宇宙或存在空洞大腦數量遠超人類

北京時間5月24日消息，新科學家報道，漂浮在深空的空洞大腦將威脅我們對宇宙的理解。然而一個最新的數學建模表明，弦理論和它暗示存在的多重宇宙可能會救贖我們——它也將為這一頗具爭議的理論贏來多一些的支持者。

在過去的幾十年間，物理學家構想出很多怪異的想法，但是大約十年前，他們提出了玻耳茲曼的大腦的概念——在外太空自發形成的完整發育的有意識實體。大腦在一閃間忽然存在似乎是不太可能的，但物理法則并沒有完全排除這種可能性。它唯一所需要的就是時間。最終，一大塊物質和能量可能會意外的撞在一起形成可以工作的大腦。這和一百萬只猴子在一百萬臺打字機上工作，他們最終將復制出莎士比亞的完整作品是一個邏輯，只要它們擁有充足的時間。

很多未來的模型預測宇宙將會無止盡的膨脹。它最終將產生不可思議的大量玻耳茲曼的大腦，數量將遠超過存在的人類，或者未來即將存在的人類總和。這意味著，在整個宇宙歷史過程中，玻耳茲曼的大腦在宇宙存在的經歷，而非人類的經歷，才是典型的標準。這的確是個問題，因為我們對宇宙和它的行為的理解的出發點在于人類才是典型的觀察者。如果我們不是典型的觀察者，那么我們提出的理論也將變得不具說服力。

“人類，而非玻耳茲曼的大腦，才應該是正常的觀察者。”美國加州大學伯克利分校的克萊爾·朱可夫斯基（Claire Zukowski）這樣說道。還有一個特殊的問題，那便是玻耳茲曼的大腦將存在于遙遠的未來，當宇宙變成一個漆黑的空洞的時候。而這將導致我們對時間的體驗非常不同。

然而，如果我們能夠證明宇宙具有有限的壽命，那么這將否認玻耳茲曼的大腦所需要無限時間來超越人類的數量。弦理論可能能夠提供幫助，朱可夫斯基這樣說道，作為她的博士研究的一部分，她與同來自加州大學伯克利分校的拉斐爾·布索（Raphael Bousso）正在一起研究這個問題。

根據弦理論，有大量的宇宙同時存在。所有的宇宙都是通過一個名為永恒膨脹的過程產生的，至少一個宇宙將以令人驚訝的速率持續膨脹，而其它宇宙將像氣泡一樣在這個宇宙內部形成和生長。這種宇宙池也被稱為多重宇宙。

在很多其他的宇宙里，可能也存在很多有意識的生物出現在宇宙發展的早期歷史中，就像我們所處的這個宇宙一樣，過去和未來有所不同。這可以幫助我們建立標準的觀點。但是如果這些宇宙最終變得死氣沉沉，并持續的緩慢度過，它們最終將產生玻耳茲曼的大腦。

幸運的是，朱可夫斯基和布索的最新研究表明，這并不會發生。在多重宇宙中，宇宙正從母體宇宙里“出芽生殖”，因此母宇宙的特征確定了它將產生什么樣的“嬰兒宇宙”——以及這些宇宙是否會存在足夠久的時間來產生玻耳茲曼的大腦，還是最先衰退。

朱可夫斯基和布索對多重宇宙進行了一項數學分析，他們從兩個不同狀態之一開始：較老的模型是由史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）和他的同事詹姆斯·哈特爾（James Hartle）最先提出的，而較新的模型產生于對弦理論多重宇宙的數學計算。哈特爾-霍金的模型結果顯示玻耳茲曼的大腦將泛濫成災，而最新的模型則表明人類的意識形態還是占上風。在這樣的多重宇宙中人類的宇宙觀則變得更為正常。

有關弦理論和多重宇宙的概念仍然頗具爭議。它因過于復雜和非常難證明而頗受詬病。如果朱可夫斯基和布索是正確的，它將幫助解開玻耳茲曼的大腦的問題，這個理論可能可以獲得更多的支持者。

“這將潛在的為弦理論和永恒膨脹帶來額外的實驗性成功，”美國普林斯頓大學的物理學家丹尼爾·哈洛（Daniel Harlow）這樣說道。“我們需要更好的理解它，但它潛在的能夠解釋一切事物應該是我們因此努力的動力。”