遼寧
玻爾茲曼大腦，相信很多人都聽說過。不過，網(wǎng)絡(luò)上對于玻爾茲曼大腦的解讀很“邪乎”，有點以訛傳訛的味道，很多人根本分辨不出真?zhèn)危絹碓脚磺宄降资裁词遣柶澛竽X。下面就一起來解讀一下。
簡單說，玻爾茲曼大腦與熱力學(xué)第二定律和熵的概念有很大關(guān)系，還有時間的方向。
在宏觀世界，時間只有一個方向，永遠向前，是單向的。不過在微觀世界，時間沒有方向，也可以說時間是雙向的，可以向前，也可以向后。
但是熱力學(xué)第二定律表明，時間的確只有一個方向，這就是時間之間，一直向前。用熵的概念解釋就是熵增原理，孤立系統(tǒng)中的熵只能增加，也就是從有序到無序。
很明顯，微觀世界里的時間表現(xiàn)違反了熱力學(xué)第二定律。因為微觀世界里的時間是對稱的，雙向的。
在我們的宏觀世界里，時間是不對稱的只有一個方向。舉個例子，生活中我們總會偶然打碎一個碗，這是一個再正常不過的物理現(xiàn)象。但是如果這個過程反過來，如果你看到一個打碎的碗變成原來完好無損的碗，你肯定一眼就能發(fā)現(xiàn)不對勁，這樣的物理現(xiàn)象是不可能發(fā)生的。
那么，為何微觀世界就可以出現(xiàn)類似的事情呢？為什么微觀世界的時間是對稱的呢？
物理學(xué)家對這樣的問題進行了長時間深入思考，最后他提出了一個讓很多人吃驚的觀點，他認為熱力學(xué)第二定律并不是客觀存在的大自然法則，只是表現(xiàn)出來的統(tǒng)計學(xué)屬性。
說白了，熱力學(xué)第二定律中的熵，并不是真的總是增加，只是表現(xiàn)出增加的概率更大罷了。
熵增原理告訴我們 ，孤立系統(tǒng)里的熵總是會增大，系統(tǒng)總是會自發(fā)地從有序到無序。但玻爾茲曼認為并不是那樣的，只是熵增加的概率更大罷了，也會出現(xiàn)熵減小的情況，只是概率很小。
于是，低熵系統(tǒng)朝著熵減發(fā)展的可能性會很小，大概率都會朝向熵增。
這里就會出現(xiàn)另一個問題：低熵系統(tǒng)，又是如何出現(xiàn)的呢？
按照玻爾茲曼的觀點，任何系統(tǒng)里高熵出現(xiàn)的概率總會很高，所以低熵系統(tǒng)由高熵環(huán)境演化的可能性幾乎是注定的。這就意味著我們的宇宙并不是朝著熵增的方向演化，而是朝向熵減。
也就是說，低熵宇宙確實是由高熵演化而來的，而低熵也必然演化成高熵，這兩者并不矛盾，其實也是玻爾茲曼大腦思想的雛形。
難道上面觀點真的與熱力學(xué)第二定律矛盾嗎？并不是。因為我們常說的熵增只是一種漲落現(xiàn)象，是宇宙漫長演化史表現(xiàn)出來的暫時現(xiàn)象。
好像有點晦澀難懂，下面來舉例說明。
很多人都學(xué)過游泳，我們在水里會感受到浮力，這些浮力是如何產(chǎn)生的呢？
從微觀上來講，是由于大量的水分子撞擊我們的身體產(chǎn)生的。理論上講，不同時間點，水分子撞擊我們身體的速度力度都是不同的，只不過水分子數(shù)量太多了，我們根本不可能感受到有任何不同，只會感受到浮力。
不過理論上只要我們有足夠精密的儀器，能精確每個水分子撞擊我們身體的力度速度等，肯定能計算出浮力的波動，只不過這種波動肯定很小，而這種波動就是上面所說的漲落。
純理論分析，肯定會出現(xiàn)這樣一種情況，所有水分子恰好都不會撞擊我們的身體，我們也就不會感受到浮力。這就是最大的波動，最大的漲落。但實際上我們知道這是不可能發(fā)生的，或者說發(fā)生的概率只存在理論上。
也就是說，很大的漲落出現(xiàn)的幾率總是很小，平時發(fā)生的基本都是小的漲落。
我們的宇宙也同樣如此，大部分時間總會是一種高熵狀態(tài)，也就是平衡狀態(tài)。但理論上，也會出現(xiàn)偶然的大的漲落，這種大的漲落到直接產(chǎn)生了我們的宇宙！
但這種大的漲落發(fā)生的概率實在太小了，意味著我們的低熵宇宙出現(xiàn)的概率同樣很小。不過理論上，只要時間足夠長，無論大的漲落發(fā)生的概率有多小，最終一定會發(fā)生。
既然我們的低熵宇宙是由高熵宇宙的隨機漲落產(chǎn)生的，那么我們自身也可能源自于這種隨機漲落帶來的低熵世界。這就意味著，一個漲落就可能誕生一個意識實體，也就是玻爾茲曼大腦。
而且科學(xué)家們計算發(fā)現(xiàn)，漲落出我們宇宙的概率遠比漲落出玻爾茲曼大腦的概率更低。如果說漲落出我們宇宙的概率是10的負100次方的話，那么漲落出玻爾茲曼大腦的概率高達10的負28次方，兩者相差太大了。
從概率上來講，漲落出一個我們的宇宙，就會漲落出10的72次方個玻爾茲曼大腦！這個數(shù)量太龐大了，難道我們的宇宙充滿了無數(shù)個孤單的玻爾茲曼大腦？細思極恐！
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