上我们只需要代入数字，就能确认黑洞蒸发殆尽时熵确实增加了。但要
证明这个结果（在真空中运动的越来越稀疏的粒子气体）就是熵最高的
可能布局，这样论证还远远不够。我们应该也试着想想还有没有别的答
案。指导原则是，我们想要的布局自身会永远存续，而别的布局都会自
发演变为这个布局。
比如说，如果我们有好多好多黑洞呢？我们可以假设宇宙中充满了
黑洞，因此从一个黑洞出来的辐射会落进别的黑洞，这样子谁都不会蒸
发殆尽。但是广义相对论告诉我们，这种情形不会永久持续。将物体抛
洒在整个宇宙中，我们就创造了一个空间要么膨胀要么收缩的情景。如
果空间在膨胀，黑洞之间的距离就会持续增长，最后就都会蒸发殆尽。
跟前面一样，这个宇宙的长远未来还是会像真空一样。
如果空间在收缩，情况就不一样了。整个宇宙都在收缩的话，未来
很可能会终结于大挤压的奇点。这种情形独一无二。一方面，奇点不会
真的永远存在下去（因为至少就我们所知，时间在奇点终结了），但也
不会演变成别的什么东西。我们无法排除假想的宇宙在未来演化中终结
于大挤压的可能，但我们缺少量子引力对奇点的解释，因此关于这种情
形很难说出个子丑寅卯。（而且我们这个现实世界似乎也不会往这个方
向走。）
一种想法是考虑一组正在坍缩的物质（黑洞或是别的什么），看起
来就像是正在收缩的宇宙一样，但这组物质在空间中占据的区域有限，
而不是充满了整个空间。如果宇宙其余部分都是空的，这个局部区域就
会刚好像我们前面考虑过的情形一样，一组粒子坍缩形成了黑洞（图
70）。因此，从内部看起来像是宇宙坍缩为大挤压的情形，从外部看起
来就像是巨大黑洞在形成。这种情况下，我们要知道遥远的未来会发生
什么，也许要花点时间，但最终这个黑洞还是会辐射出去，化为虚空。
最终状态仍然是真空。
对此我们可以更加系统化一点。宇宙学家习惯认为，无论哪个宇
宙，整个空间都会发生同样的事情，因为我们这个宇宙的可观测部分似
乎就是这样子的。但我们不要当这是理所当然。我们要问问，一般情况
下整个宇宙中会发生什么。
图70 一系列黑洞无法保持稳定。空间要么会膨胀，从而允许黑洞蒸发殆尽，达到真空状态
（右上图），要么会坍缩形成大挤压或一个更大的黑洞（右下图）
空间在“膨胀”或是“收缩”的概念不必非得是整个宇宙的绝对特征。
如果空间某个区域中的物质在四散开来变得稀疏，那么局部看来这个区
域就像是个膨胀宇宙；如果物质在聚拢，同样也会看起来像收缩宇宙。
因此，如果我们将粒子抛洒在无限大的空间中，那么多数时候我们都会
发现有些区域在膨胀，越来越稀疏，还有些区域在收缩，越来越致密
（图71）。
如果真是这么回事儿，那就会发生一件不同寻常的事情：尽管“膨
胀”和“收缩”似乎是对称的，但很快膨胀区域就会胜出。原因很简单：
膨胀区域的体积在变大，而收缩区域的体积在变小。另外，收缩区域也
不会一直保持收缩状态。极端情形下所有物质都一直坍缩为黑洞，但最
终这些黑洞也会辐射出去。因此，如果初始状态既有膨胀区域也有收缩
区域，那只要我们等得够久，最终就会得到真空——同时熵也增加了
[258]。
图71 宇宙中的初始状态（底部），既有膨胀区域也有收缩区域。膨胀区域的尺寸变大，也变
得越来越稀疏。收缩区域一开始会变得越来越致密，但从某个时间点开始就会蒸发到周围的真
空中
所有这些例子中，关键的基本特征是在广义相对论中时空的动态性
质。在固定的绝对时空中（就像玻尔兹曼所假设的那样），去想象到处
都是热平衡态的宇宙——充满了温度和密度都处处均匀的气体——也算
合情合理。这是个高熵状态，我们可能也会自然而然地猜测宇宙“应
该”就是这个样子。在这样的宇宙中，玻尔兹曼指出我们的可观测宇宙
可能就是个统计波动，也就毫不奇怪了。
但广义相对论一来，就什么都变了。静止时空中密度均匀的气体不
