奧地利物理學(xué)家路德維希·玻爾茲曼曾提出一個(gè)觀點(diǎn)：如果已知的低熵態(tài)宇宙是來源于熵的漲落，那漲落中也應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)許多低熵的自我意識(shí)，比如一個(gè)孤單的大腦。這種孤單的大腦就被命名為波爾茲曼大腦。
奧地利著名物理學(xué)家：路德維?！げ柶澛?/p>
一、“玻爾茲曼大腦”是什么？
如果永恒暴漲模式是正確的話，那么，我們的宇宙只不過是“多元宇宙”中的一個(gè)。
只要獲得足夠的空間和時(shí)間，被稱為“玻爾茲曼大腦”的意識(shí)程度最小的“目擊者”就有可能出現(xiàn)，而且在數(shù)量上超越像我們這樣的“普通目擊者”。
由于虛空空間包含著一種被稱為真空能量的排斥力，所以它最終可能催生顆粒、原子甚至理論上的意識(shí)性實(shí)體。這些假設(shè)的“玻爾茲曼大腦”，亦即對(duì)周圍空間的“自發(fā)目擊者”，對(duì)人類在宇宙中的地位提出了挑戰(zhàn)。
那么，這些東西到底是什么呢？
從理論上講，它們可能呈現(xiàn)幾乎任何一種形式，但根據(jù)概率定律和量子力學(xué)，它們體積越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，就越發(fā)不大可能顯現(xiàn)。它們可能是脫離軀殼、帶有眼球、飄浮在外層空間的大腦。它們可能由一個(gè)整體所構(gòu)成，身裹太空服，配備氧氣瓶。它們可能是人類的大腦、動(dòng)物的大腦，或者由氣體組成的智能外星人物種。不管根據(jù)研究人員達(dá)成的什么定義，真正重要的在于：它們具有發(fā)揮意識(shí)的資格。
它們甚至不一定是真實(shí)的大腦。舉例來說，如果計(jì)算機(jī)能變得復(fù)雜到足以被視為一種意識(shí)，那么，它們同樣具備這個(gè)資格。由于計(jì)算機(jī)芯片將大量的處理功率融入微小的空間，因此，硅基玻爾茲曼大腦的體積可能比生物大腦小得多。如果這樣的話，那將會(huì)使意識(shí)性計(jì)算機(jī)更有可能從真空而不是生物實(shí)體中“橫空出世”，意味著它們可能成為支配宇宙的主宰之一。
二、波爾茲曼大腦的發(fā)現(xiàn)與人擇原理
請(qǐng)你考慮一下這個(gè)問題：為何你的耳朵具有它們現(xiàn)在的形狀和位置？
答案也許是使得眼鏡能配戴在耳朵上。
假如那樣的話，耳朵必須存在且必須在它們現(xiàn)在的地方，而這正是眼鏡的存在所決定的。這就是人擇原理的最基本含義：正是因?yàn)槿祟惖拇嬖?，才能解釋我們這個(gè)宇宙的種種特性。
但是，這種思維是否從反方向來理解了呢？
如果說眼鏡被設(shè)計(jì)成能適合耳朵，是否更準(zhǔn)確些呢？假如耳朵長在別的地方或根本就不存在的話，那么，就會(huì)以不同的樣式設(shè)計(jì)眼鏡了。人擇宇宙學(xué)原理（簡稱人擇原理）由鮑羅和泰伯拉提出。這條原理很復(fù)雜，簡言之，即“我們看到的宇宙之所以這個(gè)樣子，乃是因?yàn)槲覀兊拇嬖凇！?/p>
人擇原理又分為弱人擇原理和強(qiáng)人擇原理。弱人擇原理認(rèn)為，我們生存在眾多個(gè)宇宙演化模型中一個(gè)，假如我們不是身處現(xiàn)在這模型，即宇宙會(huì)以不同方式演化，我們也不會(huì)在這里。而強(qiáng)人擇原理就更肯定宇宙一定會(huì)生出有智慧生物，不允許宇宙以其他不能夠令我們生存之選擇出現(xiàn)。
應(yīng)用弱人則原理的一個(gè)例子，是“解釋”為何大爆炸發(fā)生于大約100億年之前——智慧生物需要那么長時(shí)間演化。一個(gè)早期的恒星必須首先形成，這些恒星將一些原先的氫和氦轉(zhuǎn)化成像碳和氧這樣的元素，由這些元素構(gòu)成我們。然后恒星作為超新星而爆發(fā)，其裂片形成其他恒星和行星，其中包括太陽系，太陽系的年齡大約是50億年，地球存在的頭10到20億年，對(duì)于任何復(fù)雜東西的發(fā)展都太熱了。
余下的30億年才用于生物進(jìn)化的漫長過程，這個(gè)過程導(dǎo)致從最簡單的機(jī)體到能夠測(cè)量回溯到大爆炸那一瞬間的生物的形成。
很少人會(huì)對(duì)弱人擇原理的有效性提出異議。然而，有的人走得更遠(yuǎn)并提出強(qiáng)人擇原理。按照這個(gè)理論，存在許多不同的宇宙或者一個(gè)單獨(dú)宇宙的許多不同的區(qū)域，每一個(gè)都有自己初始的結(jié)構(gòu)，或許還有自己的一套科學(xué)定律。在這些大部分宇宙中，不具備復(fù)雜組織發(fā)展的條件；只有很少像我們的宇宙，在那里智慧生命得以發(fā)展并質(zhì)疑：“為何宇宙是我們看到的這種樣子？”回答很簡單：如果它不是這個(gè)樣子，我們就不會(huì)在這兒！
