關於虛幻與真實的問題其實很籠統，而我們存在的意識有時候是真是假也很模糊，就連玻爾茲曼也認為：

人類都可以出現自我意識，那麼宇宙中也有可能存在獨立自我意識體的情況，同樣的意識看不見也摸不著，真假也難分，就像“缸中之腦”那樣特殊。

什麼是“缸中之腦”？

在1981年，美國科學家普特南曾提出一個著名的假想——缸中之腦，這個假想是這樣的；

如果把一個人的大腦完整取出後放入特製的營養液中，並且連線電腦，透過特殊的程式向其傳達感官資訊，可能會營造出一種假象：導致這個大腦認為自己仍然可以生存和活動。

在這個電腦程式裡，他的朋友依舊在跟他談笑風生，他的父母依然對他疼愛有加，他的戀人依然與他恩愛如初。

這看似現實的世界其實是由泡在營養液裡的大腦被計算機操控下的結果，可以說他現在所有的與常人無異的生活都是計算機為他策劃好的……

這似乎表明了一個觀點，我們現在所存在的空間未必就是真實的。

玻爾茲曼是誰？

全名路德維希·玻爾茲曼，1844年的維也納出生，是奧地利物理學家和哲學家，還是熱力學和統計物理學的奠基人之一。

玻爾茲曼不僅發展了麥克斯韋的分子運動類學說，把物理體系的熵和機率聯絡起來，還闡明瞭熱力學第二定律的統計性質，並引出能量均分理論。

在1872年的時候，玻爾茲曼建立了玻爾茲曼方程，這個方程是用來描述氣體從非平衡態到平衡態過渡的過程，而著名的玻爾茲曼熵公式是他在1877年提出來的，但是這位著名的人物卻在1906年自殺身亡，現如今被葬在維也納中央公墓。

首先了解一下熵增定律。

其實就是熱力學第二定律的另一種叫法，用來描述的是不可逆過程，簡單來講就是熱量不可能從低溫物體自發的轉移到高溫物體，放到宇宙中來說就是：宇宙的隨時間的演化是從有序到無序的過程，這個過程就是熵不斷增加的一個過程。

如果我們把宇宙看作一個最大的封閉系統，那麼隨著宇宙內部熵的增長，那麼它的無序程度將會與日俱增，也就是說宇宙的秩序處於持續不斷的崩解之中。

如果這樣一直下去，宇宙的內部將會達到一種完全均勻的熱動平衡的狀態，整個宇宙會完全分解，沒有任何星系和星球，更不會出現任何生命，而這種情景被科學家預言未來宇宙被稱為“熱寂”的狀態。

玻爾茲曼大腦悖論是什麼？

在物理學中，時間方向的改變，物理定律依然適用。而熵增定律又說明了，熵具有方向性，是不能在時間上反演的，否則會違背熵增定律。

在宇宙中，人類其實是一個打破自然規律的存在，因為人類從出生開始就在不斷的減緩自己熵增的過程——透過吃飯得到能量。

所謂漲落就是指偏離平衡態上下浮動的一個過程，漲落的幅度越大，機率越小；漲落的系統越大，發生漲落的機率也越小。

而在機率學中：我們應該都聽說過這樣一個猜想：假設給猴子一個打字機，經過足夠長的時間，一定會打出莎士比亞全集，儘管這個機率無窮小。

而玻爾茲曼大腦則是：宇宙中的原子分子恰好都碰到了一起組成了一個大腦，這個孤單的大腦就是“玻爾茲曼大腦”，也可以理解為，經過足夠長的時間，任何事都有可能發生。

而問題的核心應該是：宇宙起源的低熵態是怎麼來的？

熱力學第二定律告訴我們，宇宙一開始是一個熵極低的狀態，從宇宙誕生至今，宇宙的熵都是在不斷增加的，但它卻並沒有告訴我們，初始條件的低熵態宇宙又是怎麼來的。

接著玻爾茲曼又給出了這樣一個觀點：宇宙在歷史的長河中，大部分都處於高熵態的，但是偶爾會發生漲落偏離一下，最後又回到平衡態，我們的低熵態宇宙就是因為一次機率極低的漲落產生的。

而現在我們的宇宙就是一個由偏離狀態迴歸到平衡態的一個過程，所以在我們看來，宇宙是在熵增的。但事實上，我們整個宇宙出現這種情況的機率是極低的。

但是如果把宇宙分成若干份，或許漲落的只是宇宙的一小部分呢？這樣一來漲落的機率就大大增加了。也就是說，在我們可觀測宇宙之外，很有可能是一片處於熱寂的宇宙。

需要注意的是19世紀，玻爾茲曼大腦理論誕生時，還沒有大爆炸學說，所以說玻爾茲曼的觀點基本可以排除掉了。

當然還有對宇宙低熵態的另一種解釋，這裡我就不再闡述了。

回到問題中，玻爾茲曼大腦真的存在於宇宙嗎？

在歷史上，玻爾茲曼大腦只是在考慮宇宙低熵態時想到的問題，現實中是不會出現的，儘管這個悖論一直被人以為是熵和熱力學之間的矛盾問題，事實上它都不算是一個物理問題，而是一個數學上的機率問題。