是爱因斯坦方程的解——宇宙要么就得膨胀，要么就得收缩。爱因斯坦
出现以前，从确定物质的平均密度或所考虑区域的总体积开始的思想实
验还能讲得通。但到了广义相对论中，我们就没办法让这些量保持固定
了，而是会随着时间变化。考察方式之一是，认识到对任何特定布局，
广义相对论总是会给你一种能让熵增加的办法：让宇宙变大，再让物质
扩散一下来填充更大的体积。这个过程的最终结果，当然就是真空。只
要我们开始考虑引力，这就能算作“高熵”的状态。
当然，这些论证没有哪一个堪称无懈可击。一旦充分考虑，就会觉
得这些论证让人想起前后一致的讲得通的结果，但远远没有清晰证明任
何事情。宇宙中某系统的熵在该系统的组成部分都分散到广大空间中时
会增加，这种说法似乎很保险。但因此就下结论说真空是熵最高的状
态，还是有点儿太武断了。引力有点儿难缠，关于引力我们也还有太多
不了解的地方，因此对任何猜测性的场景，过于感情用事都不是什么好
主意。
现实世界
我们把这些想法应用到现实世界看看。如果高熵状态就是看起来像
真空的状态，那我们这个可观测宇宙就应该正朝着这个状态演化。（确
实如此。）
我们曾漫不经心地假设，当物质在引力作用下坍缩时，结果会变成
黑洞，最终蒸发殆尽。现实世界中这个假设远非显而易见，因为我们能
看到很多东西因引力聚在一起，但离变成黑洞还远得很——行星、恒星
乃至星系。
但实际情况是，如果我们等得够久，所有这些最终都会“蒸发”。我
们可以把星系看成是恒星的集合，在相互之间的引力作用下旋转；从这
样的星系中我们可以很清楚地看到这一点。某个恒星经过其他恒星时，
恒星之间的相互作用就像一盒子气体中分子之间的相互作用一样，只不
过这里的作用力完全来自万有引力（除了极为罕见的撞在一起的情
形）。这种相互作用可以在恒星之间传递能量[259]。这样作用的次数多
了以后，有的恒星可能会得到过多能量，达到逃逸速度，从而完全飞离
这个星系。星系剩下的部分损失了能量，结果就萎缩了，其中的恒星也
会聚集得更紧凑一些。最后剩下的恒星会互相挤得太紧，于是全都掉进
星系中心的黑洞中。这时候我们就进入了前面叙述的情形。
类似的推理适用于宇宙中任何对象，即便细节可能有所不同。基本
要点是，给定岩石、恒星、行星或随便什么对象，作为特定物理系统都
会想要处于构成系统的成分所能达到的熵最高的布局。这样说有点儿拟
人化，无生命对象本来不该说想要怎样，但这个说法反映了系统自由演
化时总是会自然而然地进入高熵布局这一事实。
你可能会觉得，演化实际上是有限制的：比如说一颗行星，如果全
部质量都坍缩为黑洞可能熵会更高，但其内部压力能让它保持稳定。这
就是量子力学大显神威的时候了。请记住，行星并非真的是经典粒子的
集合，而是跟万事万物一样由波函数描述。我们有可能发现这颗行星的
组分处于任何布局，而这个波函数为所有可能都分配了概率。其中必然
有一种可能性，就是黑洞。也就是说，从观测者的角度来看，他会有极
小的概率发现行星自发坍缩成了黑洞。这个过程叫作“量子隧穿”。
别一惊一乍的。对，千真万确，就跟宇宙间万事万物——地球、太
阳、你自己、你的猫，等等——任何时候都有可能经过量子隧穿变成黑
洞一样。但这个概率太小了。得经过宇宙年龄的多少多少倍的时间，这
事儿才能有个像样的机会发生一次。但如果这个宇宙会永远存续下去，
那么概率就会变得很大，总有一天会真的发生——实际上是必然发生。
没有哪个粒子集合能永远安安稳稳地在宇宙中存在下去。结论就是只要
有熵更高的布局存在，物质就总会找到一种方式转化为这样的布局；可
能是通过量子隧穿变成黑洞，或是别的什么更为普通的隧道。无论我们
宇宙中的物质是以什么方式凝结成块，都会蒸发成稀薄的粒子气体，散
布到真空中，同时熵也增加了。
真空能量
