U kent het verhaal wellicht wel. Stel dat we een oneindig aantal apen achter een typemachine zetten en op de knoppen laten drukken. Puur op basis van kans zal een van de apen op een gegeven moment, zonder daar bewust op aan te sturen, een volledig stuk van Shakespeare uitschrijven. De onwaarschijnlijkheid van bepaalde gebeurtenissen wordt plots irrelevant als de hoeveelheid beschikbare apen, beschikbare tijd, of beiden oneindigheid nadert.

Over grote hoeveelheden gesproken, kijkt u vanavond bij helder weer maar eens naar boven. Het universum waar u zich in bevindt is van onvoorstelbare grootte en, zo werd een tijd geleden ontdekt, blijft alleen maar groter worden. De verste uithoeken van het heelal verwijderen zich met een toenemende snelheid van ons af. Alle sterren en planeten bewegen zich steeds verder van ons en van elkaar af. Dit betekent geen ‘… en ze leefde nog lang en gelukkig’ voor het heelal. Alle deeltjes zullen verloren gaan in een onvoorstelbare zee van niets.

Toch is zo’n leeg heelal niet helemaal leeg. In de natuurkunde wordt aangenomen dat er af en toe spontaan deeltjes ontstaan en vrijwel direct weer verdwijnen. Dit gebeurt op dit moment, en zal in het toekomstige grote lege universum nog altijd gebeuren. Met genoeg tijd (en dat heeft het universum) zal af en toe een deeltje met een ander deeltje samenklonteren. Deze kans is klein, maar denk aan de apen met een onverwachte voorkeur voor Engelse toneelstukken: het universum heeft genoeg ruimte en genoeg tijd. Sommige van deze klompjes deeltjes zullen samen grotere deeltjes kunnen vormen. Een zandkorrel weliswaar. Of een rotsblok. Of een planeet. Onwaarschijnlijkheid is irrelevant op deze schaal.

De Oostenrijkse natuurkundige Ludwig Boltzmann (1844 – 1906) kwam met een bizarre versie van deze hypothese. De willekeurige fluctuaties van deeltjes in het universum zullen uiteindelijk een zelfbewust brein creëren. Natuurlijk zal dit even tijd nodig hebben, maar het universum heeft geen haast. Dit zogeheten Boltzmann-brein zal een bewustzijn hebben, zal herinneringen hebben en kunnen nadenken. Als u denkt dat dit vreemd is, kan het nog vreemder. Natuurkundigen en filosofen hebben hun hersens (volgt u me nog?) gepijnigd op dit vraagstuk en kwamen met de Boltzmann-brein paradox. Naast dat deze Boltzmann-breinen zouden kunnen ontstaan uit de grote leegte dat het universum ooit zal zijn, zou het zomaar kunnen zijn dat er al een ontstaan is. Met herinneringen aan een leven als mens. Wie zegt dat u niet slechts leeft met de illusie dat u op aarde loopt en zich van alles herinnert, terwijl u in feite een eenzaam Boltzmann-brein bent, zwevend in een oneindig leeg universum?

De Boltzmann-brein paradox zet twee waarschijnlijkheden naast elkaar. Aan de ene kant dat het universum ooit ontstaan is uit de oerknal en waar wij op den duur gevormd zijn, en aan de andere kant dat er in een oneindig universum ooit één bewustzijn ontstaan is in de vorm van een Boltzmann-brein. Een bewuste geest die denkt dat hij op een zekere planeet aarde leeft samen met anderen en denkt zich te herinneren wat hij vanmorgen op zijn brood smeerde. Is die laatste situatie niet een stuk waarschijnlijker dan de eerste? Dit gaat wellicht een beetje te ver, zult u denken. Toch heeft professor Leonard Susskind van de universiteit van Stanford erkend dat deze bizarre hypothese niet als krankzinnig wordt afgeschilderd binnen de natuurkunde. Het begrip ‘waarschijnlijkheid’ krijgt volgens Susskind een heel andere definitie binnen het kader van een oneindig groot universum waarbinnen alles dat kán gebeuren ook gebeurt, en dan ook oneindig vaak.

Dit vreemde verhaal zal voorlopig en waarschijnlijk altijd enkel op papier bestaan (mocht u tijdens uw blik op de sterrenhemel toch een Boltzmann-brein zien, graag uw foto per mail naar mij verzenden!). En Boltzmann zelf? Zijn leven eindigde treurig. Hij pleegde zelfmoord tijdens een vakantie in het noorden van Italië. Zijn directe omgeving wijdde het aan terugkomende episodes van depressie, maar wellicht was hij enkel zeer overtuigd van zijn hypothese. De kansrekening wees namelijk uit dat het onontkoombaar is dat zijn geest ooit zou reïncarneren, in de vorm van een Boltzmann-brein.

Dit artikel werd ook gepubliceerd op Brainmatters.nl.