玻尔兹曼大脑是什么？宇宙中形成“玻尔兹曼大脑”的几率有多大
综述
各位读者大人们肯定都有想过一个问题——“我是谁？”
在著名电视喜剧“武林外传”中，身怀绝世武功的姬无命，就是因为没搞懂这个问题，硬生生被手无缚鸡之力的吕秀才给说得自我了断了。
从人类文明的初始，就一直有哲学家们为了找到这个问题的答案而绞尽脑汁。
其中我们熟知的思想家庄子，就提出了一个很著名的论点：庄周化蝶，究竟是蝴蝶梦到了庄子，还是庄子梦到了蝴蝶，这个问题的答案没有人能回答。而庄子给出的答案是——“我思故我在。”
庄周梦蝶
只要是拥有思考的能力，那么“我”就是存在的。
这就是唯心论的核心思想，睁开双眼，看到世界，思考世界，世界就因“我”而存在。死亡后，停止思考，世界就因“我”而灭亡。
让我们回到标题中来，如果宇宙中的各种天体因为随机运动而组合成为一个超级巨大的可以自主思考的大脑，请问，这个世界会不会就是因为它的存在和它的思考而存在的，甚至于我们的存在会不会都只是这个大脑的想象而已？
如果宇宙是个大脑
思想与物质的关系
要想搞懂这个奇怪的问题，首先我们要大概认识一下思想与物质之间的关系。
随着物理学的兴盛，唯物论大行其道，上文所讲到的唯心论几乎变成一个可有可无的学习方向。
现在大多数人认为世界的物质是本就存在的，不以人的意识为转移，不管我们如何认知世界，物质就在那里，不增不减。
但随着近代的物理学研究，对世界的深入了解，整个物理世界却渐渐变得玄幻起来，许多物理现象都透露着说不出的怪异，这其中当属双缝实验最为著名。
双缝实验
先说结论，双缝实验的存在让科学家们不得不考虑人的意识是否真的能影响世界。
这个神奇的实验具体内容是什么呢，免得有些读者不知道双缝实验，所以还是得大概地描述一下这个实验的内容。
科学家们早前一直无法搞懂“光”的基本构造是什么。有的人认为光是由一颗一颗的光子组成的光线，这些光子以光速进行运动，一束光线中会存在无数个光子。也有人认为，光是一种连续不间断的能量波，形状大概就像把石头扔进水中泛起的涟漪。
为了搞清楚这个问题的答案，科学家们想了一个办法，让光从两个缝隙中穿过去。
让光穿过缝隙
如果是一粒一粒的光子，那么墙上只会有正对这两个缝隙的地方会有光，如果是涟漪一般的光波，因为光波会扩散开来，从一个缝隙中出来的光波会撞上另一个缝隙出来的光波，把这光波撞到一边去，随着这种撞击的连锁反应，墙上最终会出现斑马线一般的无数条光线。
一开始，科学家们直接使用普通的光线进行实验，得到的结果就是，双缝后面的墙上出现了斑马线，这个结果似乎证明了光是一种连续不间断的波。
但是，事情没有那么简单，不然双缝实验也不会让人感觉很玄幻了。
接着科学家们又使用与理论上光子几乎一样的电子，需要注意的是电子已经确定了属于粒子，科学家们用高科技将电子一颗一颗对着双缝发射。
电子一颗一颗对缝发射
随着发射电子的数量增加，结果竟然同光线直接照射的结果一样的，双缝背后的墙壁出现了与光线直接照射时十分相像的斑马线条纹。
明明只有每次都只有一颗电子通过缝隙，理论上来说它一次只能通过一个缝隙，通过缝隙后也不会有光波或者别的电子来将这颗电子撞飞，最终的结果只可能是墙上只有对应着双缝的两根竖线的电子痕迹才对。
对于这个现象，科学家们只能认为在量子的微观尺度中，这颗电子可以同时通过两个缝隙，然后自己把自己撞飞了，所以才会出现这个斑马线一样的痕迹。
电子同时穿过两个缝隙
后来科学家们又做了第三个实验，与第二个实验一模一样，区别只在于在两个缝隙中安装了一个探测器，用来观察这个电子是怎样同时钻进两个缝隙的，这个探测器只有观察功能，不会影响电子的运动轨迹。
结果让所有科学家都头皮发麻，这次试验中，电子们老老实实地每次只钻过一个缝隙，在墙壁上也只留下了两个对应缝隙的痕迹，斑马线再也没出现过。
看完这个实验的过程，我们不难得出一个结论——这个世界，因为我们的观察而发生了变化！
一直信奉物质不会随着意识而转变的物理学家们，根本解释不清这个十分唯心的现象，时至今日量子力学也仍在研究观测是如何影响到物质世界的。
量子力学
而我们今天文章的主题，玻尔兹曼大脑，则十分有可能是负责观测宇宙，让宇宙保持存在的意识。
什么是玻尔兹曼大脑？
1896年奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼提出一个思想实验，如果宇宙粒子真的完全随机，而且它们能随机组成生命，发展出人类文明，那么为什么不能直接随机组装出一个能直接就能正常思考的大脑？
