蛋吗？完全不能。还记得我们在第8章结尾处的讨论吧。给定一个中等
熵的布局，但没有更进一步的信息或假设，比如过去假说（这个假说对
从远古以来就密封着的盒子来说显然并不适用），那么这个布局极有可
能是从过去的高熵状态演化而来，就跟这个状态极有可能在未来演化为
高熵状态一样。反过来说，给定一枚破了的蛋，那么这枚蛋是从完好的
蛋演化而来的可能性并不比破了的蛋演化为完好的蛋的可能性高。我们
说的也就是，可能性并不是非常高。
玻尔兹曼大脑
“鸡蛋—盒子共同体”的例子揭示了玻尔兹曼—卢克莱修情景的根本
问题：我们不可能求助于主张过去的低熵状态存在的过去假说，因为宇
宙（或鸡蛋）只是在以可预测的频率循环历经所有可能的布局。在恒久
远的宇宙中，不存在所谓的“初始条件”。
宇宙大部分时间都处于热平衡态，但我们可以诉诸人存原理来解释
为何我们的局部环境并非处于平衡态，这样的思路带来了一个强有力的
预测，然而在数据上得不到证明。这个预测就是，鉴于（在“我们”的某
个恰当定义下）要允许我们存在，我们理应尽可能接近平衡态。波动在
所难免，但大型波动（比如生出一枚完好的鸡蛋）比小一些的波动（比
如形成一枚破了的蛋）少见得多。回到图54我们会清楚地看到这一点，
图中的曲线显示了很多小波动，但较大的波动屈指可数。而我们能看到
的周围的宇宙确实是一次大型波动[192]。
如果宇宙是围绕平衡态波动的永恒系统，那么关于宇宙看起来会是
什么样子，我们可以说得更具体一点。玻尔兹曼援引了人存原理（尽管
他没叫这个名字）来解释为什么我们不会发现自己身处最常见的平衡态
期间：平衡态下生命不可能存在。很明显，我们要做的是在这样一个宇
宙中找到生命宜居的最常见条件。如果我们还想更严谨一点，还可以说
我们要找的或许应该是不仅对生命宜居，对特殊的智慧生命、有自我意
识的生命（我们总喜欢以此自居）也宜居的条件。
说不定这就是脱身之计？我们也许会想，说不定为了让像我们这样
先进的科学文明出现，我们需要一个“支撑系统”，以整个宇宙满布恒星
和星系的面目出现，起源则是某种熵极低的早期条件。说不定这能解释
为什么我们会发现这个宇宙那么大手大脚。
不不不，这个游戏我们得这么玩：你说出你认为宇宙中基于人存原
理必须存在的特定事物，比如说太阳系、行星、特定生态系统、一种复
杂生命、你眼下身在其中的房间，等等，随便什么都行。然后我们来
问：“在这些条件下，除了我们要求的这些特定事物之外，宇宙剩余部
分在玻尔兹曼—卢克莱修情景下最可能的状态是什么？”
答案永远是：剩下的宇宙最可能的状态就是平衡态。如果我们
问：“一个无限大的处于平衡态的气体盒子要波动为含有一个南瓜饼的
状态的话，最可能的方式是什么？”答案就是：“波动为有个南瓜饼自个
儿凭空漂浮着，此外整个盒子里都还是均质气体的状态。”往这个情景
里加进别的任何条件，甭管是时间的还是空间的——烤箱、面点师、早
先有块南瓜糊——都只会让这个情景变得更加不可能，因为要让这些出
现，熵都必须降得更低。到目前为止，在这个背景下要得到一块南瓜
饼，最简单的方式就是让它自个儿在周遭的一片混沌中通过波动渐渐成
形[193]。
亚瑟·爱丁顿爵士在1931年的一次演讲中，提出了一个极为合理的
人存标准：
【在这些假设下】包含数学物理学家的宇宙在任何指定时间都
将处于与这类人的存在没有矛盾的无组织程度最高的状态[194]。
爱丁顿认为，要形成一个合适的宇宙，只需要有个数学物理学家就
