玻尔兹曼大脑:如何判断“现实”中感知到的一切是真实的呢?

  几百年前,有个叫笛卡尔的人提出过一个着名的思想实验。设想有一个“邪恶魔鬼”既强大又聪明,而它整天不干别的、唯一的任务就是欺骗我。确切地说,是围绕我的一切感官制造一个幻觉,让我以为自己看见了一个完整的外部世界——但这个世界并不存在。事实上,它还营造出了我的全部身体,而我的身体也不存在。那么,我如何判断“现实”中的我感知到的一切是不是真实的呢?

玻尔兹曼大脑:如何判断“现实”中感知到的一切是真实的呢?

  玻尔兹曼大脑

  那句人尽皆知的“我思,故我在”就出自这个思想实验——不管魔鬼怎么欺骗,我作为思考的主体一定是存在的。但是这不能解决外部世界是否为幻觉的问题。笛卡尔本人最后动用了上帝,这恐怕不能让现代读者满意。其它类似的思想实验也没有一个能干净利落解决这一问题的——印度哲学有摩耶,希腊哲学有洞穴隐喻,中国哲学有庄周梦蝶,科幻读者会想到缸中之脑,电影爱好者会想到黑客帝国和盗梦空间……不过不管怎么看,这都是个纯粹的哲学命题吧。

  但是事实上,物理学也堂堂正正在里面掺和了一脚。而这个邪恶魔鬼的物理学版本,就叫做玻尔兹曼大脑。

  宇宙的起源为什么是低熵的?

  路德维希·玻尔兹曼这个名字通常会和19世纪末的热力学联系在一起,玻尔兹曼大脑也不例外。事实上,它是源自热力学第二定律的产物。

  我们都听说过墨菲定律:事情只要能变得更糟,总会变得更糟。这时热力学第二定律会冒出来半开玩笑地解释说,因为孤立体系里事物的无序度(熵)不可能自发减少嘛。杯子能自动变成碎片,碎片不能自动变成杯子;空气分子会均匀分布在屋子里,而不会突然全跑到左半边、让右边的人憋死。但是,为什么会这样呢?

  玻尔兹曼提出过一个巧妙的基于概率的解释。假如所有的空气分子都龟缩在房间的一个小角落,那么这样可能的分布方式数量很小。假如空气分子均匀分布在房间里,可能的分布方式数量就超级大。现在你任选一个时刻看一眼这间屋子,你看到它的气体非常不均匀的概率,几乎就是零。事实上,你就在这里等上一千亿年,也不见得能等到气体全跑到左半边的那一瞬间。之所以孤立系统的熵不会自发减少,因为熵高的状态出现的概率大。

  

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