玻尔兹曼大脑（玻尔兹曼大脑）

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如何解释「玻尔兹曼大脑」?

玻尔兹曼大脑为我们描述了宇宙中一种孤单的大脑，在宇宙空间中存在着熵，而熵是分低熵和高熵的，就在熵起落的状态里面就存在着许多低熵的自我意识，这种自我意识就是玻尔兹曼大脑，也就是宇宙中独有的意识流。

同时，玻尔兹曼认为，已知宇宙更有可能是一个高熵宇宙的涨落，这里涉及到复杂的量子力学。虽然大部分科学家认为这种观点是错误的，未必存在这种状态的宇宙，但是也不能完全否定它存在的可能性。 这样一来，已知宇宙的出现就是一个巧合，而生命发展的规律其实也是在抵抗熵增，所以我们也有可能是一种低熵状态，人类就是巧合中的巧合，因为自我意识的出现本身就是宇宙中最难解释的事情。

实际上，玻尔兹曼也认为，既然人类都有可能出现自我意识。相对来说，宇宙中存在独立自我意识体的情况更有可能，它们同样看不见也摸不着，并且是一种特殊的“大脑”。

波尔兹曼大脑是啥？它真的存在吗？

导读：一般认为，人类的大脑是意识的载体，而意识很可能是140亿个脑细胞之间信息传递的产物。而在浩瀚的宇宙中，有着太多人类所不了解的事情，甚至有可能存在巨大的意识体，这就是波尔兹曼大脑！

根据热力学第二定律的描述，宇宙的熵只会增加不会减少，所以科学家们认为我们的宇宙处于一个低熵态，同时也认为宇宙的起源便是低熵态，然而这种说法似乎有点牵强，因为我们我发解释宇宙最初的低熵值从何而来，除非将其归于上帝！于是，科学家波尔兹曼便提出了一个新的概念：熵值的涨落！

宇宙熵值的涨落

波尔兹曼为我们设计了一个非常有趣的实验，假定在一密闭的空间里存在着一亿个分子，它们无规则的在运动，虽然绝大部分时间，这些分子会不规则的分布在这个空间里，这就代表着宇宙处于高熵状态。但总有那么一瞬间，绝大部分分子会集中分布在一个角落，而这就是低熵状态。

虽然这个概率非常小，但只要时间足够久，这种状态的出现就是必然事件，就像你闭上眼睛随机敲打键盘，经过漫长的时间，总会有那么一个时刻，敲打出的字符会神奇地组合成优美的诗句！基于这种情况，便出现了熵值的涨落！

当然，这并不代表热力学第二定律就是错误的！事实上对于宇宙这样的一个整体结构而言，熵值无疑是增加的，但这并不妨碍一些区域内熵值出现涨落的情况，而且在宇宙中，这样的区域可能存在很多。

波尔兹曼大脑

既然宇宙的许多区域存在着熵值的涨落，那在涨落的过程中，会发生什么现象呢？基于此，波尔兹曼又提出了一个全新的概念：玻尔兹曼大脑。

波尔兹曼大脑其实就是一种在混乱当中熵的涨落的自我意识，就好像一个孤独的大脑一样，这个假想中的大脑被称为玻尔兹曼大脑。而随着熵值的不断涨落，就像脑细胞之间信息的传递一样，波尔兹曼大脑有可能诞生意识！

我们可以想象一下，宇宙中存在着数之不尽的星系，其中更是拥有近乎无限的恒星、行星等天体，如此庞大的基数，如果将这些天体都比作波尔兹曼实验中的天体，那将会有非常高的概率出现熵值的涨落，也就是波尔兹曼大脑。

波尔兹曼大脑表达了什么？宇宙真的存在意识吗？

事实上，波尔兹曼大脑并不能算是意识体，与人类大脑存在着本质的不同，波尔兹曼大脑的存在是基于熵值的涨落而出现的，而熵值并不是一个具体的事物，而是一个物理概念。按照这个思路，波尔兹曼大脑甚至可以脱离实物而存在，也就是说，本质上来讲，波尔兹曼大脑可以不需要载体！