够了。但遗憾的是，如果宇宙是永恒波动的分子集合，那么最经常出现
的数学物理学家就会孑然一身，周围一切都是随机现象。
这个逻辑我们可以一直推到终极结论。如果我们想要的只是一颗行
星，那我们肯定不需要上千亿的星系，每个星系都有上千亿的恒星。而
如果我们想要的只是一个人，那我们肯定不需要一整颗行星。但如果实
际上我们想要的是一个有能力思考人生的智慧生命，我们甚至都不需要
一个完整的人——我们只需要有这个人的大脑就行了。
因此用归谬法否定上述场景的过程就是，多重宇宙中绝大多数智慧
生命都应该是形单影只、没有形体的大脑，从周围的一团混沌中渐渐波
动出来，后来又渐渐消解回到混沌之中。这么悲情的生灵，被安德烈亚
斯·阿尔布雷克特（Andreas
Albrecht）和洛伦佐·索尔博（Lorenzo
Sorbo）戏称为“玻尔兹曼大脑” [195]。你我皆非玻尔兹曼大脑——我们可
以被称为“普通观测者”，完全不会从周围的平衡态中凭空波动出来，而
是会从较早的熵极低的状态逐渐演化而来。因此，我们的宇宙是从永恒
时空的平衡态中随机波动而成的假说似乎站不住脚。
如果只涉及一个鸡蛋，你可能会很乐意按这个逻辑推演下去，但如
果我们开始比较没有形体的大脑和普通观测者的数量，你恐怕就会裹足
不前了。但如果（这是个大大的“如果”）我们考虑的是充满了随机波动
微粒的永恒宇宙，那么两者的逻辑就完全相同。我们知道在这样的宇宙
中会有什么样的波动，以什么样的频率发生；熵的变化越大，波动发生
的可能性就越小。无论现在的宇宙中存在多少普通观测者，跟要出现的
玻尔兹曼大脑的总量比起来都会相形见绌。任意给定观测者都是处于某
种特殊状态的粒子集合，这种状态会出现无数次，而且这种状态在高熵
混沌中出现的次数会远远大于作为“普通”宇宙的一部分出现的次数。
但我们还可以再严谨一点——你果真确定你自己不是个玻尔兹曼大
脑？你也许会回答，你能感觉到你的身体，你能看到周围的其他物体，
而且你还能记得熵比较低的过去：如果说你是刚刚才从周围的分子中波
动出来的没有形体的大脑，那么所有这一切就无法自圆其说了。问题在
于，关于外部世界的所谓陈述实际上不过是你的大脑做出的陈述罢了。
我们当然可以想象，有这么一个大脑从周围的混沌中波动出来，带着所
有这些感觉。而且我们也论证过，这么个大脑自个儿波动出来的可能性
要比作为宏大宇宙的一部分波动出来的可能性大得多。玻尔兹曼—卢克
莱修情景中我们未曾求助于过去假说，因此极有可能我们的记忆全都是
假象。
尽管如此，但只要认真想想我们究竟在说什么，就还是会有充分理
由抛弃这种可能性。如果只是说“我知道我不是玻尔兹曼大脑，因此宇
宙显然也不是随机波动”，那就错了。正确说法是：“如果我是玻尔兹曼
大脑，就会有足够理由推论出，宇宙中所有其他事物都应该处于平衡
态，但并非如此。因此，宇宙并非随机波动。”如果我们仍然固执己见
强烈怀疑，那可能会想是否不仅我们眼下的心理状态，还有我们明显正
在积累的所有额外的感官数据代表的只是随机波动而不是我们周围环境
的准确重构。严格来讲这种情形确有可能，但在我们上一章所讨论的意
义上，并非稳定认知。就算是这种情形，也没有合乎情理的生活、思考
和表现方式，因此没有必要相信。最好还是就以宇宙（多数情况下）显
现出来的面目来认识我们周围的宇宙。
理查德·费曼在其久负盛名的《物理学讲义》中清晰阐明了这一
点：
如果从世界是个波动的假说出发，那么所有预测都会是，如果
