Il cervello di Boltzmann

L’ipotesi del cervello di Boltzmann è frutto del duro lavoro del dottor Ludwig Eduard Boltzmann. Boltzmann non era di certo l’ultimo arrivato, non era uno di quelli che va in giro a parlare di chip sottopelle e scie chimiche, era uno che parlava con cognizione di causa oltre che uno dei più grandi fisici teorici della storia. La sua fama è dovuta alle ricerche in termodinamica e meccanica statistica (l’equazione fondamentale della teoria cinetica dei gas e il secondo principio della termodinamica). Diede importanti contributi anche in meccanica, elettromagnetismo, matematica e filosofia.

Fu discepolo di Maxwell (scopritore delle moderne teorie sull’elettromagnetismo), collega di von Linde (inventore del frigorifero e dello scambiatore di calore) e maestro di Arrhenius (premio Nobel per la chimica nel 1903).

Dico ciò solo per farvi capire che, nonostante possa apparire fantasiosa e priva di fondamento, questa ipotesi appoggia in realtà su solide basi scientifiche, ed è stata partorita da una delle menti più illuminate della storia. Naturalmente però si tratta di un’ipotesi e come tale deve essere presa.

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Questione di entropia

Prima di entrare nel vivo del discorso vorrei fare una piccola digressione parlandovi dell’entropia. L’entropia, detto in maniera molto molto semplice, ma talmente semplice che nel momento in cui si dice una cosa del genere ai fisici iniziano a prudere le mani, è la misura del grado di disordine dell’universo. Tale misura tende sempre ad aumentare nel tempo. Di conseguenza va da sé che l’universo tenda al disordine più assoluto.

A questo punto entra Boltzmann a gamba tesa pronto a stroncare le nostre già fragili convinzioni. Boltzmann dice, che se l’universo tende al disordine assoluto, lo stato in cui ci troviamo è altamente improbabile, poiché nella realtà che tutti conosciamo sono presenti strutture estremamente complesse, come, ad esempio, quelle biologiche. Un universo ideale (per l’entropia) sarebbe costituito solo da materia estremamente rarefatta, in cui il disordine fa da padrone. Di conseguenza, secondo Boltzmann, si può affermare che viviamo in un universo molto improbabile.

Talmente improbabile che, entropicamente parlando, è molto più plausibile che in quell’universo costituito da materia rarefatta, per via delle fluttuazioni entropiche, si generi un’entità autocosciente che possieda falsi ricordi: I NOSTRI RICORDI! Zan Zan Zan (musica da colpo di scena).

In termini probabilistici è plausibile che noi siamo solo il frutto dell’immaginazione di un cervello generatosi casualmente nel cosmo e che tutto ciò che ricordiamo in realtà non sia mai avvenuto, ma sia stato costruito dall’immaginazione del cervello. Ma il peggio non è ancora arrivato, infatti potrebbe essere che questa entità cosmica possa esistere solo per un breve lasso di tempo, essendo entropicamente instabile. Di conseguenza da un momento all’altro il nostro universo potrebbe semplicemente sparire.

Se dobbiamo rovinare la nostra sanità mentale con questa ipotesi tanto vale memarci sopra

Don’t panic!

Ora, non c’è bisogno di andare nel panico. Mettete a posto il vostro passamontagna, riponete le armi da fuoco e possibilmente rimettetevi le mutande, perché non è detto che il dottor Boltzmann abbia ragione.

Tale dilemma può essere risolto basandoci su due concetti chiave: le fluttuazioni entropiche e la “velocità” con cui l’universo tende al disordine. È infatti possibile che in un universo in cui questa “velocità” sia bassa ci sia il tempo per generare strutture complesse. La possibilità di formare queste strutture sarebbe data dalle fluttuazioni entropiche che genererebbero delle piccole bolle nell’universo in cui l’aumento di entropia è possibile a discapito dell’entropia di altre bolle. In questo modo l’entropia totale sarebbe sempre positiva globalmente ma in alcune zone sarebbe negativa. In conclusione, don’t panic! L’ipotesi di Boltzmann, per quanto potenzialmente valida, è indimostrabile, quindi possiamo prendere tranquillamente la nostra realtà per vera.

Piccola nota per i fisici o per chiunque conosca in modo approfondito l’argomento: questo articolo è stato scritto per un pubblico che va dallo studente universitario di lettere moderne alla nonnina che utilizza Facebook per condividere foto di gatti. Va da sé che alcuni concetti siano stati molto semplificati, in modo tale da poterli rendere fruibili a tutti.

Fonti

Mario Di Micco

Sono laureato in chimica all'Università degli Studi dell'Aquila ma mi appassiona qualsiasi forma di conoscenza, dall'astrofisica al senso della moda nell'Impero Bizantino. Nella vita lavorativa mi occupo di consulenze mediche, mentre in quella privata di viaggi, birra e fotografia. Probabilmente utilizzerò questa descrizione anche su Tinder 🌰

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