所以，波尔兹曼大脑与宇宙的意识并不存在实质性的联系，但不否认，如果整个宇宙都处于熵值的涨落状态，宇宙或许真的存在意识。

那波尔兹曼大脑究竟表达了什么？

其实，波尔兹曼大脑描述了一个关于宇宙的可怕事实：在宇宙尺度下，概率并不存在，因为无论是多么小的概率，当数量和时间叠加到一定程度的时候，它将必然实现，宇宙不存在偶然！

从这个层面上来讲，波尔兹曼大脑很有可能代表了宇宙的本质，同时，所有可能性都必然会出现的概念与平行宇宙理论又存在着许多共同点，所以，波尔兹曼大脑一直都是科学家们孜孜不倦研究的课题！

玻尔兹曼大脑是什么？为何会这么恐怖？

所谓的“玻尔兹曼大脑”就是把宇宙设想成一种从高熵状态不断膨胀收缩的过程，假如这个理论成立的话，那么宇宙中就会“危险重重”，随时都有可能出现一些具有大规模杀伤力的独立意志物体，因此，让人感觉非常恐怖。

我们都知道，尽管现如今人类的科技水平随着时间的推移不断进步，但是，自然界的很多现象，仍然困扰着无数学者，是我们迄今为止还难以解决的一些问题。比如说，神秘的“熵增定律”。

熵，是宇宙中各类现象和规律存在的法则，也是我们所目睹的三维世界中，一切物质的基础。因此，上世纪著名物理学家爱因斯坦，将其称之为“宇宙第一定律”，认为它归纳了宇宙里的种种变化。从熵的角度看来，所有变化的出现，其实都是已经注定好了的；

生命，就是“高熵宇宙”的一种体现。而在十九世纪物理学家玻尔兹曼的构想里，熵增，还解释了宇宙另外一个非常恐怖的事实。就是，整个宇宙，类似于人类的一个大脑；而生命和星体，就是大脑中出现的随机意识。

当然，尽管宇宙本质上类似于大脑，但是它和我们人类的“脑回路”肯定存在着非常大的区别。在玻尔兹曼的眼中，这更像一个已经设定好了进程的代码；但是运行结果不为人所知。因此，宇宙中可能因为“熵增现象”；

产生许多我们意料之外的造物，并且，这种状态从来没有停止过，从宇宙边界仍然在膨胀，星系仍然在不断诞生中就能看出。

而且，因为“熵增”出现的新物质，它的粒子排列组合是完全随机的。这也就是说，宇宙中随时都有可能突然冒出来一个具有毁灭所有文明能力的“大规模杀伤性武器”，这个武器还有可能具有着自我意识。

听起来，的确很细思恐极！

什么是玻耳兹曼大脑?

