圣塔菲研究所的一项新研究重新审视了“玻尔兹曼大脑”假说，这个思想实验一个多世纪以来一直挑战着物理学家。该假说源于19世纪物理学家路德维希·玻尔兹曼关于熵的工作。在一个存在时间极长的宇宙中，熵的随机波动偶尔会产生高度有序的结构，原则上这可能包括一个功能完备的大脑，并带有详细的记忆和感知。如果真是这样，那么我们经历的连贯过去可能并不真实，而只是一个看似有意义的短暂随机事件。由于时间对称性，在严格的数学意义上，复杂结构（如记忆和观察）从熵的随机波动中产生的概率，比作为真实过去的准确记录的概率更高。这一令人不安的含义是，我们的经历可能具有误导性，由偶然形成，而非基于实际事件。这就是玻尔兹曼大脑假说的核心。

为了更好理解这个问题，研究人员开发了一个正式框架，研究玻尔兹曼大脑假说、热力学第二定律以及相关的“过去假说”如何依赖于关于时间的基本假设。一些方法通过固定宇宙的当前状态来分析宇宙，而另一些则从低熵起点（如大爆炸）的假设开始。当前的物理理论并不能确定这些观点中哪一个是正确的。

研究澄清了长期争论的结构

基于作者描述的“熵猜想”，研究表明这一领域的许多熟悉论证都依赖于微妙的循环推理形式。在这些情况下，关于过去的假设被用来证明记忆的可靠性或熵的方向等结论，而这些相同的结论随后又被用来支持最初的假设。该工作并没有试图解决这些争论，而是澄清了它们的结构。通过区分物理定律和解释它们时所做出的选择，这项工作为检验关于时间和熵的长期存在的问题提供了一个更透明的基础。

参考文献

Wolpert, D., Rovelli, C. & Scharnhorst, J. (2025). Disentangling Boltzmann Brains, the Time-Asymmetry of Memory, and the Second Law. Entropy. DOI: 10.3390/e27121227

该研究从基础物理和统计力学出发，形式化地分析了“玻尔兹曼大脑”悖论、热力学第二定律与记忆的时间不对称性之间的逻辑关系。研究指出，关于过去和熵的许多传统论证依赖于循环推理，并探讨了不同时间视角（如“现在边界条件”与“过去低熵假设”）下的物理含义。研究团队来自圣塔菲研究所等机构。