宇宙随机形成大脑 我们的地球是真实的吗是真的吗？

几百年前，有个叫笛卡尔的人提出过一个著名的思想实验。设想有一个“邪恶魔鬼”既强大又聪慧，而它整天不干别的、唯一的任务就是欺骗我。确切地说，是围绕我的一切感官创造一个幻觉，让我以为自己看见了一个完整的外部地球——但这个地球并不存在。事实上，它还营造出了我的全部身体，而我的身体也不存在。那么，我如何判断“现实”中的我感知到的一切是不是真实的呢？

那句人尽皆知的“我思，故我在”就出自这个思想实验——不管魔鬼怎么欺骗，我当作思考的主体一定是存在的。但是这不能解决外部地球是否为幻觉的问题。笛卡尔本人最终动用了上帝，这恐怕不能让现代读者满意。其它类似的思想实验也没有一个能干净利落解决这一问题的——印度哲学有摩耶，希腊哲学有洞穴隐喻，哲学有庄周梦蝶，科幻读者会想到缸中之脑，电影爱好者会想到黑客帝国和盗梦空间……不过不管怎么看，这都是个纯粹的哲学命题吧。

但是事实上，物理学也堂堂正正在里面掺和了一脚。而这个邪恶魔鬼的物理学版本，就叫做玻尔兹曼大脑。

路德维希·玻尔兹曼这个名字通常会和19世纪末的热力学联系在一起，玻尔兹曼大脑也不例外。事实上，它是源自热力学第二定律的产物。

我们都听说过墨菲定律：事情只要能变得更糟，总会变得更糟。这时热力学第二定律会冒出来半开玩笑地解释说，因为孤立体系里事物的无序度熵不可能自发减少嘛。杯子能自动变成碎片，碎片不能自动变成杯子；空气分子会均匀分布在屋子里，而不会突然全跑到左半边、让右边的人憋死。但是，会这样呢？

玻尔兹曼提出过一个巧妙的基于概率的解释。假如所有的空气分子都龟缩在房间的一个小角落，那么这样可能的分布方式数量很小。假如空气分子均匀分布在房间里，可能的分布方式数量就超级大。现在你任选一个时刻看一眼这间屋子，你看到它的气体非常不均匀的概率，几乎就是零。事实上，你就在这里等上一千亿年，也不见得能等到气体全跑到左半边的那一瞬间。之所以孤立系统的熵不会自发减少，因为熵高的状态出现的概率大。

但是这个解释有一个严重的麻烦。如果熵高的状态概率大，那么它不管何时的概率都应该巨大——概率是数学，数学可是无视时间流逝的。可是熵又在随时间增加，所以我们如果一路推回过去，宇宙起源的时候熵应该很小才对。那么，这个起源点何德何能，凭啥就能占据一个概率小的低熵状态？

一般人的第一反应是人择原理。如果没有低熵的开端，我们就不会存在，也就不会问出“为啥我们看到了低熵宇宙起源”这个问题。这个回答没有错，但并没有解决问题：初始的那个低熵态，是哪来的[注]？就算我们把它推给上帝或超级智慧外星生命体，也不过是变成了上帝的低熵是哪来的新问题……

对此，玻尔兹曼本人给出了另一个巧妙的解释：涨落。

他说，按照概率，确实高熵的容易出现——但我可没说低熵的就绝对不能出现。再小的概率，也不是时间的对手，一群猴子敲打字机都能敲出莎士比亚呢。只要你等得足够久，总有一天你能等到小概率是怎么回事？看到气体全聚在半边、碎片自动变成玻璃的那一天。这种小概率就是“涨落”的后果。既然等得越久，越可能出现大的涨落，那么全宇宙这么大的涨落也不是不可能的嘛。

的确，这种概率低得无以复加，如果我们是外来的观测者，一眼望过去不可能看到这么大的涨落和这么大的低熵态。但是，我们生活在宇宙内部。如果宇宙没有出现这样的涨落，我们就不能存在 既然我们已经存在了，那么我们必须存在于这个涨落之中，我们当然也就必须能看到涨落。

于是玻尔兹曼的宇宙是这个样子的：

大部分时候，宇宙都待在高熵期。

少数时候，宇宙产生了小的涨落。

极少数时候，宇宙产生了很大的涨落，允许智慧生命存在——所以有了ABC这些点。

注意，98迷科，不管你生活在B和生活在A，宇宙对你看起来都是一样的——分别是在B点你会觉得“右边”是过去、是低熵，而在A点你会觉得“左边”是过去、是低熵。但是放眼整个时间线，左和右没有区别，两个方向上物理定律都能用，数学也是完美的。

多么美妙的解决方案啊。如果地球只停留在这一步该多好。

但是不可以。你已经咬了第一口，就得整个儿吞下去。你不能只拿好处、不接受苦果。

而玻尔兹曼解释的苦果，就是玻尔兹曼大脑。

从概率上讲，小的涨落比大的涨落多。事实上是多得多得多。那么，既然前提是我们拥有意识，应当预测，我们身处所有能产生意识的涨落中，最小的那一批。好比说我现在告诉你气体真的都在屋子的左半边，那你还是应该预测气体在左半边均匀分布，而不是进一步聚集到左四分之一。

但是我们现在的宇宙里有那么多的太阳和宇宙岛，甚至很多都可能支持生命。要这么多干嘛？明明一个银河系，不，甚至一个成分合适的太阳系就能支持生命存在了啊？如果一切都是涨落，那么小小的太阳系独自涨落出来的次数显然比整个低熵宇宙涨落出来的概率大得多。

还没完。涨落是靠概率的，所以是无所不能的，那我们干脆让它涨落出来一个孤零零的大脑或者电脑，或者任何意识的载体就是了 确实很难，但是考虑到大脑这么小，里面的粒子数量这么有限，这应该要比涨落出来一个宇宙容易多了。这个大脑会像银河系搭车客指南里的那头鲸鱼一样，刚刚意识到自己的存在、并为之惊叹，转瞬之间就恢复到虚无状态之中。而这样的大脑，其总数量肯定比这太阳系里的七十亿大脑要多得多。从概率上讲，我们都应该是这样的大脑，正如概率上讲我们看到气体应该均匀分布一样。

什么，你说你的生活很丰富很充实，和那种瞬间体验截然不同？没关系，既然连大脑都能涨落出来，再涨落几个虚假的记忆又有何不可？连成套的感官输入也一起涨落出来又有何不可？区区一个大脑里面再怎么复杂，其概率还能比外面千亿太阳的概率更低？假如真的更低，那你这个大脑是怎么从宇宙里“自然”诞生的？你以为你是在屏幕前看这篇文章，焉知你不是一个缸中之脑，呃，不是一个虚无高熵宇宙中涨落出来的玻尔兹曼大脑？