Брайан Грин - До конца времен. Сознание, материя и поиски смысла в меняющейся Вселенной

Если паровой двигатель по какой бы то ни было причине не может избавляться от накопленной энтропии, рано или поздно он перегреется и откажет. Такая же судьба будет ожидать мозг, если он по какой-то причине не сможет избавляться от энтропийных отходов, которые его функционирование непрерывно производит. А мозг, который отказывает, — это мозг, уже не способный мыслить. В этом кроется потенциальная проблема для долговечности мысли, основанной на мозге. По мере того как Вселенная в своем развитии уходит все дальше в будущее, сохранит ли мозг способность сбрасывать вовне паразитную теплоту, которую производит?

Никто не ждет, что человеческий мозг станет постоянно присутствовать в окружающей действительности, когда мы будем подниматься от дня сегодняшнего на все более высокие этажи. Конечно, к тому моменту, когда мы взберемся достаточно высоко, чтобы атомы начали распадаться на более фундаментальные частицы, сложные молекулярные соединения любого сорта будут встречаться все реже и реже. Но диагностическое требование — способность сбрасывать лишнюю теплоту — настолько фундаментально, что применимо к любой конфигурации любого рода, осуществляющей процесс мышления. Так что ключевой вопрос состоит в том, способна ли такая сущность — назовем ее Мыслителем — независимо от того, как она устроена и из чего сделана, сбрасывать вовне теплоту, которую ее мыслительный процесс непременно производит. Если Мыслитель не способен это делать, он перегреется и сгорит в собственных энтропийных отходах. И если ограничения, налагаемые физическими законами в расширяющейся Вселенной, предписывают, что каждый Мыслитель, где бы он ни находился, рано или поздно обречен на неудачу в решении обязательной задачи — сброса энтропии, будущее мысли как таковой окажется под угрозой.

Таким образом, чтобы оценить будущее мысли, нам необходимо разобраться в ее физике. Сколько энергии требуют раздумья Мыслителя и сколько энтропии производит процесс мышления? С какой скоростью Мыслитель должен сбрасывать паразитное тепло и с какой скоростью Вселенная может его поглощать?

Ранее, в главе 2, я подчеркивал, что энтропия считает число перестановок микроскопических составляющих физической системы — ее частиц, которые «выглядят практически одинаково». При анализе Мыслителя есть один особенно полезный способ еще раз сказать об этом. Если некая система обладает низкой энтропией, то конфигурация ее частиц относится к одному из достаточно редких вариантов — у нее относительно немного двойников. Следовательно, если я скажу вам, какую именно конфигурацию из возможных вариантов система на самом деле реализует, я дам лишь небольшое количество информации. Аналогично, выбрав одну конкретную банку томатного супа «Кэмпбелл» на полупустой полке магазина, я выделю эту конкретную конфигурацию частиц лишь среди небольшого числа других возможных конфигураций. С другой стороны, если система обладает высокой энтропией, то конфигурация ее частиц принадлежит к очень большой группе неразличимых конфигураций — это одна из огромного множества двойников. Следовательно, если я скажу вам, какую именно конфигурацию из этих возможных вариантов система на самом деле реализует, я дам вам целую кучу информации. Так, выбрав ту самую банку супа на страшно переполненной полке магазина, я выделю эту конкретную конфигурацию из огромного множества возможных вариантов. Так что для системы с низкой энтропией конфигурация ее частиц имеет низкое информационное наполнение; напротив, для системы с высокой энтропией конфигурация ее частиц имеет высокое информационное наполнение.

Связь между энтропией и информацией очень важна, ведь независимо от того, где протекает мышление (в человеческом мозге или в абстрактном Мыслителе), мыслить — значит обрабатывать информацию. Поэтому связь «информация — энтропия» говорит нам, что обработку информации — функцию мышления — можно описать так же, как обработку энтропии. А поскольку, как вы, может быть, помните из главы 2, обработка энтропии — перемещение энтропии из одной точки в другую — требует переноса теплоты, мы получаем совмещение трех концепций: мысли, энтропии и теплоты. Дайсон воспользовался математической версией связей между ними, чтобы численно оценить количество теплоты, которое должен сбрасывать Мыслитель в зависимости от количества мыслей, которые он думает. (Для склонных к математике: формулу можно найти в примечаниях34.) Большое количество мыслей подразумевает, что сбрасывать нужно много теплоты. Меньше мыслей — меньше теплоты необходимо сбрасывать.