Diskussion:Boltzmann-Gehirn

Dieser Artikel wurde ab November 2022 in der Qualitätssicherung Physik unter dem Titel „Boltzmann-Gehirn“ diskutiert. Du findest die Diskussion entweder am ursprünglichen Ort oder im Archiv, andernfalls kannst du sie hier suchen.

Erläuterung gleich Null

Selbst mit bestem Willen und guten Vorkenntnissen in Physik, bleibt man nach dem Lesen dieses Artikels ratlos zurück. Man gewinnt noch nicht einmal annähernd eine Vorstellung davon, was mit einem Boltzmann-Gehirn gemeint sein soll bzw. was es mit dem Begriff auf sich hat. Das Ganze gleicht mehr einem Geschwurbel, das von hier nach da springt. Schade. Hoffe sehr, dass sich da bald einige Profis an dem Artikel zu schaffen machen. Molekuelorbital (Diskussion) 21:59, 28. Mai 2021 j(CEST)

Der Artikel verfehlt seinen Zweck, nämlich zu erläutern, was unter einem Boltzmann-Gehirn verstanden wird Santiago Hernán Goncalvez (Diskussion) 00:10, 27. Okt. 2022 (CEST)

Dachte gerade genau das Gleiche. Und bei Formulierungen wie "Das Universum befand sich kurz nach dem Urknall (die ursprüngliche Formulierung von Boltzmann war anders, da er nichts von einem Urknall wusste)..." fühle ich mich irgendwie auf den Arm genommen, freundlich formuliert.
Wenn ich den en-Wp-Artikel dazu richtig interpretiere hat Boltzmann formuliert, dass es realistischer ist anzunehmen dass ein Gehirn samt Erinnerungen aus dem Nichts entsteht, als dass das Universum so entstanden sei wie die Wissenschaft es glaubt erklären zu können. Die Formulierungen im Artikel vorn sind völlig fern davon in diesem Zusammenhang verstanden zu werden; ICH glaube, es ist wahrscheinlicher dass ein Gehirn aus dem Nichts entsteht als dass irgendjemand in der Lage ist durch den Artikel zu begreifen wie Boltzmann seine Theorie formuliert hat. -Ani--46.114.158.225 04:54, 11. Nov. 2022 (CET)

Ich bedanke mich für das Feedback. Der Artikel (dessen jetzige Version zu grossen Teilen von mir verfasst ist) hat zugegebenermassen Lücken, ich versuche in meiner Antwort einige Quellen heranzuziehen, die nützlich sein könnten, um diese Lücken zu schliessen:

Zunächst: Deine @46.114.158.225: Interpretation basierend auf dem En-Wikipedia-Artikel ist falsch, Boltzmann hat (genau wie alle anderen seriösen Physiker) nie behauptet, dass, wie Du es schreibst, "es realistischer ist anzunehmen, dass ein Gehirn samt Erinnerungen aus dem Nichts entsteht, als dass das Universum so entstanden sei wie die Wissenschaft es glaubt erklären zu können".

Boltzmann macht in "Zu Hrn. Zermelo's Abhandlung 'Über die mechanische Erklärung irreversibler Vorgänge'", 1896 eine Aussage, die in die exakt entgegengesetzte Richtung zielt (Hervorhebung in fett von mir):

Der 2. Hauptsatz wird mechanisch durch die natürlich unbeweisbare Annahme A erklärt, dass das Universum, wenn man es als mechanisches System auffasst, oder wenigstens ein sehr ausgedehnter, uns umgebender Theil desselben von einem sehr unwahrscheinlichen Zustande ausging und sich noch in einem solchen befindet. Wenn man daher ein kleineres System von Körpern in dem Zustande, in dem es sich gerade befindet, plötzlich von der übrigen Welt abschliesst, so befindet sich dasselbe vermöge der Annahme über den Zustand des Universums anfangs oft in einem ganz unwahrscheinlichen Zustande und dieser geht dann, solange das System abgeschlossen ist, in immer wahrscheinlichere über. Dagegen hat es eine an Unmöglichkeit grenzende Unwahrscheinlichkeit, dass das abgeschlossene System sich anfangs im Wärmegleichgewichte befand, und sich, während es abgeschlossen ist, soweit davon entfernt, dass seine Entropieverminderung wahrnehmbar wäre.

Die Frage des "Boltzmann-Gehirns" ist eine philosophische Frage zu den Grundlagen der Thermodynamik: Damit die Thermodynamik in der Lage ist, unsere Beobachtungen, insbesondere die Beobachtungen von Zeit-irreversiblen Prozessen, korrekt zu beschreiben und vorherzusagen, bedarf es einer zusätzlichen Annahme, nämlich der Annahme, dass das Universum ursprünglich in einem Zustand mit sehr tiefer Entropie war. Ohne diese Annahme erhält man absurde Vorhersagen durch die Thermodynamik (wie die des Boltzmann-Gehirns), welche eben nicht den beobachteten Phänomenen der echten Welt entsprechen.

