根据庞加莱回归原理，宇宙未来会不断轮回，一切都是注定好的？

已有的事，后必再有。已行的事，后必再行。日光之下，并无新事。

千百年来，我们习惯于将时间感知为一条奔腾不息、永不回头的单向长河。我们出生、成长、衰老、死亡；恒星燃起、闪耀、最终黯淡熄灭，宇宙似乎在熵增定律的支配下，坚定地从有序走向无序，从炽热的开端走向冰冷的终结。

然而在物理学和数学的殿堂深处，却隐藏着一个足以震撼我们线性时间观的定理，它就是庞加莱回归定理。

这个定理告诉我们，在某些严格的条件下，宇宙中一切看似随机的运动，其实终将回到它的原点，在一个有限的封闭系统中，只要能量守恒，系统中的每一个状态，在无限长的时间里，几乎必然会无限次地回到一个极度接近其初始的状态。

故事要从19世纪末说起，瑞典国王奥斯卡二世，为庆祝自己的60岁生日，设立了一项数学大奖，悬赏解决当时困扰了牛顿以来所有物理学家的难题，“三体问题”，即在万有引力的作用下，三个天体（例如太阳、地球和月亮）的运动轨迹，是否存在一个精确、永恒的数学公式来描述？

法国数学家、物理学家亨利·庞加莱，这位被誉为“最后一位全才”的科学巨擘，接受了挑战，他并未能像解二体问题那样，给出一个完美的解析解，但在他试图证明三体系统稳定性的过程中，他开创了一个全新的领域，混沌理论。

他发现，三体系统是一个对初始条件具有极端敏感性的确定性系统。初始位置或速度哪怕有微乎其微的差异，都会在时间的推演下，导致最终结果出现天壤之别。

正是在研究这种复杂、混乱但又遵循确定性法则的系统“相空间”（一个包含系统所有可能状态的抽象空间）时，庞加莱得出了一个意想不到的副产品，他证明，如果这个系统的“相空间”体积是有限的（即系统的状态是有限的），并且系统随时间的演化保持体积不变，那么系统中的几乎任何一个状态，只要经过足够长的时间，都必然会回到其初始状态的任意小邻域之内。

庞加莱回归并不是万物必然轮回的哲学宣言，而是一个有着严格前提条件的数学定理，它就像一场宇宙游戏的规则手册，只有在满足所有规则的情况下，“回到起点”的结局才会发生。

条件一：一个有限体积的封闭系统。

这是最核心的条件。系统必须是“有界的”，不能无限延伸。我们可以用一个简单的思想实验来理解：想象一个绝对密封、坚不可摧的盒子，里面装满了气体分子。这些分子永不停歇地随机运动、碰撞。

因为盒子是封闭的，所有分子都被限制在这个有限的空间内，它们所有可能的位置和速度组合（即相空间）也是有限的，就像一只被关在笼子里的老鼠，无论它如何奔跑，它的活动范围终究是有限的，它必然会重复踏上自己走过的路。如果笼子是无限大的，它可能就一去不复返了。

条件二：系统中不存在能量损耗（能量守恒）。

系统必须是孤立的，不能与外界有能量交换，在我们的气体盒子模型中，这意味着分子的每一次碰撞都必须是完美的弹性碰撞，没有丝毫的能量因为摩擦而转化为热能并散失掉。如果存在能量损耗，整个系统就会像一个慢慢停下来的陀螺，最终所有分子都会因为能量耗尽而沉寂在盒子底部，初始的活跃状态将永远无法回归，系统必须保持其全部活力，才能不断地探索所有可能性，并最终“找到”回家的路。

条件三：粒子数、能量等必须有限。

这个条件进一步强化了系统的“有界性”，确保了系统的总状态数是有限的，即使这个数字可能是一个天文数字。

满足了这些条件，回归就变得“几乎必然”，这里的“几乎”是一个数学上的严谨措辞，它意味着可能存在一些极其特殊的、永远不会回归的初始状态，但这些状态在所有可能的状态中所占的比例为零，就像在一张纸上随机投掷一枚无限细的针，投中某条预先画好的、没有宽度的线的概率为零。对于现实世界而言，“几乎必然”就等同于“必然”。

定理虽然成立，但它隐藏了一个魔鬼般的细节，回归所需的时间尺度，这个时间，被称为“庞加莱回归时间”，其长度往往是超乎想象的，可能远超宇宙当前的年龄。

我们可以借助“无限猴子定理”来类比，该定理指出，如果让一只猴子在打字机上随机敲击无限长的时间，它几乎必然能打出莎士比亚的全集，庞加莱回归，可以看作是这个思想在物理系统中的一个更普适、更严谨的版本。

让我们回到那个气体盒子，假设盒子不大，里面只有几十个气体分子，我们能否计算出，这些分子在某一个瞬间，全部自发地聚集到盒子的一半空间，而另一半则呈现真空状态的回归时间？

答案是可以的，但结果令人绝望。这个概率极其微小，而等待这一事件发生的时间，其长度可能是宇宙年龄的数万亿亿倍。

这就是庞加莱回归的残酷现实，宏观世界里，我们感受到的时间是线性的，系统永远在朝着熵增的方向、朝着更混乱的状态发展，一个打碎的杯子不会自动复原，正是因为构成杯子的所有粒子要同时回到它们破碎前的精确位置和状态，其庞加莱回归时间是一个实际上不可能达到的天文数字。

那么这个定理能否应用到宇宙本身呢？

根据目前最主流的宇宙学模型，我们的宇宙正处在加速膨胀之中，一个不断膨胀的系统，其“体积”是无限增大的，这直接违反了庞加莱回归所需的“有限体积”这一核心前提，如果宇宙将永远膨胀下去，那么物质和能量将变得越来越稀疏，最终走向冰冷的“热寂”，回归将无从谈起。

然而量子力学和一些前沿理论，为宇宙的终极循环留下了一丝可能性，根据量子理论，在一个有限的宇宙区域内（比如我们的可观测宇宙），由于普朗克常数的存在，其所能包含的量子状态的总数是有限的，尽管这个数字极其巨大，如果宇宙能够存在无限长的时间，那么根据概率，这些有限的状态必然会开始重复。

这意味着，在未来的某个遥远到无法想象的时刻，一个与我们当前宇宙状态极度相似的宇宙，可能会因为量子涨落而重新出现。在这个新的宇宙轮回中，一个与我们银河系一模一样的星系，一颗与太阳别无二致的恒星，以及一颗与地球毫无差别的行星，都可能会再次形成。