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宇宙中真的存在玻尔兹曼大脑吗?虚拟与现实的分界线越来越模糊

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  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。而上熵增定律又说明了,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。

  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”。

  玻尔兹曼大脑可以说是物理学中,最“有趣”的思想实验,尽管它本质上就是一个“自证”问题,但它的本质,又决定了它无法被自证,毕竟一切的一切,包括所谓的“自证”,都可能只是“熵的随机涨落”

  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!

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