在物理學中存在著很多思想實驗，除了我們熟知的，薛定諤的貓外，還有一個和人類大腦有關的思想實驗，那就是玻爾茲曼大腦

1896年，奧地利物理學家玻爾茲曼，從熵的隨機漲落出發，認為無序宇宙中的基本粒子們，既然組成恆星和星系，然後再組成地球，再然後組成地球上的原始生命，再再然後組成人類這種具備複雜思想能力的智慧體。

那麼宇宙中的基本粒子，有沒有可能直接組成一個具備複雜思想能力的大腦呢？

畢竟從難易程度上來看，基本粒子直接組成大腦，明顯要比組成行星與生命，再組成大腦，“簡單快速”的多。

而這種“獨立存在於宇宙中的大腦”，就是玻爾茲曼大腦，它可能只在宇宙中“存在”過一瞬間，也可能真的“恆久”存在於宇宙，並感知著宇宙本身。

宇宙雖說被熵增定律統治著，但目前看來，宇宙的熵值並不高，因為宇宙中，仍然存在著星系和恆星，以及其他各種天體，最重要的是，還存在著人類這種“自我意識”體。

以上的事實表明，宇宙距離“最後的混亂”還有“很長”一段時間，而這段時間，或許足夠讓玻爾茲曼大腦出現。

玻爾茲曼大腦本身的出現和消失，完全可以看作是一個機率問題，理論上來說，隨機漲落出來的玻爾茲曼大腦，完全可以再漲落出一些記憶，甚至是漲落出一套成熟的感官系統，就像缸中之腦一樣。

換言之就是說，你以為你是在螢幕前，接受這段“資訊”，但這段“資訊”有可能，只是“漲落”出來的，而“你”就是一個獨立存在，並長期“活躍”的玻爾茲曼大腦，“你”的一切記憶和感知，都只是“熵的舞蹈”。

玻爾茲曼大腦可以說是物理學中，最“有趣”的思想實驗，儘管它本質上就是一個“自證”問題，但它的本質，又決定了它無法被自證，畢竟一切的一切，包括所謂的“自證”，都可能只是“熵的隨機漲落”

在可以預見的未來，隨著計算機技術和腦科學的不斷進步，最頂級的“腦機結合”技術，或許可以完全“矇蔽”一個人的所有感官，從而讓他“生活”在一個，在“外界”看來完全虛擬，但對他卻無比真實的世界。

究竟是在“虛擬世界”裡，為所欲為的活著？

還是在“現實世界”裡，堅持所謂的“真實存在”，並普通的活著？

生存還是死亡，這是一個問題

虛擬還是現實，同樣是一個問題

玻爾茲曼大腦通俗的說法就是，在無限長的時間裡，任何可能發生的事都會發生，而且會發生無數次，比如出現一個認為宇宙是現在這個樣子的大腦，這種大腦就稱為玻爾茲曼大腦。如果空間和物質也是無限的，那麼每時每刻都有無數個玻爾茲曼大腦存在。如果時間是無限的，那麼根據熱力學第二定律，現在的宇宙必須是熱寂的，因為現在的宇宙早已經經過了無限長的歷史。那麼多時間必然的結果就是熱寂。然而現在的宇宙看起來完全不熱寂。

如果我們都不是玻爾茲曼大腦，那麼就有兩個可能：第一是宇宙並非無限長曆史，這也就是現在主流的宇宙有起點的看法。在這個觀點中，熱二定律在全宇宙成立，我們正在通往熱寂的途中。第二個可能就是熱二定律不適應全宇宙，它只在區域性孤立系統中成立。這種情況下，宇宙的歷史可能是無限長，也可能是有限長。

值得說明的是，引力是反熵增的，也就是反熱二定律的。假設一個太空中封閉的盒子裡有好幾個小球，一開始在作隨機運動，但它們之間存在引力。隨著時間的推移，它們之間的引力會造成它們之間的距離逐漸縮短，最終會讓小球全部擠在一起。這個最終的擠在一起的狀態可以說是個零熵狀態，因為這樣狀態下的小球不再有任何其他的運動方式。如果考慮引力波那就根本不存在這樣的孤立系統了，小球們的引力波可以穿透一切有限體積的孤立系統的邊界。

之所以這樣，是因為力是吸引力，給引力系統增加能量，會降低系統內組成部分的速度。舉個例子在太陽系中如果給地球增加能量，地球就會獲得一個比現在更遠的繞日軌道。而在更遠軌道上的地球的繞日速度是低於更近軌道的。所以引力勢能是個負能量，它引起的不是熵增而是熵減。

而我們的宇宙看起來就是因為引力的存在，而出現了大量相對熱寂而言低熵的東西，比如各種天體以及星系。隨著時間的推移，宇宙的熵看起來並沒有增加如熱力學所預言的那麼快，就是因為有引力在“抗拒”那個熱力學熵增。

對比於無限歷史的宇宙催生出無數個玻爾茲曼大腦的場景，我們更應該接受“我見即實在”的觀點吧，因為後者更科學，而玻爾茲曼大腦這種說法跟人擇原理一樣，怎麼方便怎麼來，缺乏科學所需的預言和可證偽要求。斯莫林在《時間重生》這本書裡對此做了不少的說明，有興趣的可以去看看。