我们去观察此前从未观察过的一个世界，就会发现这个世界混为一
团，跟我们已经见过的世界一点儿都不像。如果我们这个世界的秩
序来自波动，那么除了我们已经注意到的这个世界，别的任何地方
都不要指望能看到秩序……
因此我们可以得出结论：宇宙并非波动，而秩序就是对事物开
始时的条件的记忆。这并不是说我们已经懂得其中的逻辑了。出于
某种原因，宇宙某时刻就其能量总量而言熵非常低，并从那时候起
开始增加。这就是走向未来的道路。所有的不可逆，还有增长和衰
落的过程都是由此而来，也因此我们只记得住过去而记不住未来，
记得住宇宙史上有序程度比现在更高的那些时刻的事物，却无法记
住无序程度比现在高，也就是我们称之为未来的那些事物[196]。
多重宇宙中我们是什么角色？
在我们完全关上玻尔兹曼—卢克莱修情景的大门之前，最后还有一
个漏洞必须填上。假设我们认可传统统计力学的推定，即熵的小型波动
比大型波动要频繁得多，而围绕平衡态永恒波动的宇宙中的智能观测者
绝大部分都会发现自己孑然一身，周围只有高熵环境，而不是从早先熵
极低的布局自然而然演化而来。
你大概会问：那又如何？大部分观测者（随便你怎么定义“观测
者”）都会发现自己是高熵背景下形单影只的极端波动，但凭什么我得
为此徒增烦恼呢？我关心的顶多就是我是谁，而不是大部分观测者是什
么样子。只要我四下一望，在永恒生命的更宏大的世界中确实有那么个
宇宙（也确实是会有那么个宇宙），那我不就只需要宣称这幅景象跟数
据是一致的吗？
也就是说，玻尔兹曼大脑的论证中有个隐含假设：我们反正算是宇
宙中的“典型观测者”，因此我们应该通过询问大部分观测者会看到什么
来进行预测[197]。这样听上去人畜无害，甚至还有几分谦逊。但仔细审
视之后，会发现这个假设会导出比我们真正能证明的似乎更武断的结
论。
假设我们关于宇宙有两种理论，在所有方面都一模一样，只除了其
中一种预言环绕天仓五[198]有一颗类地行星，是10万亿身为蜥蜴的智慧
生命的家园，而另一种认为在天仓五星系中没有任何智慧生命。我们大
多数人会认为，目前没有足够信息来判断这两种理论的对错。但如果我
们真的是宇宙中的典型观测者，那么前一个理论强有力的推测是，我们
更可能是环绕天仓五行星上的蜥蜴，而不是此处地球上的人，因为蜥蜴
的数量比人多得多。但这个推测并没说对，因此，我们很显然完全不用
收集任何关于天仓五星系情况究竟如何的数据就可以排除那部分数量巨
大的观测者的存在。
假设我们是典型观测者，对我们来讲好像是有点儿自我谦抑的举
动，但对整个宇宙其余部分的情形实际上相当于一个斩钉截铁的断言。
不但“我们是典型观测者”，而且“典型观测者要像我们这样”。这样一
说，似乎就变成了我们没有资格做出的武断假设。（文献中人们管这
叫“放肆哲学家问题”。）因此，可能我们根本就不应该去比较宇宙中不
同种类观测者的数量，而只需要问问给定理论是否能预测会有像我们这
样的观测者出现在某处；如果确实如此，我们就应该认为，该理论与数
据一致。如果要这么思考才是正确的，我们恐怕就没有什么理由拒绝考
虑玻尔兹曼—卢克莱修情景了。尽管宇宙中大部分观测者都将茕茕孑
立，但总还是有些会发现自己身处像我们这样的区域中，因此可以判定
该理论与我们的经验相符[199]。
这种极简主义方法的困难在于，要理解宇宙中可能发生什么这个问
题，这种方法提供的着力点不是太多而是太少。统计力学依赖于无差别