玻尔兹曼大脑是可以看作宇宙中漂浮的拥有自我意识的裸大脑。注意,不是《三体》中云天明的只送大脑,而是只有大脑。玻尔兹曼是统计物理学的奠基人。他已经知道,生命是一种低熵态(也就是十分有序的状态)。根据熵增加原理,在一个孤立体系中,有序状态很容易演化成乱七八糟的无序状态(例如,一盒牙签掉在地上会变得乱七八糟)。既然如此,那么我们在宇宙中观察到的生命(包括我们自己),又是如何产生的呢?难道这些有序状态是凭空冒出来的吗?对.玻尔兹曼认为确实可以凭空冒出来。因为在一个乱七八糟的无序体系中,每个地方的混乱程度是不一样的,而且会不断变化。这就是涨落。如果一个体系非常大(例如,一个体系拥有海量的牙签),虽然它整体上处于平衡态,但它的局部还是可以涨落出有序的状态。(例如,把几百万亿盒牙签摔在地上,总会有一些牙签较为整齐地排列在一起。)假如宇宙是一个巨大的平衡态体系,其中有着数不胜数的粒子,那么这些粒子总可以涨落出一些比较有序的状态,使生命得以产生,最终演化出像我们一样的智慧生命。但是,玻尔兹曼的另一项发现表明,这种涨落的概率有的大,有的小。如果一个涨落的熵值很大(不太有序),它产生的概率就相对较高。如果一个涨落的熵值很小,它产生的概率就较低。把两个问题放在一起看就会产生一个可怕的结论。一个有自我意识的有大脑的活人,和一个有自我意识的裸大脑相比,活人更加复杂精密,有序度更高,熵值较小,产生的概率较低。反之,裸大脑相对简单,有序度较低,熵值较大,产生的概率较高。既然概率较低的人类已经出现了,那么是否意味着宇宙中正漂浮着数量比人类多得多的拥有自我意识的裸大脑呢?既然裸大脑的数量远远超过人类,为什么我们至今没有发现呢?既然裸大脑拥有自我意识,我们怎么知道我们现在的意识是真实的,还是裸大脑的一个“黄粱美梦”呢?显然,玻尔兹曼的推理用到许多条件,其中一些条件在真实的宇宙中是不成立的。但是,玻尔兹曼大脑是一个好用的模型,可以帮助理论物理学家指导和检验某个宇宙学模型的完备性和合理性。例如,研究玻尔兹曼大脑的文章往往是这样的题目:《宇宙学常数在微扰中的意义》,《宇宙担负的起暴胀吗》,《我们的宇宙是否会在200亿年的时间内衰变》,《彻底理解弦景观,玻尔兹曼大脑和宇宙学常数的意义》等等。(详见《宇宙之书》)

