宇宙是熵增的，为何会出现熵减的人类？科学家的怀疑或许是对的

回顾人类发展历程能够发现，“科学技术”是最重要的生产力，它让人类摆脱了茹毛饮血的原始状态，为建立文明提供了契机、给文明的发展指明了方向，同时也是人类改造世界的基础。

随着人类文明的不断进步，对世界认识程度不断的加深，科学在给人类指引的同时，也让人类知道了一些颠覆认知甚至是心生绝望的理论，比如大名鼎鼎的“熵增定律”。

“熵（shāng）增定律”究竟是什么呢？或者说什么叫“熵增定律”呢？其实这个源于热力学的概念非常好理解。

在热力学中，它通常被用来描述一个不可逆的过程，即热量从高温物体移动到低温物体。而在一般情况下，它常被用来描述孤立系统中的混乱（无序）程度，“熵”越大混乱程度越高。

比如衣服越穿越旧、热水会越来越凉、无人居住的房间灰尘会越来越多等等，这些都是熵增的过程。

可能许多人不知道，其实“熵”还能被用来描述生命的本质。著名物理学家薛定谔在其著作《生命是什么》中指出，生命以负熵生，其本质是一个负熵系统，一个能够通过摄入环境中的负熵使得自身不和外界环境热平衡的系统。

此时一个让人费解的问题出现了，既然整个宇宙一直是熵增的，并且熵增的过程不可逆，那么为什么还会出现人类这种熵减的生命呢？是“熵增定律”出现了错误，还是生命在宇宙中本身就是一种极为特殊的存在呢？

事实上，这个问题不仅普通人非常好奇，一些科学界的大佬同样也很好奇，不过他们好奇的方式是质疑。

为了反对“熵增定律”，著名物理学家麦克斯韦提出了“麦克斯韦妖”，物理化学创始人奥斯特瓦尔德称它为“罪恶的渊薮”，在那个时期“熵增定律”仿佛成为了“人民公敌”。

而在众多反对和质疑者中，还要属奥地利科学家洛施密特的质疑最为犀利。洛施密特指出，如果反演那些具有时间反演性规律的粒子，系统内就会产生熵减的结果，这明显和熵增原理相悖，说明熵增定律从本质上就出现了错误。

洛施密特说的“时间反演性”是什么呢？其实就是反过来演算。在经典力学体系下，动力学方程都具有时间反演对称的特性。

举个例子，有人站在高处将铁球扔下，铁球下降的速度会按照牛顿第二定律增加，而如果我们将这一过程“倒放”，就会看到铁球的速度按照牛顿第二定律减少，当回到扔球者手里时速度为零。该个过程不论是正序播放还是倒放都能用牛顿力学解释，这就叫做动力学的时间反演性。

不仅仅是牛顿力学，相对论其实也符合反演性，因为微观粒子的运动也没有脱离动力学的范畴，这意味着它具有反演性，也就说明系统内的熵不仅可以增加也可以减少。

但是实际情况却不是这样想当然。比如玻璃杯从桌子上掉下并摔碎的过程无论怎么播放，我们还是能够轻松判断哪个是正放哪个是倒放，这肯定没有时间反演性。

对于这一悖论，热力学奠基人、著名物理学家路德维希·玻尔兹曼指出，熵增并不是一个纯粹的增加过程。在一个宏观系统中，出现熵增的概率要远远大于出现熵减的概率，即便该系统已经达到热平衡，熵也会在其最大值附近涨落。

其实玻尔兹曼这段有些晦涩的话，能够通过一个生动例子进行解释：给猴子一台打印机，在足够长的时间里，它也可能完整地打出一本水浒传。当然了，这种概率是极低的，但却是实际存在的。

再比如向东流淌的滔滔江水，倘若这势不可挡的江水是熵增，那碰到岸边石头产生的回旋则是熵减。可别小看这不起眼的熵减，因为它可能创造出一个庞大的生态系统。

总的来说，宇宙虽然是熵增的，但这并不意味着宇宙任何一个角落都在熵增，局部是存在熵减的可能性的。

正因为存在熵减的可能性，这才有了我们现在现在所看到的秩序井然的低熵世界、才有了我们这样的低熵生命。从某种程度上来说，玻尔兹曼的解释其实比达尔文的进化论更接近生命起源的本质。

值得一提的是，熵的涨落理论还可以引申出一个非常有意思的东西——玻尔兹曼大脑。它是一种产生于熵的涨落中的低熵自我意识体。

让人很难接受却又不得不承认的是，在宇宙低熵状态下相对于人体来说，玻尔兹曼大脑出现的概率要比整个人体出现的概率大得多。

换句话说，在宇宙中发现纯粹大脑构成的生命形式的概率，其实要远远大于类人生命形式的概率。

所以科学家们的怀疑或许是对的，我们在茫茫宇宙中孤单的可能性真的太低了。在那些我们尚未踏足的宇宙空间，此时可能有无数的玻尔兹曼大脑正默默地注视着地球和身处地球的我们。