解读神奇的“玻尔兹曼大脑”，现实与虚拟的分界线到底在哪里？

我们经常听说过虚拟与现实，那么什么是虚拟，什么又是现实呢？

你可能会说，我们看到的感知到的就是现实，想象出来的或者说电脑里面的场景就是虚拟，但其实并不是如此简单，看了这篇文章之后，你会发现现实与虚拟没有明确的分界线，我们甚至不知道到底何为现实，何为虚拟。

科学家玻尔兹曼曾经说过这样一句话：人类拥有自我意识，那么宇宙里也可能存在独立的自我意识体。

这句话听起来比较抽象，到底是什么意思呢？先从著名的思想实验“缸中之脑”说起。

“缸中之脑”，是美国科学家普特南在1981年提出来的一个著名的思想实验，简单讲就是一个邪恶的科学家突发奇想，把一个人的大脑完整切除后，放到特殊的营养液里，然后连接到电脑端，用电脑不断向大脑传递电讯号，这些电讯号可以全方位模拟我们生活中的每个场景，让大脑认为自己仍旧是活在现实世界里。

营养液里的大脑感知到的场景与我们现实生活的场景没有任何区别，他也是每天上下班，拥有自己的爱人和孩子，能够看到世界里的美好事物.....

殊不知大脑感知到的一切都是电脑模拟出来的，都被电脑操控。

理论上讲，“缸中之脑”确实是可行的，因为我们现实生活中对外界事物的感知确实来自大脑接收的各种电讯号，如果真的有电脑能完美模拟那些电讯号，那么“缸中之脑”无论如何是无法知道自己一直被电脑操控着。

这也表明了一个可怕的事实，我们自身真的有可能只是“缸中之脑”，生活在虚拟世界里，我们感知到的一切只是一台超级计算机模拟出来的电讯号而已。

明白了缸中之脑，下面再来说说玻尔兹曼。

玻尔兹曼是统计物理学和热力学的奠基人之一，他他物理学中的熵和概率联系在一起，建立了玻尔兹曼方程，提出了著名的熵增定律。

何为熵？

熵，是衡量事物混乱程度的物理量。熵越大，事物越混乱。熵越小，事物越有序。而我们的宇宙演化过程就是一个熵增过程，也就是从有序到无序的过程，并且这个过程是单向的，不可逆的，这也被称为“熵增定律”，熵总是无情地从低到高。当然这是从宇宙整体来讲的，局部暂时的熵减是被允许的。

也就是说，随着宇宙的熵不断增高，我们的宇宙最终会达到彻底的无序，从热力学上来讲就是达到一种完全热平衡的状态，完全平衡意味着没有任何能量的传递交换，宣告“热寂”的到来，也意味着宇宙的死亡。

那么玻尔兹曼大脑又是什么呢？

刚才说了，由于熵增定律的存在，我们的宇宙总是无情地从有序走向无序，这个方向是不可逆的。

但是，现实生活中我们会发现，其实人类一直在破坏大自然法则，破坏熵增定律。因为人类的出现本身就是熵减的过程。

为了生存下去，我们必须每天都得吃饭，或许你还不知道，我们每天吃的食物都属于低熵，也可以认为是“负熵”，食物经过消化之后变成残渣，也就是高熵。

不仅仅是人类，我们在地球上看到的一切，包括地球本身都属于低熵事物，甚至我们的宇宙本身就是一种低熵。

而玻尔兹曼提出这样的观点：如果我们的宇宙源于熵的随机涨落，那么随机涨落中也应该出现很多自我意识体，也就是低熵态。

所谓的涨落，很好理解，通俗来讲就是偏离平衡状态上下浮动的过程。涨落的幅度越小，出现涨落的可能性越大。涨落的幅度越大，出现涨落的可能性越小。

相信大家都听说过这种猜想：让一个猴子不断敲击键盘，只要时间足够长，猴子一定会打出一篇长篇小说。只是这个概率趋于无限小。

玻尔兹曼大脑也是同样的道理，宇宙中的微观粒子恰好完美地碰到一起，组成了具有自我意识的大脑，这就是玻尔兹曼大脑。

更直白地来讲，玻尔兹曼大脑想表明的其实是：只要时间足够长，任何事情都有可能发生，而且一定会发生。

到这里，你可能会发现玻尔兹曼大脑存在一个核心问题：宇宙最初的低熵到底是怎么来的呢？

熵增原理告诉我们，最初的宇宙完全是一个低熵状态，诞生之后就宇宙的熵就一直在增加。但是宇宙最终的低熵状态到底是怎么来的呢？

玻尔兹曼给出的这样的解释，他认为在宇宙的演化史上，其实绝大部分时间都是高熵状态，但是不排除偶尔会出现涨落的情况，涨落之后再次回到平衡态。

而我们的低熵宇宙就是偶然一次概率很低的涨落出现的，说白了，我们的宇宙演化过程其实就是从偏离状态不断发展到平衡状态的过程，而我们这个过程我们定义为“熵增”过程。

不过，宇宙出现这种涨落的概率是非常低的。

但是，如果我们的宇宙足够大，或者说宇宙本身可以分为很多部分，而我们所在的宇宙，也就是涨落产生的宇宙只是真实宇宙的很小一部分，那么发生涨落的概率就很大了。

这种观点与可观测宇宙概念不谋而合。我们知道，可观测宇宙直径大约930亿光年，我们不知道可观测宇宙外面到底是什么，大概率还是宇宙，而且可能会是处于完全热寂状态的宇宙。

所以，如果我们的宇宙真的是熵的涨落产生的，那么也可能存在熵的涨落也会产生玻尔兹曼大脑。同样的道理，也会涨落出记忆，感知，涨落出任何事物，就像缸中之脑感受到的那样。

由此延伸出一个可怕的可能性，此刻的你正在读取这篇文章信息，但你认为的信息，其实只是熵的涨落产生的。甚至你这个独立存在的个体，就是玻尔兹曼大脑，你所有的一切，包括你的感知和记忆，都只是熵的涨落，都是熵在“不断地舞蹈”产生的。

玻尔兹曼大脑的概念很有趣，不过从物理学上来讲，它存在一个致命问题：自证。玻尔兹曼的本质决定了它根本无法被自证，因为所有的一切，包括“自证”本身，都可能是熵的随机涨落产生的！

到这里，你可能会有些恍惚，甚至有些疯狂：我到底生活在现实世界还是虚拟世界？

这是一个问题，但也不是问题。因为所谓的现实与虚拟本来就是相对的，也是人为定义的，最关键的是，不管是虚拟还是现实，主要我们自己认为是现实，那就是现实，其他的都不太重要了！