- ફયુચર સાયન્સ-કે.આર.ચૌધરી
પ્રા ચીન ભારતીય દર્શનમાં અદ્વૈત વેદાન્તનાં આદિ શંકરાચાર્યના ગ્રંથ વિવેકચૂડામણિમાં એક શ્લોક છે. (ब्रह्म सत्यं जगन्मिथ्या जीवो ब्रह्मैव नापरः) જેનો અર્થ થાય 'બ્રહ્મ જ સત્ય છે, જગત મિથ્યા (ભ્રમ) છે, અને જીવ બ્રહ્મ સિવાય બીજું કંઈ નથી.' આ પ્રાચીન ભારતીય દર્શન સાથે 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન'ની પરિકલ્પના પણ આ વાતની સાક્ષી પુરે છે. જ્યાં બે અલગ અલગ વિભાવના, એક બિંદુ આવીને એક બીજામાં ઓગળી જતા લાગે છે. શું આપણે જે વાસ્તવિકતા અનુભવીએ છીએ? તે માત્ર 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન'ની પરિકલ્પનાની માફક એક ક્ષણિક એન્ટ્રોપીનો ચઢાવ-ઉતાર છે? અલબત્ત, પ્રાચીન ભારતીય દર્શન અને આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રની પદ્ધતિઓ અલગ છે, પરંતુ 'વાસ્તવિકતાના સ્વરૂપ'નો પ્રશ્ન બંનેમાં કેન્દ્રસ્થાને છે. તાજેતરમાં, સાન્તા ફે ઇન્સ્ટિટયૂટ ખાતેના વિજ્ઞાનીઓ ડેવિડ વોલ્પર્ટ, કાર્લો રોવેલી, અને જોર્ડન શાર્નહોર્સ્ટએ એક સંશોધન પ્રકાશિત કર્યું છે. જેણે વિજ્ઞાન જગતમાં ફરી એક વાર 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન'ની ચર્ચા ગરમાવી દીધી છે. 'એન્ટ્રોપી' જર્નલમાં પ્રકાશિત એક અભ્યાસ લેખ મૂળભૂત રીતે એ પ્રશ્ન ઉઠાવે છે : શું આપણું આખું બ્રહ્માંડ, આપણી યાદો, તમે અત્યારે જે વાંચી રહ્યા છીએ તે બધું માત્ર એક ભ્રમ હોઈ શકે? શું આપણી યાદો અને વૈજ્ઞાનિક અવલોકનો પર ભરોસો કેટલો કરવો? જે ખુદ એક ગોળાકાર તર્ક છે! મરઘી પહેલા કે ઈંડું?
ભ્રામક યાદોનો વિચાર ફક્ત ૨૧મી સદીની ઉપજ છે? કે તેનો ઇતિહાસ વધુ ઊંડો છે?
૧૯મી સદીના ભૌતિકશાસ્ત્રી લુડવિગ બોલ્ટ્ઝમાને દર્શાવ્યું હતું કે 'એન્ટ્રોપી (અવ્યવસ્થા) વધવાની સંભાવના સૌથી વધુ હોય છે. પરંતુ અવ્યવસ્થાના સમુદ્રમાં, જો આપણે અનંત સમય સુધી રાહ જોઈએ, તો એવી સંભાવના આવે કે 'કણો એવી રીતે ગોઠવાઈ જાય કે એક સંપૂર્ણ માનવ મગજ સર્જાય. તમારી બધી યાદો, લાગણીઓ અને ચેતના સાથે તરત જ સર્જન પામે, અને પછી ક્ષણભરમાં વિખેરાઈ પણ જાય. આવા 'ભ્રામક મગજ'ને જ 'બોલ્ટ્ઝમાન ેબ્રેન' કહેવામાં આવે છે. તેને પોતાની આસપાસના વિશ્વનું ભાન હોય, પરંતુ તે વિશ્વ વાસ્તવમાં હોતું નથી. તે માયા ધરાવતું વિશ્વ છે. જો આપણે માત્ર સાંખ્યિકીય સંભાવનાઓ જોઈએ, તો એવી શક્યતા વધારે છે કે 'આપણે આપણી જાતને સમગ્ર બ્રહ્માંડની વિશાળ ઉત્ક્રાંતિના અંતિમ સ્વરૂપને ન જોતાં, માત્ર એક ક્ષણિક એન્ટ્રોપીની અવસ્થામાં વિચારીએ તો, આપણુ અસ્તિત્વ એ એન્ટ્રોપીનો ક્ષણિક બદલાવ માત્ર છે. જો આપણે એમ માની લઈએ કે 'આપણી યાદો ઉપર આપણે