Um dies etwas zu erläutern hier einige weitere Quellen (alle sind herzlich eingeladen, diese Quellen in den Artikel zu verarbeiten):

The Feynman Lectures on Physics Vol I., Chapter 46-5 "Order and Entropy":

So far as we know, all the fundamental laws of physics, like Newton’s equations, are reversible. Then where does irreversibility come from? It comes from order going to disorder, but we do not understand this until we know the origin of the order. Why is it that the situations we find ourselves in every day are always out of equilibrium? One possible explanation is the following. Look again at our box of mixed white and black molecules. Now it is possible, if we wait long enough, by sheer, grossly improbable, but possible, accident, that the distribution of molecules gets to be mostly white on one side and mostly black on the other. After that, as times goes on and accidents continue, they get more mixed up again.

Thus one possible explanation of the high degree of order in the present-day world is that it is just a question of luck. Perhaps our universe happened to have had a fluctuation of some kind in the past, in which things got somewhat separated, and now they are running back together again. This kind of theory is not unsymmetrical, because we can ask what the separated gas looks like either a little in the future or a little in the past. In either case, we see a grey smear at the interface, because the molecules are mixing again. No matter which way we run time, the gas mixes. So this theory would say the irreversibility is just one of the accidents of life.

We would like to argue that this is not the case. Suppose we do not look at the whole box at once, but only at a piece of the box. Then, at a certain moment, suppose we discover a certain amount of order. In this little piece, white and black are separate. What should we deduce about the condition in places where we have not yet looked? If we really believe that the order arose from complete disorder by a fluctuation, we must surely take the most likely fluctuation which could produce it, and the most likely condition is not that the rest of it has also become disentangled! Therefore, from the hypothesis that the world is a fluctuation, all of the predictions are that if we look at a part of the world we have never seen before, we will find it mixed up, and not like the piece we just looked at. If our order were due to a fluctuation, we would not expect order anywhere but where we have just noticed it.

Now we assume the separation is because the past of the universe was really ordered. It is not due to a fluctuation, but the whole thing used to be white and black. This theory now predicts that there will be order in other places—the order is not due to a fluctuation, but due to a much higher ordering at the beginning of time. Then we would expect to find order in places where we have not yet looked.

The astronomers, for example, have only looked at some of the stars. Every day they turn their telescopes to other stars, and the new stars are doing the same thing as the other stars. We therefore conclude that the universe is not a fluctuation, and that the order is a memory of conditions when things started. This is not to say that we understand the logic of it. For some reason, the universe at one time had a very low entropy for its energy content, and since then the entropy has increased. So that is the way toward the future. That is the origin of all irreversibility, that is what makes the processes of growth and decay, that makes us remember the past and not the future, remember the things which are closer to that moment in the history of the universe when the order was higher than now, and why we are not able to remember things where the disorder is higher than now, which we call the future. So, as we commented in an earlier chapter, the entire universe is in a glass of wine, if we look at it closely enough. In this case the glass of wine is complex, because there is water and glass and light and everything else.

Another delight of our subject of physics is that even simple and idealized things, like the ratchet and pawl, work only because they are part of the universe. The ratchet and pawl works in only one direction because it has some ultimate contact with the rest of the universe. If the ratchet and pawl were in a box and isolated for some sufficient time, the wheel would be no more likely to go one way than the other. But because we pull up the shades and let the light out, because we cool off on the earth and get heat from the sun, the ratchets and pawls that we make can turn one way. This one-wayness is interrelated with the fact that the ratchet is part of the universe. It is part of the universe not only in the sense that it obeys the physical laws of the universe, but its one-way behavior is tied to the one-way behavior of the entire universe. It cannot be completely understood until the mystery of the beginnings of the history of the universe are reduced still further from speculation to scientific understanding.

Weitere Literatur: "Why Boltzmann Brains are bad" von Sean Carroll oder auch "Bayes keeps Boltzmann Brains at Bay" von DN Page (beide Artikel sind meines Erachtens nicht so gut wie die Erläuterungen von Feymnan, Carroll's Artikel ist meines Erachtens hochwertiger als der von Page). --Maximilian Janisch (Diskussion) 13:37, 21. Nov. 2022 (CET)