原则——假设与我们当前宏观态吻合的所有微观态的可能性完全等同，
至少在要预测未来时完全等同。这实际上是关于典型性的假设：我们的
微观态很可能是我们宏观态的典型之一。如果不允许这样假设，那所有
的统计推论就都分崩离析了。我们没法说冰块很可能会融化在一杯热水
里，因为在永恒宇宙中总会有些时候发生的是相反的情形。似乎我们考
虑典型性考虑得有点儿过头了。
因此，我们应该采取明智的中间态度。要求我们在宇宙的所有观测
者中是典型的，这有点儿过头，因为这对我们从未观测过的那部分宇宙
来说是个武断的结论。但至少我们可以说，在跟我们一模一样的观测者
中我们是典型的——也就是跟我们有同样的基本生理功能，也有同样记
忆的观测者，关于宇宙的粗粒化经验也是一样的[200]。关于其他智慧生
命有没有可能存在于宇宙中别的什么地方，这一假设不允许我们做出任
何毫无根据的结论。但要排除玻尔兹曼—卢克莱修情景已经完全够了。
如果宇宙永远在热平衡状态附近波动，那么不仅大部分观测者都将自己
从一片混沌中浮现，对拥有像你我这样的特征的观测者子集来说也是一
样的——拥有所谓的对过去的记忆。这样的记忆一般来讲都是错的，要
波动出这样的记忆也极不可能，但可能性还是比波动出整个宇宙要高得
多。要进行统计推理，这么小的必要条件——我们应当自视为从跟我们
一模一样的观察者子集中随机选择出来的——就已经足够让玻尔兹曼—
卢克莱修情景一边儿凉快去了。
我们观测的宇宙不是波动——更严谨一点，至少不是大部分时间都
处于平衡态的永恒宇宙的统计波动。这就是宇宙不是什么；但宇宙究竟
是什么，我们还得继续探索。
结局
1906年9月5日，路德维希·玻尔兹曼和家人在意大利度假，住在一
家酒店里。这天晚上，他找来一根绳子，拴在酒店房间的窗帘杆上，上
吊了。他女儿艾玛（Emma）这天晚上回到房间时发现了他的尸体。玻
尔兹曼这年62岁。
玻尔兹曼自杀的原因至今成谜。有些人说，他是因为自己关于原子
论的思想没有得到广泛认可而感到沮丧。但是，尽管当时很多说德语的
科学家对原子论仍然持怀疑态度，但动力学理论已经成为几乎全世界的
标准，玻尔兹曼在奥地利和德国都毫无疑问是其中泰斗级的科学家。玻
尔兹曼长期抱恙，很容易抑郁；他尝试自杀已经不是头一回了。
不过他的抑郁症是间歇性的。在他自杀前数月，他还就前一年去美
国加州大学伯克利分校讲学的旅程写了一篇引人入胜、热情洋溢的文
章，并在朋友圈中广泛传阅。他称加州为“黄金国”，但觉得美国的水没
法喝，只能喝酒。这可是个大问题，因为当时美国的戒酒运动正如火如
荼，伯克利更是一滴酒也找不到。玻尔兹曼的文章中一再出现的主题
是，尝试将酒偷运到不同的禁地[201]。我们可能永远也无法知道，健康
问题、抑郁症和科学上的争议是如何混成一体，促成了他的最后一步。
关于原子是否存在的问题以及原子在理解宏观物体特征方面的效
用，玻尔兹曼究竟有没有说对？所有这些挥之不去的疑问，在玻尔兹曼
身后都烟消云散了。阿尔伯特·爱因斯坦在“奇迹年”（1905年）发表的
文章中有一篇将布朗运动（空气中很微小的粒子看似随机的运动）解释
为粒子与单个原子的碰撞，物理学家中对原子论残存的怀疑论调很快一
扫而空。
当然，关于熵和第二定律的本质的问题仍然挥之不去。需要解释早
期宇宙的低熵状态时，我们没法说“玻尔兹曼是对的”，因为他提出了很
多不同的可能性，但并没有特别关注其中某一个。但辩论的主题是他定
的，一百多年前困扰过他的问题，而今我们仍在争论不休。