ભરોસો કરી શકીએ અને તે વિશ્વાસપાત્ર છે, તો ભૌતિકશાસ્ત્રના નિયમો અને 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન', આ વાતની સંભાવનાને નકારે છે. પરંતુ જો આપણે એમ પૂછીએ કે 'યાદો ભરોસાપાત્ર છે' એમ આપણે કેવી રીતે જાણ્યું? તો જવાબમાં ફરીથી ભૌતિકશાસ્ત્રના એ જ નિયમોનો આશરો લેવો પડે છે. આમ, આપણે એક ગોળાકાર તર્કમાં ફસાઈ જઈએ છીએ. લેખકો સ્પષ્ટ કરે છે કે 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન' પરિકલ્પના સાચી છે કે ખોટી એ સાબિત કરવા માટે હાલનું ભૌતિકશાસ્ત્ર અપૂરતું છે; ઉપરાંત આપણે કઈ 'પ્રાથમિક માન્યતાઓ' સ્વીકારીએ છીએ? તેના પર આધાર રાખે છે. બ્રહ્માંડની રચના પાછળનો મુખ્ય ઉદેશ્ય શું છે? શું આપણી આવી 'ભ્રામક યાદો'નો વિચાર ફક્ત ૨૧મી સદીની ઉપજ છે? કે તેનો ઇતિહાસ વધુ ઊંડો છે?
એક અનિશ્ચિત બ્રહ્માંડ
બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેનની આ કથા ત્રણ અસાધારણ વ્યક્તિત્વોના સંગમથી આગળ વધી છે. આ ત્રણેએ મળીને ભૌતિકશાસ્ત્ર, ગણિત અને ફિલસૂફીના સંગમ પર એક એવું સંશોધન રચ્યું છે જે વિજ્ઞાનના પાયાને ધુ્રજાવી રહ્યું છે. પ્રથમ નામ છે ડૉ. ડેવિડ વોલ્પર્ટ. અમેરિકાના ન્યૂ મેક્સિકોમાં આવેલી પ્રતિષ્ઠિત સાન્તા ફે ઇન્સ્ટિટયૂટ ખાતેના આ વરિષ્ઠ વિજ્ઞાનીએ મેસેચ્યુસેટ્સ ઇન્સ્ટિટયૂટ ઓફ ટેક્નોલોજીમાંથી ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પીએચ.ડી. મેળવી છે. ૧૯૯૨માં જ, જ્યારે ઈન્ટરનેટ હજુ શૈશવાવસ્થામાં હતું, ત્યારે તેમણે 'મેમરી સિસ્ટમ્સ, કમ્પ્યુટેશન, એન્ડ ધ સેકન્ડ લૉ' જેવો મૂળભૂત પેપર લખ્યું હતું. વોલ્પર્ટે નાસામાં આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ, મશીન લર્નિંગ જેવા ક્ષેત્રોમાં મોટું યોગદાન આપ્યું છે.
બીજું નામ છે ડૉ. કાર્લો રોવેલી. ઇટાલીના આ ભૌતિકશાસ્ત્રીની ગણના વિશ્વના સૌથી પ્રભાવશાળી સૈદ્ધાંતિક ભૌતિકશાસ્ત્રીઓમાં થાય છે. તેઓ 'લૂપ ક્વોન્ટમ ગ્રેવિટી' નામના સિદ્ધાંતના સ્થાપકોમાંના એક છે, જે આઈન્સ્ટાઈનના સાપેક્ષવાદ અને ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સને જોડવાનો પ્રયાસ છે. પરંતુ રોવેલી માત્ર ભૌતિકશાસ્ત્રી જ નથી, તેઓ એક ઉત્તમ વિજ્ઞાન લેખક અને ફિલસૂફ પણ છે. તેમનાં પુસ્તકો 'ધ ઓર્ડર ઓફ ટાઇમ' અને 'સેવન બ્રીફ લેસન્સ ઓન ફિઝિક્સ' વિશ્વભરમાં ખૂબ વંચાયાં છે. 