深層解讀“玻爾茲曼大腦”，宇宙中充滿無數個孤單的大腦？

玻爾茲曼大腦，相信很多人都聽說過。不過，網絡上對于玻爾茲曼大腦的解讀很“邪乎”，有點以訛傳訛的味道，很多人根本分辨不出真偽，越來越弄不清楚到底什么是玻爾茲曼大腦。下面就一起來解讀一下。

簡單說，玻爾茲曼大腦與熱力學第二定律和熵的概念有很大關系，還有時間的方向。

在宏觀世界，時間只有一個方向，永遠向前，是單向的。不過在微觀世界，時間沒有方向，也可以說時間是雙向的，可以向前，也可以向后。

但是熱力學第二定律表明，時間的確只有一個方向，這就是時間之間，一直向前。用熵的概念解釋就是熵增原理，孤立系統中的熵只能增加，也就是從有序到無序。

很明顯，微觀世界里的時間表現違反了熱力學第二定律。因為微觀世界里的時間是對稱的，雙向的。

在我們的宏觀世界里，時間是不對稱的只有一個方向。舉個例子，生活中我們總會偶然打碎一個碗，這是一個再正常不過的物理現象。但是如果這個過程反過來，如果你看到一個打碎的碗變成原來完好無損的碗，你肯定一眼就能發現不對勁，這樣的物理現象是不可能發生的。

那么，為何微觀世界就可以出現類似的事情呢？為什么微觀世界的時間是對稱的呢？

物理學家對這樣的問題進行了長時間深入思考，最后他提出了一個讓很多人吃驚的觀點，他認為熱力學第二定律并不是客觀存在的大自然法則，只是表現出來的統計學屬性。

說白了，熱力學第二定律中的熵，并不是真的總是增加，只是表現出增加的概率更大罷了。

熵增原理告訴我們 ，孤立系統里的熵總是會增大，系統總是會自發地從有序到無序。但玻爾茲曼認為并不是那樣的，只是熵增加的概率更大罷了，也會出現熵減小的情況，只是概率很小。

于是，低熵系統朝著熵減發展的可能性會很小，大概率都會朝向熵增。

這里就會出現另一個問題：低熵系統，又是如何出現的呢？

按照玻爾茲曼的觀點，任何系統里高熵出現的概率總會很高，所以低熵系統由高熵環境演化的可能性幾乎是注定的。這就意味著我們的宇宙并不是朝著熵增的方向演化，而是朝向熵減。

也就是說，低熵宇宙確實是由高熵演化而來的，而低熵也必然演化成高熵，這兩者并不矛盾，其實也是玻爾茲曼大腦思想的雛形。

難道上面觀點真的與熱力學第二定律矛盾嗎？并不是。因為我們常說的熵增只是一種漲落現象，是宇宙漫長演化史表現出來的暫時現象。

好像有點晦澀難懂，下面來舉例說明。

很多人都學過游泳，我們在水里會感受到浮力，這些浮力是如何產生的呢？

從微觀上來講，是由于大量的水分子撞擊我們的身體產生的。理論上講，不同時間點，水分子撞擊我們身體的速度力度都是不同的，只不過水分子數量太多了，我們根本不可能感受到有任何不同，只會感受到浮力。

不過理論上只要我們有足夠精密的儀器，能精確每個水分子撞擊我們身體的力度速度等，肯定能計算出浮力的波動，只不過這種波動肯定很小，而這種波動就是上面所說的漲落。

純理論分析，肯定會出現這樣一種情況，所有水分子恰好都不會撞擊我們的身體，我們也就不會感受到浮力。這就是最大的波動，最大的漲落。但實際上我們知道這是不可能發生的，或者說發生的概率只存在理論上。

也就是說，很大的漲落出現的幾率總是很小，平時發生的基本都是小的漲落。

我們的宇宙也同樣如此，大部分時間總會是一種高熵狀態，也就是平衡狀態。但理論上，也會出現偶然的大的漲落，這種大的漲落到直接產生了我們的宇宙！

但這種大的漲落發生的概率實在太小了，意味著我們的低熵宇宙出現的概率同樣很小。不過理論上，只要時間足夠長，無論大的漲落發生的概率有多小，最終一定會發生。

既然我們的低熵宇宙是由高熵宇宙的隨機漲落產生的，那么我們自身也可能源自于這種隨機漲落帶來的低熵世界。這就意味著，一個漲落就可能誕生一個意識實體，也就是玻爾茲曼大腦。

而且科學家們計算發現，漲落出我們宇宙的概率遠比漲落出玻爾茲曼大腦的概率更低。如果說漲落出我們宇宙的概率是10的負100次方的話，那么漲落出玻爾茲曼大腦的概率高達10的負28次方，兩者相差太大了。

從概率上來講，漲落出一個我們的宇宙，就會漲落出10的72次方個玻爾茲曼大腦！這個數量太龐大了，難道我們的宇宙充滿了無數個孤單的玻爾茲曼大腦？細思極恐！