玻尔兹曼大脑真的存在于宇宙中吗？

在物理学中存在着很多思想实验，除了我们熟知的，薛定谔的猫外，还有一个和人类大脑有关的思想实验，那就是玻尔兹曼大脑 1896年，奥地利物理学家玻尔兹曼，从熵的随机涨落出发，认为无序宇宙中的基本粒子们，既然组成恒星和星系，然后再组成地球，再然后组成地球上的原始生命，再再然后组成人类这种具备复杂思想能力的智慧体。 那么宇宙中的基本粒子，有没有可能直接组成一个具备复杂思想能力的大脑呢？ 毕竟从难易程度上来看，基本粒子直接组成大脑，明显要比组成行星与生命，再组成大脑，“简单快速”的多。 而这种“独立存在于宇宙中的大脑”，就是玻尔兹曼大脑，它可能只在宇宙中“存在”过一瞬间，也可能真的“恒久”存在于宇宙，并感知着宇宙本身。 宇宙虽说被熵增定律统治着，但目前看来，宇宙的熵值并不高，因为宇宙中，仍然存在着星系和恒星，以及其他各种天体，最重要的是，还存在着人类这种“自我意识”体。 以上的事实表明，宇宙距离“最后的混乱”还有“很长”一段时间，而这段时间，或许足够让玻尔兹曼大脑出现。 玻尔兹曼大脑本身的出现和消失，完全可以看作是一个概率问题，理论上来说，随机涨落出来的玻尔兹曼大脑，完全可以再涨落出一些记忆，甚至是涨落出一套成熟的感官系统，就像缸中之脑一样。 换言之就是说，你以为你是在屏幕前，接受这段“信息”， 但这段“信息”有可能，只是“涨落”出来的 ，而“你”就是一个独立存在，并长期“活跃”的玻尔兹曼大脑，“你”的一切记忆和感知，都只是“熵的舞蹈”。 在可以预见的未来，随着计算机技术和脑科学的不断进步，最顶级的“脑机结合”技术，或许可以完全“蒙蔽”一个人的所有感官， 从而让他“生活”在一个，在“外界”看来完全虚拟 ，但对他却无比真实的世界。 究竟是在“虚拟世界”里，为所欲为的活着？ 还是在“现实世界”里，坚持所谓的“真实存在”，并普通的活着？ 生存还是死亡，这是一个问题 虚拟还是现实，同样是一个问题 关于虚幻与真实的问题其实很笼统，而我们存在的意识有时候是真是假也很模糊，就连玻尔兹曼也认为： 人类都可以出现自我意识，那么宇宙中也有可能存在独立自我意识体的情况， 同样的意识看不见也摸不着，真假也难分，就像“缸中之脑”那样特殊。 什么是“缸中之脑”？ 在1981年，美国科学家普特南曾提出一个著名的假想——缸中之脑，这个假想是这样的； 如果把一个人的大脑完整取出后放入特制的营养液中，并且连接电脑，通过特殊的程序向其传达感官信息，可能会营造出一种假象：导致这个大脑认为自己仍然可以生存和活动。 在这个电脑程序里，他的朋友依旧在跟他谈笑风生，他的父母依然对他疼爱有加，他的恋人依然与他恩爱如初。 这看似现实的世界其实是由泡在营养液里的大脑被计算机操控下的结果，可以说他现在所有的与常人无异的生活都是计算机为他策划好的…… 这似乎表明了一个观点，我们现在所存在的空间未必就是真实的。 玻尔兹曼是谁？ 全名路德维希·玻尔兹曼，1844年的维也纳出生，是奥地利物理学家和哲学家，还是热力学和统计物理学的奠基人之一。 玻尔兹曼不仅发展了麦克斯韦的分子运动类学说，把物理体系的熵和概率联系起来，还阐明了热力学第二定律的统计性质，并引出能量均分理论。 在1872年的时候，玻尔兹曼建立了玻尔兹曼方程，这个方程是用来描述气体从非平衡态到平衡态过渡的过程，而著名的玻尔兹曼熵公式是他在1877年提出来的，但是这位著名的人物却在1906年自杀身亡，现如今被葬在维也纳中央公墓。 首先了解一下熵增定律。 其实就是热力学第二定律的另一种叫法，用来描述的是不可逆过程，简单来讲就是热量不可能从低温物体自发的转移到高温物体，放到宇宙中来说就是：宇宙的随时间的演化是从有序到无序的过程，这个过程就是熵不断增加的一个过程。 如果我们把宇宙看作一个最大的封闭系统，那么随着宇宙内部熵的增长，那么它的无序程度将会与日俱增，也就是说宇宙的秩序处于持续不断的崩解之中。 如果这样一直下去，宇宙的内部将会达到一种完全均匀的热动平衡的状态，整个宇宙会完全分解，没有任何星系和星球，更不会出现任何生命，而这种情景被科学家预言未来宇宙被称为“热寂”的状态。 玻尔兹曼大脑悖论是什么？ 在物理学中，时间方向的改变，物理定律依然适用。而熵增定律又说明了，熵具有方向性，是不能在时间上反演的，否则会违背熵增定律。 在宇宙中，人类其实是一个打破自然规律的存在，因为人类从出生开始就在不断的减缓自己熵增的过程——通过吃饭得到能量。 所以玻尔兹曼就提出了这样一个观点，他认为：像地球这样高度有序的低熵态宇宙，应该来源于熵的随机涨落，既然如此，那么宇宙中就应该存在很多的自我意识体（低熵态）。 所谓涨落就是指偏离平衡态上下浮动的一个过程，涨落的幅度越大，概率越小；涨落的系统越大，发生涨落的概率也越小。 而在概率学中：我们应该都听说过这样一个猜想：假设给猴子一个打字机，经过足够长的时间，一定会打出莎士比亚全集，尽管这个概率无穷小。 而玻尔兹曼大脑则是：宇宙中的原子分子恰好都碰到了一起组成了一个大脑， 这个孤单的大脑就是“玻尔兹曼大脑”，也可以理解为，经过足够长的时间，任何事都有可能发生。 而问题的核心应该是：宇宙起源的低熵态是怎么来的？ 热力学第二定律告诉我们，宇宙一开始是一个熵极低的状态，从宇宙诞生至今，宇宙的熵都是在不断增加的，但它却并没有告诉我们，初始条件的低熵态宇宙又是怎么来的。 接着玻尔兹曼又给出了这样一个观点：宇宙在 历史 的长河中，大部分都处于高熵态的，但是偶尔会发生涨落偏离一下，最后又回到平衡态，我们的低熵态宇宙就是因为一次概率极低的涨落产生的。 而现在我们的宇宙就是一个由偏离状态回归到平衡态的一个过程，所以在我们看来，宇宙是在熵增的。但事实上，我们整个宇宙出现这种情况的概率是极低的。 但是如果把宇宙分成若干份，或许涨落的只是宇宙的一小部分呢？这样一来涨落的概率就大大增加了。也就是说，在我们可观测宇宙之外，很有可能是一片处于热寂的宇宙。 需要注意的是19世纪，玻尔兹曼大脑理论诞生时，还没有大爆炸学说，所以说玻尔兹曼的观点基本可以排除掉了。 当然还有对宇宙低熵态的另一种解释，这里我就不再阐述了。 回到问题中 ，玻尔兹曼大脑真的存在于宇宙吗？ 在 历史 上，玻尔兹曼大脑只是在考虑宇宙低熵态时想到的问题，现实中是不会出现的，尽管这个悖论一直被人以为是熵和热力学之间的矛盾问题，事实上它都不算是一个物理问题，而是一个数学上的概率问题。