'સમયની દિશા' અને એન્ટ્રોપીના પ્રશ્ન પર રોવેલીએ ઊંડું કામ કર્યું છે. ૨૦૧૯માં તેમણે 'વ્હેર વાઝ પાસ્ટ લો-એન્ટ્રોપી?' શીર્ષક હેઠળ એક મહત્વપૂર્ણ પેપર લખ્યો હતો. ત્રીજું નામ છે - : જોર્ડન શાર્નહોર્સ્ટ. ત્રણેયમાં સૌથી યુવાન, આ સંશોધક કેલિફોર્નિયા યુનિવર્સિટી, સાન્તા ક્ઝ સાથે સંકળાયેલા છે. શાર્નહોર્સ્ટે ડૉ. એન્થની અગુઇરેના માર્ગદર્શન હેઠળ 'પાસ્ટ હાયપોથિસિસ' પર ઊંડું સંશોધન કર્યું છે. ૨૦૨૩માં તેમણે 'મોડેલિંગ ધ પાસ્ટ હાયપોથિસિસ : એ મિકેનિકલ કોસ્મોલોજી' શીર્ષક હેઠળ એક મહત્વપૂર્ણ પેપર પ્રકાશિત કર્યું હતું. શાર્નહોર્સ્ટની વિશેષતા છે કે તેઓ જટિલ બ્રહ્માંડીય સમસ્યાઓને ગણિતીય ચોકસાઈ સાથે રજૂ કરે છે. તેમણે એન્ટ્રોપીની વધઘટ વચ્ચેનો સબંધો સમજાવતો 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રિજ' નામનો વૈકલ્પિક ખ્યાલ આપ્યો છે.
આપણી યાદો એક છેતરપિંડી?
ભૌતિકશાસ્ત્રી લુડવિગ બોલ્ટ્ઝમાનએ થર્મોડાયનેમિક્સના બીજા નિયમને સાંખ્યિકીય યાંત્રિકીના માધ્યમથી સમજાવવાનો પ્રયાસ કર્યો. તેમણે દર્શાવ્યું કે એક ઓરડામાં હવાના અણુઓ દીવાલ સાથે અથડાતા હોય છે. જો તમે બધા અણુઓને એક ખૂણામાં ભેગા કરવાનો પ્રયાસ કરો, તો તે થઈ શકે છે, પરંતુ તેની સંભાવના ખુબ જ ઓછી છે, અથવા તેને અશક્ય ગણવામાં આવે. બોલ્ટ્ઝમાને કહ્યું કે 'બ્રહ્માંડ પણ આવી જ એક વિશાળ પ્રણાલી છે, જે સૌથી વધુ સંભાવના (મહત્તમ એન્ટ્રોપી) તરફ જાય છે.' આમાં પણ એક ગૂંચવણ હતી : જો બીજો નિયમ એટલો જ મજબૂત છે, તો પછી આજે આપણે જે 'સુવ્યવસ્થિત' બ્રહ્માંડ જોઈ રહ્યાં છીએ, તે શરૂઆતમાં એટલું અવ્યવસ્થિત કેમ ન હતું? એટલે કે શરૂઆતમાં એન્ટ્રોપી નીચી કેમ હતી? આ પ્રશ્નને 'પાસ્ટ હાયપોથિસિસ કહેવામાં આવે છે. બોલ્ટ્ઝમાને પોતે આનો ઉકેલ આપ્યો કે 'કદાચ આપણું આખું બ્રહ્માંડ એ એક વિશાળ એન્ટ્રોપીના સમુદ્રમાં થતી એક વધઘટ માત્ર છે.'
એન્ટ્રોપીને લક્ષમાં લઈએ તો, બીગબેંગવાળી અવસ્થા-બિંદુએ એક વિચિત્ર પરિણામ જોવા મળે છે : જો આપણું આખું બ્રહ્માંડએ એક એન્ટ્રોપીની વધઘટ છે, તેમાંથી માત્ર એક મગજ જ સર્જાય, બાકીનું સમગ્ર બ્રહ્માંડનું સર્જન થાય નહિ. જેની સંભાવના વધારે છે, કારણ કે સંપૂર્ણ બ્રહ્માંડ કરતાં એક મગજ બનાવવા માટે ઓછા પરમાણુઓની ગોઠવણી કરવી પડે.આમ, બોલ્ટ્ઝમાનના મૂળ તર્કમાંથી 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન'નો વિચાર જન્મ્યો હતો. એક સદી પછી, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ રિચાર્ડ ફેયનમેન અને પાછળથી સ્ટીવન હોકિંગ જેવા વિજ્ઞાનીઓએ, બ્રહ્માંડના ઉદ્ભવના સંદર્ભમાં આ સમસ્યાનો સામનો કર્યો હતો. ૨૦૦૨-૨૦૦૪ની આસપાસ, લિસા ડાયસન, મેથ્યુ ક્લેબન, લેનાર્ડ સસકાઇન્ડ અને આન્દ્રેઇ લિન્ડે જેવા વિજ્ઞાનીઓએ દર્શાવ્યું કે 'ચિરસ્થાયી ફુગાવો' જેવા આધુનિક બ્રહ્માંડ વિજ્ઞાનના સિદ્ધાંતોમાં પણ 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન'ની સમસ્યા ગંભીર રીતે ઉભી થાય છે.