这个可能存在的大脑，就被称为玻尔兹曼大脑。
有一个说法与玻尔兹曼提出的问题十分相似：给猴子一台打字机，再给它无穷无尽的时间，总有一天，它一定能敲出莎士比亚写过的全部剧本。
虽然概率很小，但这绝对不是一件不可能的事情。
玻尔兹曼
如果这个意识真的存在，那么它有可能是由微小粒子组成的意识，也有可能是由太阳一般大的天体作为基本单位组成的意识。
甚至，玻尔兹曼认为，从低熵的宇宙原点演变成现在多熵宇宙的过程中，演化出低熵的生命体几率远低于演化出一个可以思考的大脑的几率。
换言之，我们是宇宙正常演化出来的可能性，远低于我们是一个宇宙演化出来的玻尔兹曼大脑想象出来的生命的可能性。
尤其是双缝实验中基本粒子就像是拥有自己的想法一般，会根据是否有观测而做出不一样的反应。
这让人也不得不思考，世界本身是否会有思想，我们是否真的只存在于玻尔兹曼大脑的想象中？
玻尔兹曼大脑与熵的关系
熵，用通俗的话讲，就是指一个世界的混乱程度。
从我们现在对宇宙的观察可以得知，我们整个世界的熵正在不停地增加，整个宇宙越来越混乱，于是人们得出了热力学第二定律：孤立系统的熵状态永远只会增加，不会减少。
根据这个定律，我们可以想象总有一天整个宇宙的其他能量都会转化为热能，所有的物质都不复存在，只剩下不停运动的基本粒子，宇宙变得就像一碗热汤一般，这就是热寂理论。
宇宙变化
玻尔兹曼则认为，如果宇宙的熵并不是注定会增多的，只是从概率上说，熵增加的几率远高于较少的几率，但是偶尔熵也是会出现减少的可能。
比如生命就是一个低熵体，生命天生就需要维持体内的稳定才能存活，而且为了生存，生命还需要将周围的环境也改造得井然有序，在这过程中，熵就在一直不停的减少。
既然降低熵的生命能出现，那么在整个宇宙这么大的范围内，偶尔出现一片区域时熵下降的可能性岂不是也会有。
降低熵值
宇宙中形成玻尔兹曼大脑的几率
宇宙中不停增加的熵，只是我们观测到的宇宙整体的一个现象。就好像一杯热水，一整杯水平均来说都是热的，但是偶尔总会因为水分子的运动，导致某一滴水突然变凉了，这个几率是存在的。
但随着水分子的继续运动，这滴水的温度很快会恢复回原来的温度，从一整杯水的温度来看却是从未因为这一滴水温度的变化而出现起伏。
宇宙也是一样，虽然整体都是越来越混乱，但是在无限的空间和时间里，总会有一些区域有几率变得井然有序，在一段时间后又恢复混乱，这也不会影响整个宇宙范围内的熵增。这个现象被称之为量子涨落。
量子涨落
在宇宙中量子涨落现象可以小到一个基本粒子的突然泯灭然后突然出现，也可以大到一整个星系突然熵减然后突然熵增。
从概率上说，涨落范围越小，发生的几率越高。
比如其他地方都在不停地崩坏、混乱、熵增，但偏偏我们太阳系变得井然有序，出现了生命，这就是宇宙中出现了一次太阳系那么大范围的量子涨落。
相对于宇宙的尺度，只在太阳系出现熵减的可能性并不低，但也不能算高。
比起一整个太阳系量子涨落的几率，只有涨落一个大脑大小的区域几率更是要大得多！
太阳系的量子涨落
根据估算，宇宙中可以连续思考的大脑的估计有75亿×10的72次方那么多的数量，也就是七万五千亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿个意识体。
这些可以思考的大脑，也许一出现，就被随机组合的粒子所欺骗，粒子们随机组成了记忆与历史，甚至一个新宇宙的规则和世界，让这颗大脑误以为生活在那个宇宙中，并且他所在的宇宙是处于熵减状态的。
熵减
结语
在没有足够证据的情况下就认为自己的存在来自一个大脑是十分不负责的。而且，如果我们所在的世界是玻尔兹曼大脑虚构的，那么物理规则也应该是虚构的，只研究虚构的规则，就意味着我们很可能永远无法找到我们是被虚构的真相。
总的来说，玻尔兹曼大脑就是一个科学版的缸中之脑。
虽然按照他的理论，我们是玻尔兹曼大脑的概率远远高于我们是宇宙演化出来生命的概率，但如果宇宙中真的存在一个自发生成的意识体，那么它面对宇宙的虚无时很可能一开始就会疯掉。
缸中大脑
关于玻尔兹曼大脑的一切，其实都属于无法证伪的猜想，也许科学家们研究了许多年后，终于发现我们真的都只源于一个玻尔兹曼大脑的想象，但在未证实之前，我们只能选择想象这个世界是真实存在的。
回归到哲学层面来说，无论宇宙的本质是真实的还是想象的，但我们存在于世界，拥有自己的思想，这不正是“我思故我在”的体现，仅仅为了我们此时此刻的感受和心情，就值得我们为生活而努力了。
宇宙的本质还需要思考