深层解读“玻尔兹曼大脑”，宇宙中充满无数个孤单的大脑？

玻尔兹曼大脑，相信很多人都听说过。不过，网络上对于玻尔兹曼大脑的解读很“邪乎”，有点以讹传讹的味道，很多人根本分辨不出真伪，越来越弄不清楚到底什么是玻尔兹曼大脑。下面就一起来解读一下。

简单说，玻尔兹曼大脑与热力学第二定律和熵的概念有很大关系，还有时间的方向。

在宏观世界，时间只有一个方向，永远向前，是单向的。不过在微观世界，时间没有方向，也可以说时间是双向的，可以向前，也可以向后。

但是热力学第二定律表明，时间的确只有一个方向，这就是时间之间，一直向前。用熵的概念解释就是熵增原理，孤立系统中的熵只能增加，也就是从有序到无序。

很明显，微观世界里的时间表现违反了热力学第二定律。因为微观世界里的时间是对称的，双向的。

在我们的宏观世界里，时间是不对称的只有一个方向。举个例子，生活中我们总会偶然打碎一个碗，这是一个再正常不过的物理现象。但是如果这个过程反过来，如果你看到一个打碎的碗变成原来完好无损的碗，你肯定一眼就能发现不对劲，这样的物理现象是不可能发生的。

那么，为何微观世界就可以出现类似的事情呢？为什么微观世界的时间是对称的呢？

物理学家对这样的问题进行了长时间深入思考，最后他提出了一个让很多人吃惊的观点，他认为热力学第二定律并不是客观存在的大自然法则，只是表现出来的统计学属性。

说白了，热力学第二定律中的熵，并不是真的总是增加，只是表现出增加的概率更大罢了。

熵增原理告诉我们 ，孤立系统里的熵总是会增大，系统总是会自发地从有序到无序。但玻尔兹曼认为并不是那样的，只是熵增加的概率更大罢了，也会出现熵减小的情况，只是概率很小。

于是，低熵系统朝着熵减发展的可能性会很小，大概率都会朝向熵增。

这里就会出现另一个问题：低熵系统，又是如何出现的呢？

按照玻尔兹曼的观点，任何系统里高熵出现的概率总会很高，所以低熵系统由高熵环境演化的可能性几乎是注定的。这就意味着我们的宇宙并不是朝着熵增的方向演化，而是朝向熵减。

也就是说，低熵宇宙确实是由高熵演化而来的，而低熵也必然演化成高熵，这两者并不矛盾，其实也是玻尔兹曼大脑思想的雏形。

难道上面观点真的与热力学第二定律矛盾吗？并不是。因为我们常说的熵增只是一种涨落现象，是宇宙漫长演化史表现出来的暂时现象。

好像有点晦涩难懂，下面来举例说明。

很多人都学过游泳，我们在水里会感受到浮力，这些浮力是如何产生的呢？

从微观上来讲，是由于大量的水分子撞击我们的身体产生的。理论上讲，不同时间点，水分子撞击我们身体的速度力度都是不同的，只不过水分子数量太多了，我们根本不可能感受到有任何不同，只会感受到浮力。

不过理论上只要我们有足够精密的仪器，能精确每个水分子撞击我们身体的力度速度等，肯定能计算出浮力的波动，只不过这种波动肯定很小，而这种波动就是上面所说的涨落。

纯理论分析，肯定会出现这样一种情况，所有水分子恰好都不会撞击我们的身体，我们也就不会感受到浮力。这就是最大的波动，最大的涨落。但实际上我们知道这是不可能发生的，或者说发生的概率只存在理论上。

也就是说，很大的涨落出现的几率总是很小，平时发生的基本都是小的涨落。

我们的宇宙也同样如此，大部分时间总会是一种高熵状态，也就是平衡状态。但理论上，也会出现偶然的大的涨落，这种大的涨落到直接产生了我们的宇宙！

但这种大的涨落发生的概率实在太小了，意味着我们的低熵宇宙出现的概率同样很小。不过理论上，只要时间足够长，无论大的涨落发生的概率有多小，最终一定会发生。

既然我们的低熵宇宙是由高熵宇宙的随机涨落产生的，那么我们自身也可能源自于这种随机涨落带来的低熵世界。这就意味着，一个涨落就可能诞生一个意识实体，也就是玻尔兹曼大脑。

而且科学家们计算发现，涨落出我们宇宙的概率远比涨落出玻尔兹曼大脑的概率更低。如果说涨落出我们宇宙的概率是10的负100次方的话，那么涨落出玻尔兹曼大脑的概率高达10的负28次方，两者相差太大了。

从概率上来讲，涨落出一个我们的宇宙，就会涨落出10的72次方个玻尔兹曼大脑！这个数量太庞大了，难道我们的宇宙充满了无数个孤单的玻尔兹曼大脑？细思极恐！