આપણે ક્ષણિક ભ્રમ છીએ?
૨૦૨૫ના આ સંશોધનમાં તેમણે એક મહત્વપૂર્ણ તારણ આપ્યું છે કે :'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન' પરિકલ્પના સાચી છે કે ખોટી તે સાબિત કરવા માટે આપણી પાસે એવો કોઈ નિશ્ચિત પ્રયોગ નથી કે જે નિર્ણાયક ઉત્તર આપી શકે.- ૨૦૨૫માં 'એન્ટ્રોપી' જર્નલમાં પ્રકાશિત થયેલું આ સંશોધન મૂળભૂત રીતે એક ગાણિતિક વિશ્લેષણ છે. તેમણે જોયું કે આ પરિકલ્પના સાચી છે કે ખોટી તે સાબિત કરવા માટેના તમામ પ્રયાસો એક ગોળાકાર તર્કમાં ફસાઈ જાય છે. સંશોધનને સમજવા માટે, બે મુખ્ય ખ્યાલો સમજવા પડશે : 'એન્ટ્રોપી કન્જેક્ચર' અને 'મેમરી રિલાયબિલિટી' . પહેલો ખ્યાલ : એન્ટ્રોપી કન્જેક્ચર : સંશોધકોએ સૌપ્રથમ એક ગાણિતિક માળખું રજૂ કર્યું, જેને તેઓ 'એન્ટ્રોપી કન્જેક્ચર' કહે છે. જે ત્રણ ધારણાઓ પર આધારિત છે : (૧) એન્ટ્રોપીનો ઉત્ક્રાંતિ એક 'બોલ્ટ્ઝમાન પ્રક્રિયા' છે - એટલે કે તે સમયના ઊલટાવિધાન પ્રત્યે સમમિત છે. (૨) આ પ્રક્રિયા સમયની દિશામાં સ્થિર છે. (૩) જો એક ચોક્કસ સમયે એન્ટ્રોપીનું મૂલ્ય ઓછું હોય, તો તેની આસપાસના સમયમાં એન્ટ્રોપી વધુ હોવાની સંભાવના વધારે છે. આ ત્રણ ધારણાઓ આધુનિક ભૌતિકશાસ્ત્રમાં વ્યાપકપણે સ્વીકારવામાં આવે છે. હવે, આ ધારણાઓ સાથે જો આપણે આજના સમયમાં એન્ટ્રોપી ઓછી છે (એટલે કે બ્રહ્માંડ સુવ્યવસ્થિત છે) એ માહિતી ઉમેરીએ, તો સંભાવનાત્મક ગણતરી કહે છે કે 'આપણે એન્ટ્રોપીની એક ક્ષણિક વધઘટ હોવાની શક્યતા વધારે છે. અર્થાત્, આપણું અસ્તિત્વ 'બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેન' હોવાની શક્યતા વધારે છે. બીજો ખ્યાલ : યાદોની વિશ્વસનીયતા. અહીં સંશોધકોએ એક મહત્વપૂર્ણ પ્રશ્ન ઉઠાવ્યો : આપણે કેવી રીતે જાણીએ છીએ કે આપણી યાદો વિશ્વસનીય છે? આપણે એમ માની લઈએ છીએ કે 'આપણી યાદો ભૂતકાળનો સાચો આઇનો દર્શાવે છે.
બોલ્ટ્ઝમાન બ્રેનની સમસ્યા દર્શાવે છે કે 'કેટલાક પ્રશ્નો - જેમ કે 'આપણી યાદો ખરેખર છે?' આ એવા છે કે ' જેનો ઉત્તર વિજ્ઞાનની અંદર રહીને આપી શકાતો નથી.' આનો અર્થ એ નથી કે આપણે વિજ્ઞાન છોડી દેવું જોઈએ. તેનો અર્થ એ છે કે આપણે વિજ્ઞાનની શક્તિઓ અને મર્યાદાઓ બંનેને સમજવી જોઈએ.
