese igualmente prováveis a mais simples é a certa), que a criação de um cérebro senciente com capacidade para duvidar se este é ou não um cérebro de Boltzmann é complicada demais. É muito mais simples um cérebro com ilusão de consciência e com a ilusão que chegou á conclusão que é um cérebro de Boltzmann, do que um cérebro consciente. Logo se um admitir que é um cérebro de Boltzmann também está a admitir que não teve capacidade para chegar a essa conclusão, pois não é senciente.

Um argumento ainda mais forte é o seguinte: as nossas memória são bastante organizadas. Isto é, estão por ordem cronológica e temos certas coisas que tomamos como certo. Por exemplo, em todos os dias da nossa vida o sol pôs-se a oeste e nasceu a este, e não houve um único dia em que assim não fosse. Embora possível, é extremamente improvável que um cérebro assim tão organizado viesse a existir. É muito mais provável que um cérebro desordenado que um ordenado como o nosso.

Nenhum destes argumentos prova a ideia do cérebro de Boltzmann errada, apenas menos provável. De qualquer forma as pessoas que sabem disto, os físicos, não acreditam muito que sejamos cérebros de Boltzmann, e apenas o usam como uma experiência mental para provar a absurdidade de certas teorias.