第15章 明天那边的过去

第15章
明天那边的过去

这无垠空间的永恒沉默，让我满心忧惧。

——布莱兹·帕斯卡（Blaise Pascal），《思想录》[283]

在本书中我们探讨了时间之箭的意义，时间之箭在热力学第二定律中的体现，及与宇宙学和宇宙起源的关系。我们背景知识终于够多了，可以都拼到一起试试看能不能一劳永逸地解决这个问题：我们可观测宇宙的熵早期为什么那么低？（为了不至于一开始就被非对称性的术语蛊惑，换成下面这个问题或许更好：我们为什么会生活在与熵极低的状态毗邻的时间里？）

我们会试着面对这个问题，但我们并不知道答案。我们只有一些想法，其中有些似乎比别的更有戏，但所有这些都有几分雾里看花，也肯定还缺最后几块拼图。这是留给你们的科学。实际上，这正是科学中最激动人心的部分——你有了些摆在一起的线索，还有些很有戏的想法，但仍然在苦苦思索最终答案。希望本章描述的前景能成为对你大有帮助的引导，无论宇宙学家在寻求解决这些深奥问题的过程中，下一步会走向何方[284]。

冒着被说成唐僧的危险，我们最后再复习一遍这个难题，这样我们就能知道可以接受的答案是什么样子的。

时间之箭的所有宏观表现——我们能把鸡蛋摊成鸡蛋饼但不能反过来，牛奶很容易混进咖啡里但绝对不会跟咖啡自动分开，我们能记住过去而不是未来——都可以根据热力学第二定律，追溯到熵增加的倾向。19世纪70年代，玻尔兹曼解释了第二定律的微观基础：熵计量与每个宏观态对应的微观态数目，因此，如果我们（无论出于什么原因）从熵相对较低的状态起步，那么熵在未来几乎总是会增加。但由于物理学基本定律是可逆的，如果只需要考虑当前为低熵状态的条件，我们就会同样有理由预计熵在过去比现在高。现实世界似乎并不是这么运作的，因此我们得有点儿别的什么来作为判断依据。这“别的什么”就是过去假说：假设宇宙在极早期处于熵极低的状态，而现在我们正见证着宇宙松弛为高熵状态。为什么过去假说能成立？这个问题属于宇宙学范畴。人存原理远远无法胜任这项任务，因为我们很容易发现自己可以由德西特空间中的随机波动组成（玻尔兹曼大脑），除了我们之外别无他物。同样，暴胀本身也不能解决这个问题，因为暴胀要求的起点甚至比传统大爆炸模型的熵还要低。所以问题仍然盘桓不去：为什么过去假说在我们宇宙的可观测区域内成立？

我们来看看是否没法在这个问题上取得进展。

状态空间演化

从最明显的假设开始：最深层的物理学基本定律就是不可逆的。我提到这种可能的时候总是尽可能小心，也总是讲得好像没几分把握，或不值得我们认真探讨一样。这样做有充分理由，尽管并非没有漏洞。

可逆系统有这些特点：状态空间一次性固定，而这些状态在时间中向前演化的规则能让信息守恒。两种不同状态从某初始时刻开始经过确定时间的演化后，将按预期演化为两个不同状态——未来绝对不会变成同一个状态。这样我们就能时间反演，因为系统目前所处的任何状态，在任意时刻都有独一无二的先导状态。

破坏可逆性有个办法，就是让状态空间本身随着时间演化。也许宇宙早期所能处于的状态就是要少一些，因此低熵也就没那么让人惊讶了。这样一来，表现为跟当前宇宙同一个宏观态的很多可能微观态就都没有可能的过去状态作为演化的出发点。

实际上，在说到膨胀宇宙的情形时，很多宇宙学家就隐含了这层意思。如果我们将自己限制在“看起来像是量子场在均匀背景下轻微振动的状态”，那么这部分状态空间肯定是在随着时间增长，因为空间本身（按照老派的三维“空间”的概念）变大了。但这跟假设整个状态空间真的在随着时间变化还是很不一样。你只要坐下来认真想一想这到底是什么意思，就基本上不可能宣称自己支持这个想法。我在论证早期宇宙经过微调（宇宙早期的所有可能状态包括了看起来跟今天的宇宙一样的状态以及各种熵更高的状态）时就明确反对过这种可能性。

