解读“玻尔兹曼大脑”，我们生活的世界是客观真实还是虚拟的？

关于幻境和现实的议题本身就涵盖甚广，我们自身的意识真伪之辨也同样模糊不清。连玻尔兹曼都曾提出，若人类都能诞生出意识，那宇宙中为何就不能存在其他具备自我意识的个体呢？

这种意识既看不见也摸不到，难以辨别真假，就如同“缸中之脑”这一设想一般，特殊而又神秘。

那么，“缸中之脑”是怎样的一个概念呢？

1981年，美国科学家普特南提出了一项著名的假说——缸中之脑。设想是这样的：若将一个人的大脑完整取出，置于特制的营养液里，再连接电脑，通过编程向其发送感官信号，便有可能营造出一种幻觉，让该大脑以为自己仍在正常生活与活动之中。

在这样的电脑程序中，一切如常，他的友人仿佛仍在与他交谈，父母依旧疼爱他，恋人也仍旧与他恩爱，一切看似真实的生活，其实都只是电脑控制下的产物……

这似乎暗示了一个观点，即我们所处的现实空间可能并非真实。

玻尔兹曼又是何许人也？

玻尔兹曼，全名路德维希·玻尔兹曼，1844年生于维也纳，是奥地利著名的物理学家与哲学家，他更是热力学与统计物理学的奠基人之一。

玻尔兹曼不仅对麦克斯韦的分子运动理论进行了发展，将物理体系的熵与概率联系起来，还阐明了热力学第二定律的统计本质，并提出了能量均分理论。1872年，他建立了描述气体从非平衡态到平衡态变化过程的玻尔兹曼方程，并在1877年提出了著名的玻尔兹曼熵公式。

然而，这位杰出的科学家在1906年以自杀的方式终结了生命，现被安葬于维也纳中央公墓。

先来了解一下所谓的熵增原理。

实际上，热力学第二定律的另一种表达，描述了不可逆过程。简单来说，就是热量无法自发地从低温物体传递至高温物体。

在宇宙尺度来看，这个过程就是宇宙随着时间推移，由有序状态向无序状态演化的过程，这个过程也就是熵不断增加的过程。如果我们将宇宙看作一个封闭系统，随着内部熵的增加，宇宙的无序性也将随之增大，也就是说，宇宙的秩序在不断解体。

如果这样发展下去，宇宙最终会达到一个完全均匀的热动平衡状态，宇宙将不再存在星系和星球，生命也将无从谈起，科学家们将这一未来宇宙景象预言为“热寂”状态。

而玻尔兹曼大脑的悖论又是怎样的呢？

在物理学中，时间的流转并不影响物理定律的成立。而熵增原理又指出，熵具有方向性，不能在时间上倒退，否则就会违背该定律。

在宇宙中，人类的存在仿佛违反了自然规律，因为自出生起，人类就不断通过摄取食物来减缓自身熵增的过程。因此，玻尔兹曼提出，像地球这样高度有序、低熵状态的宇宙，可能源于熵的随机波动。因此，在宇宙中应该存在许多低熵态的自我意识体。

波动指的是系统偏离平衡态上下浮动的过程，波动幅度越大，概率越小；系统越大，波动发生的概率也越小。在概率学中，有这样一种猜想：假设给一只猴子一台打字机，足够长的时间后，它能打出莎士比亚的全集，尽管这个概率极小。

玻尔兹曼大脑便是这样的概念：宇宙中的原子偶然汇聚成一个大脑，这个孤立的大脑便是所谓的“玻尔兹曼大脑”。换句话说，只要时间足够长，任何事情都有可能发生。

问题的焦点在于，宇宙初始的低熵状态究竟从何而来？

热力学第二定律告诉我们，宇宙在初始时是一个低熵状态。从宇宙诞生至今，熵一直在增加。但它并未告诉我们，最初那个低熵状态的宇宙是如何形成的。

玻尔兹曼进一步提出，在宇宙的长河中，大部分时间都处于高熵状态。偶尔，会因波动而偏离平衡态，最终又回到平衡状态。我们的低熵态宇宙就是由这样一次极低概率的波动产生的。现在的宇宙，实际上正处于从偏离状态回归平衡状态的过程，因此，在我们看来，宇宙正在熵增。然而，实际情况是，我们的宇宙处于这种状态的概率极低。

但如果将宇宙分为多个部分，也许只有一小部分发生了波动。这样的话，发生波动的概率就大大提高了。也就是说，在我们可观测的宇宙之外，可能存在着广阔的、处于热寂状态的宇宙区域。值得注意的是，在19世纪玻尔兹曼大脑理论提出时，大爆炸理论尚未诞生，因此，玻尔兹曼的观点基本可以被排除。

当然，关于宇宙低熵状态还有其他解释，这里不再赘述。

回到问题，玻尔兹曼大脑是否真实存在于宇宙中？

历史上，玻尔兹曼大脑仅仅是在探讨宇宙低熵状态时所提出的一个想法，现实中并不会发生。尽管这个悖论一直被看作是熵和热力学之间的矛盾，但实际上它并不是一个物理问题，而是一个数学上的概率问题。

理论上，随机波动产生的玻尔兹曼大脑，完全可以再波动出一些记忆，甚至波动出一套成熟的感官系统，如同缸中之脑一般。

也就是说，你以为自己在屏幕前接受这段“信息”，但“信息”本身可能只是一次“波动”的结果，而“你”就是那个独立存在且持续“活跃”的玻尔兹曼大脑，你的所有记忆和感知，都只是“熵的舞动”。

玻尔兹曼大脑可以说是物理学领域最“有趣”的思想实验之一，尽管本质上是一个“自证”问题，但其本质决定了它无法被自证，因为一切，包括“自证”，都可能只是“熵的随机波动”。

在可以预见的未来，随着计算机技术和脑科学研究的不断进步，最高端的“脑机接口”技术或许可以彻底“蒙蔽”一个人的所有感官，让他生活在一个对他来说无比真实、但在外界看来完全虚拟的世界里。

那么，是在“虚拟世界”中随心所欲地活着，还是在“现实世界”里坚守所谓的“真实存在”，过着平凡的生活呢？