为什么玻尔兹曼大脑那么恐怖，有哪些意识体呢？

在漫长的人类历史中，我们都在对意识的存在问题进行探索，在科技并不发达的年代里，人们习惯于将其称为“灵魂”。

随着科学探索的不断深入，虽然有观点认为灵魂与意识不能混为一谈，但是面对这种看不见、摸不着的神秘存在，我们依然希望能够早日揭开它的神秘面纱。

作为热力学第二定律中的一部分，熵增定律认为宇宙中的一切都是在无序的基础上建立的，并且这个数值会随着宇宙的发展而不断增加，包括我们的生命。

爱因斯坦将熵增定律称为“宇宙第一定律”，其实并不夸张，宇宙中的一切都在向十分混乱的局面扩张。而玻尔兹曼大脑的观点认为，如果宇宙按照这样的方向发展，我们现在所处的阶段其实是一种低熵阶段，因为宇宙中仍然有新的星系诞生，大部分天体也有固定的轨道。

同时，玻尔兹曼认为，已知宇宙更有可能是一个高熵宇宙的涨落，这里涉及到复杂的量子力学。虽然大部分科学家认为这种观点是错误的，未必存在这种状态的宇宙，但是也不能完全否定它存在的可能性。

这样一来，已知宇宙的出现就是一个巧合，而生命发展的规律其实也是在抵抗熵增，所以我们也有可能是一种低熵状态，人类就是巧合中的巧合，因为自我意识的出现本身就是宇宙中最难解释的事情。

实际上，玻尔兹曼也认为，既然人类都有可能出现自我意识。相对来说，宇宙中存在独立自我意识体的情况更有可能，它们同样看不见也摸不着，并且是一种特殊的“大脑”。

这听起来十分不可思议，并且与缸中之脑的实验有一定的相似之处。宇宙就是如此神奇，如果未来有一天我们能够验证玻尔兹曼大脑的存在，那人类也一定会被遍布宇宙中的独立意识体颠覆认知。科学技术正在不断发展，人类文明提出的问题，也需要我们借助更多的先进理论去寻找答案。

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