玻爾茲曼大腦，相信很多人都聽說過。不過，網(wǎng)絡(luò)上對(duì)于玻爾茲曼大腦的解讀很“邪乎”，有點(diǎn)以訛傳訛的味道，很多人根本分辨不出真?zhèn)?，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(xué)第二定律和熵的概念有很大關(guān)系，還有時(shí)間的方向。

在宏觀世界，時(shí)間只有一個(gè)方向，永遠(yuǎn)向前，是單向的。不過在微觀世界，時(shí)間沒有方向，也可以說時(shí)間是雙向的，可以向前，也可以向后。

但是熱力學(xué)第二定律表明，時(shí)間的確只有一個(gè)方向，這就是時(shí)間之間，一直向前。用熵的概念解釋就是熵增原理，孤立系統(tǒng)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(shí)間表現(xiàn)違反了熱力學(xué)第二定律。因?yàn)槲⒂^世界里的時(shí)間是對(duì)稱的，雙向的。

在我們的宏觀世界里，時(shí)間是不對(duì)稱的只有一個(gè)方向。舉個(gè)例子，生活中我們總會(huì)偶然打碎一個(gè)碗，這是一個(gè)再正常不過的物理現(xiàn)象。但是如果這個(gè)過程反過來，如果你看到一個(gè)打碎的碗變成原來完好無損的碗，你肯定一眼就能發(fā)現(xiàn)不對(duì)勁，這樣的物理現(xiàn)象是不可能發(fā)生的。

那么，為何微觀世界就可以出現(xiàn)類似的事情呢？為什么微觀世界的時(shí)間是對(duì)稱的呢？

物理學(xué)家對(duì)這樣的問題進(jìn)行了長時(shí)間深入思考，最后他提出了一個(gè)讓很多人吃驚的觀點(diǎn)，他認(rèn)為熱力學(xué)第二定律并不是客觀存在的大自然法則，只是表現(xiàn)出來的統(tǒng)計(jì)學(xué)屬性。

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

熵增原理告訴我們 ，孤立系統(tǒng)里的熵總是會(huì)增大，系統(tǒng)總是會(huì)自發(fā)地從有序到無序。但玻爾茲曼認(rèn)為并不是那樣的，只是熵增加的概率更大罷了，也會(huì)出現(xiàn)熵減小的情況，只是概率很小。

于是，低熵系統(tǒng)朝著熵減發(fā)展的可能性會(huì)很小，大概率都會(huì)朝向熵增。

這里就會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)問題：低熵系統(tǒng)，又是如何出現(xiàn)的呢？

按照玻爾茲曼的觀點(diǎn)，任何系統(tǒng)里高熵出現(xiàn)的概率總會(huì)很高，所以低熵系統(tǒng)由高熵環(huán)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(shí)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(shí)也是玻爾茲曼大腦思想的雛形。

難道上面觀點(diǎn)真的與熱力學(xué)第二定律矛盾嗎？并不是。因?yàn)槲覀兂Ｕf的熵增只是一種漲落現(xiàn)象，是宇宙漫長演化史表現(xiàn)出來的暫時(shí)現(xiàn)象。

好像有點(diǎn)晦澀難懂，下面來舉例說明。

很多人都學(xué)過游泳，我們?cè)谒飼?huì)感受到浮力，這些浮力是如何產(chǎn)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(chǎn)生的。理論上講，不同時(shí)間點(diǎn)，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(shù)量太多了，我們根本不可能感受到有任何不同，只會(huì)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(gè)水分子撞擊我們身體的力度速度等，肯定能計(jì)算出浮力的波動(dòng)，只不過這種波動(dòng)肯定很小，而這種波動(dòng)就是上面所說的漲落。

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

也就是說，很大的漲落出現(xiàn)的幾率總是很小，平時(shí)發(fā)生的基本都是小的漲落。

我們的宇宙也同樣如此，大部分時(shí)間總會(huì)是一種高熵狀態(tài)，也就是平衡狀態(tài)。但理論上，也會(huì)出現(xiàn)偶然的大的漲落，這種大的漲落到直接產(chǎn)生了我們的宇宙！

但這種大的漲落發(fā)生的概率實(shí)在太小了，意味著我們的低熵宇宙出現(xiàn)的概率同樣很小。不過理論上，只要時(shí)間足夠長，無論大的漲落發(fā)生的概率有多小，最終一定會(huì)發(fā)生。

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

而且科學(xué)家們計(jì)算發(fā)現(xiàn)，漲落出我們宇宙的概率遠(yuǎn)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(fù)100次方的話，那么漲落出玻爾茲曼大腦的概率高達(dá)10的負(fù)28次方，兩者相差太大了。

從概率上來講，漲落出一個(gè)我們的宇宙，就會(huì)漲落出10的72次方個(gè)玻爾茲曼大腦！這個(gè)數(shù)量太龐大了，難道我們的宇宙充滿了無數(shù)個(gè)孤單的玻爾茲曼大腦？細(xì)思極恐！