Guten Morgen. Ich kann da gerade nicht viel mit anfangen, ehrlich gesagt. Ist dieser Artikel https://en.m.wikipedia.org/wiki/Boltzmann_brain demnach "falsch"?
bzw, war die ursprünglich bestehende, für Otto Normal und meine Omas (so sie noch leben würden) nachvollziehbar formulierte Version nicht korrekt? Mein Eindruck ist dass deine Ansätze sicher Berechtigung haben, aber allenfalls als ergänzender Abschnitt, um der wissenschaftlichen Präzision wegen.
Wer soll das denn bitte alles nachvollziehen ohne vorher Physik zu studieren? WP ist keine Plattform für Fachliteratur, sondern soll in für Jedermann verständlich deskriptierter Form Inhalte spiegeln. 1:1 die Disziplin wiedergeben funktioniert nicht. Siehe die Kommentare oben. Wenn ich den alten Artilel lese, oder den englischen, dann habe ich das Gefühl das dem Leser entgegen gegangen worden ist. Deine Ansätze sind übermotiviert, verkopft, abgehoben von der Realität des Durchschnittsnutzers - ich hoffe du fasst diese Dekonstruktion jetzt nicht als persönlichen Angriff auf.
Ich habe jedenfalls nicht den Eindruck dass du verstanden hast was das Problem des Artikels ist - das Problem ist, dass der Einstieg in den Artikel eine hohe Schwelle hat, über die jemand mit üblicher Allgemeinbildung nicht treten kann. - Ani--46.114.159.160 05:40, 22. Nov. 2022 (CET)

Um die Literatur zu nennen für den Ursprung des Begriffs: die neuere Diskussion fachte "DKS" an, Susskind, Kleban, Dyson, Disturbing implications of a cosmological constant, 2002, da geht es darum wie wahrscheinlich Anfangsbed. mit Inflation sind (sehr unwahrscheinlich) im Rahmen holographischer Theorien und Quantenmechanik. Und auch anthropisches Prinzip hilft nicht viel da unser Universum - mit Leben und Bewußtsein - allein schon durch leichte Variationen wie Erhöhung der Photonen in Hintergrundstrahlung - weitere Konkurrenz bekommt. -- Carroll führt den Begriff Boltzmann-Gehirn in seinem Buch "From here to eternity" 2010, auf Albrecht, Sorbo, 2004, can the universe afford inflation ? (Abschnitt III, C, Boltzmann's brain, S. 5, oder genauer: "this is sometimes called the Boltzmanns brains paradox") zurück und diese verweisen auf eine Diskussion in Barrow, Tipler, The anthropic cosmological principle, 1986. Caroll griff das ("Boltzmann brain observers" aus Fluktuation (und gleich wieder verschwindend) statt direkt aus Evolution des Universums entstandene "gewöhnliche Beobachter", also Abwägung der Wahrscheinlichkeiten ) 2017 auf und lehnte das ab als quasi absurd (Arxiv 2017). Als Referenzen nannte er dort übrigens DKS (wo der Name Boltzmann nicht erwähnt ist), Albrecht/Sorbo, sein eigenes Buch von 2010 und Albrecht, cosmic inflation and arrow of time, 2002 (ein allgemeiner Übersichtsartikel zum kosmologischen Zeitpfeil, dort ist von Boltzmann "efficient fluctuation problem" die Rede). Anfang der 2000er scheint der Begriff schon "im Umlauf" gewesen zu sein. -- Im Buch von Barrow, Tipler von 1986 ist eine sehr gute Diskussion des Ganzen "The anthropic principle and the direction of time", von Boltzmann/Zermelo bis zu Penrose und zum Argument von Feynman gegen zufällige Fluktuation als Ursprung beobachteten Universums (viel kleinere, "wahrscheinlichere" Fluktuation als beobachtetes Universum nach Urknalltheorie führt zu Universum mit Bewußtsein). Übrigens schrieben sie damals, dass die allgemeine Diskussion der Entstehung aus einer Fluktuation aus dem Gleichgewicht a la Boltzmann vor allem Philosophen (Reichenbach, Direction of time, Grünbaum, Philosophical Problems of Space and Time) interessierte, Physiker gingen vom Urknall-Modell aus. Bei Barrow-Tipler ist aber nicht von Boltzmann-Gehirn die Rede noch prägen sie einen ähnlichen Begriff. Das scheint zuerst bei Carroll (der das popularisierte) bzw. Albrecht/Sorbo (2004) aufzutauchen. Und es ist zu unterscheiden zwischen dem Paradoxon, das wirklich die Fluktuation in Form von Gehirnen behandelt und der allgemeinen Frage der Wahrscheinlichkeit der Anfangsbedingungen für das beobachtete Universum mit Inflation, kosmologischer Konstante etc. (DKS: sehr unwahrscheinlich). Das Ganze sollte näher an der aufgeführten Literatur formuliert werden und mit der neueren beginnen, dort wo der Begriff tatsächlich geprägt wurde.--Claude J (Diskussion) 10:26, 23. Nov. 2022 (CET)

Ich habe mal an der Einleitung etwas gefeilt, nachdem ich die Quelle [1] gelesen habe...besser so? --Alturand…D 20:45, 24. Nov. 2022 (CET)

Großes Lob an dich. Ich empfinde diese Änderung als einen Quantensprung in Sachen Verständlichkeit. Volle Zustimmung! -Ani--46.114.153.98 01:06, 25. Nov. 2022 (CET)

Dieser Abschnitt kann archiviert werden. --Alturand…D 12:57, 28. Dez. 2022 (CET)