1988年11月，科學(xué)家們就一直討論多年的論題——人類學(xué)的原理，召開了一次極有權(quán)威的科學(xué)會(huì)議。
“人類學(xué)的”（Anthropic）一詞源于希臘語，意思是“與人有關(guān)的”。人類學(xué)原理試圖強(qiáng)調(diào)，人類作為目擊者，對(duì)宇宙的真正存在來說是必需的。
也許看來它的反面是正確的。我們是在一顆普通恒星的一個(gè)小的行星上，而這顆恒星湮沒于包含了幾千億顆恒星的一個(gè)星系里，還有另外的恒星在其他1000億個(gè)星系里。為什么如此無法想象的龐大的一個(gè)宇宙居然僅為我們而存在？
答案則是宇宙越小，它膨脹然后收縮而絕滅所需的時(shí)間就越少。對(duì)我們來說，為了取得進(jìn)化時(shí)間，宇宙必須像它現(xiàn)在那樣大。
此外，自然規(guī)律使得原子能夠形成；大爆炸以后有過的經(jīng)歷似乎使恒星和星系得以形成。要不是原子、恒星和星系剛好能形成的話，那么我們自己就不可能形成。
量子理論也使得我們好像是必不可少的。根據(jù)量子理論，在有些情況下，我們實(shí)際上只有在觀測(cè)到電子時(shí)才可能辨別它在做什么；而當(dāng)沒有觀測(cè)到電子時(shí)，即使理論上也不可能推斷它在做什么。
按照這個(gè)理論，某些科學(xué)家認(rèn)為宇宙必須有目擊者，而且自始至終必須有目擊者。但另一方面，直到宇宙150億歲時(shí)，最早的人類才進(jìn)化?？铸?jiān)匈Y格當(dāng)目擊者嗎？直到宇宙100億歲時(shí)，地球本身才形成。這是否意味著在其他行星上有別的形式的生命曾作見證？否則它是否意味著宇宙是上帝僅僅為了人類的利益而創(chuàng)造的？而且那個(gè)上帝從頭到尾是宇宙永恒的監(jiān)護(hù)人嗎？根據(jù)強(qiáng)人擇原理，這個(gè)假定似乎是必然的。
然而，大多數(shù)科學(xué)家更喜歡弱人擇原理。為了理解其意義是什么，請(qǐng)你考慮一下這個(gè)問題：為何你的耳朵具有它們現(xiàn)在的形狀和位置？答案也許是使得眼鏡能配戴在耳朵上。假如那樣的話，耳朵必須存在且必須在它們現(xiàn)在的地方，而這正是眼鏡的存在所決定的。
但這種思維恰巧是從相反方向來理解的。事實(shí)上，眼鏡被設(shè)計(jì)成能適合耳朵，而不是反過來。假如耳朵長在別的地方或根本就不存在的話，那么就會(huì)以不同的樣式設(shè)計(jì)眼鏡。
同樣情況，有可能存在無限多的宇宙，每個(gè)宇宙具有一組不同的自然規(guī)律。或許這無限多的宇宙中，除了一個(gè)之外，其余的宇宙所具有的自然規(guī)律都不容許生命存在。而僅有一個(gè)宇宙里，其自然規(guī)律確實(shí)考慮到了生命的存在。
這一個(gè)宇宙就應(yīng)是我們的宇宙，而我們就在其中經(jīng)歷了進(jìn)化，然后對(duì)這個(gè)宇宙顯得多么恰好地適合于我們感到驚異。
我們?cè)鯓幽軘喽ㄈ跞藫裨硎欠裾_呢？畢竟，我們自己的宇宙是我們所能觀測(cè)的惟一一個(gè)宇宙。要是有無數(shù)個(gè)宇宙的話，那么可能有許多宇宙足夠接近完美而容許我們這種生命生存。我們的宇宙應(yīng)只是它們中的一個(gè)，且它也許不是最臻完美的。
三、玻爾茲曼大腦悖論
我們生活的世界有序性相當(dāng)高，熵相當(dāng)?shù)?，而宇宙在膨脹這一事實(shí)又說明宇宙過去曾經(jīng)處于一個(gè)熵更低的狀態(tài)。
熱力學(xué)第二定律說明封閉宇宙的熵永遠(yuǎn)不會(huì)減少。
最可能的宇宙是一個(gè)高熵態(tài)物質(zhì)分布均勻的宇宙。但為何我們能觀測(cè)的宇宙熵如此之低？
對(duì)此，玻爾茲曼提出一個(gè)猜想：我們觀測(cè)到的低熵世界來源于高熵宇宙的隨機(jī)漲落。大的漲落可以造成熵很低的狀態(tài)，概率也很低，但在宇宙廣闊尺度下仍然會(huì)發(fā)生，而我們自身的存在也是來源于這種漲落帶來的低熵世界。進(jìn)一步演繹就可以得出：這種漲落有可能產(chǎn)生一個(gè)大腦——自我意識(shí)實(shí)體，而其概率比產(chǎn)生我們所處的低熵世界并進(jìn)化出數(shù)量巨大的大腦的概率要大得多?？梢杂?jì)算出漲落出我們的世界的概率是，而漲落出玻爾茲曼大腦的概率是。
因此對(duì)于我們來說，宇宙中應(yīng)該有很多這種孤單的玻爾茲曼大腦漂浮在無序中，他們有和我們不同的意識(shí)和記憶。因此對(duì)于宇宙來說觀測(cè)者更有可能是這種隨機(jī)漲落出現(xiàn)的大腦，而非人類這種進(jìn)化出來的大腦。
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