状态空间随时间变化这个思路最古怪的地方在于，要额外有个时间参数——独立于真实宇宙之外的“时间”概念，宇宙要随着这个时间参数演化。一般我们会认为时间是宇宙的一部分——时空的坐标之一，可以用各式各样的可预测重复时钟来测量。“现在什么时间了”这个问题，回答起来总要涉及宇宙中正在进行的事件——也就是宇宙当前所处状态的特征。（“短针指着3，长针指着12。”）但如果状态空间真的在随着时间变化，这个概念就不敷使用了。任意时刻的宇宙都肯定处于某个特定状态。“宇宙处于状态X时的状态空间比处于状态Y时的状态空间要小”，这么讲毫无意义。根据定义，状态空间要包括假设宇宙有可能处于的全部状态（图81）。

因此对于状态空间随时间改变的可能性，我们还必须假设一个时间概念，这个概念并非仅由宇宙的状态特征所衡量，而是还外在于传统上我们所理解的宇宙。这样我们说这番话才有意义：“外在时间参数等于某值时，宇宙的状态空间相对较小；而当外在时间参数前进到另一个值时，状态空间就变大了。”

对这个想法没什么好说的。是有可能，但很少会有人认为这么想就能解决时间之箭的问题[285]。这需要我们重新思考目前理解物理定律的方式；目前的框架中没有任何迹象表明在宇宙本身之外还有个时间参数。因此，现在我们不能排除这个想法，但这个想法也并不能给我们带来安慰。

不可逆运动

编造根本上就不可逆的物理学定律还有一种方法，就是尽管状态空间一次性固定，但假设运动定律中信息并不守恒。这就是我们在第7章的棋盘世界D中看到的情形。灰色方格的斜线跟竖线碰到一起时，斜线就终止了。从某时刻的状态出发没有办法知道过去究竟是什么状态，因为无法重构跟竖线发生关系之前的斜线埋伏在何处。

同样的想法要想到更现实的例子也并不难。在第8章我们曾考虑过一种不可逆的台球游戏：普通的台球桌，桌上的球不会因为摩擦而损失能量，因此会永远运动下去；但如果撞到某条特定边线，就会变成完全静止，永远停在那里。这个系统的状态空间永远不会变化，总是包含桌上的球所有可能的位置和动量。熵也是完全由传统方式定义的，即某宏观特征下状态数量的对数。但变化过程不可逆：给定粘在特定边线上的任意一球，我们无法知道这枚台球已经在那儿多久了。这个系统的熵也视第二定律为无物，逍遥法外。渐渐地，随着粘在台边的球越来越多，系统在状态空间占据的比例越来越小，系统的熵也逐渐降低，但并没有任何来自外界的干涉。

我们所知道的物理定律——量子力学中波函数坍缩的重要问题暂且不论——似乎都是可逆的。但我们并不了解物理学的终极定律，只有一些很好的近似而已。或许物理学定律的真面目其实从根本上讲就是不可逆的，由此也就能解释时间之箭了：可以想象这样的情形吗？

对这种情形的真实含义可能会有些误解，我们得先理理清楚。“解释”时间之箭的意思是，提出一组物理学定律以及宇宙的“初始”状态，（不用微调）就能自然而然地看到熵随着时间以我们在身边观察到的形式发生变化。具体来讲，如果我们就假设初始条件的熵很低，也没有什么需要解释的——根据玻尔兹曼的理论，熵就是倾向于增加，如此而已。这样我们就用不着假设物理学定律不可逆了，可逆的就已经能愉快胜任。但问题在于，这么个低熵边界条件似乎并不自然。

因此，如果我们想援引不可逆的基本定律以自然方式来解释时间之箭，就得假设一个高熵条件——宇宙的“普通”状态——并假设在物理学定律作用下，这个状态的熵自然会减少。这样才算真正解释了时间之箭。看起来这组设定似乎让时间之箭反向了——预测熵会下降而不是上升。但时间之箭的实质只是，熵的变化方向始终一致。只要这点始终成立，生活在这样一个世界中的观测者就总是会“记得”熵较低的时间方向；同样，因果关系也总是会将因放在熵较低的那一头，因为那头的选择更少。也就是说，这些观测者会把高熵那头的时间叫作“未来”，把低熵那头叫作“过去”，即便这个世界的物理学基本定律只能从未来精确重构过去，反过来则做不到。

这么个宇宙肯定可以想象。问题只是，似乎这个宇宙跟我们的宇宙大相径庭。

好好想想，如果要让这种情景运转起来，必须有哪些条件。无论什么原因，反正宇宙会处于随机选定的高熵状态，看起来就像是空空如也的德西特空间。现在我们所假设的不可逆的物理定律将作用于这个状态，让熵降低。结果——如果这些真有机会发生的话——应该就是我们这个宇宙的真实历史，只不过跟我们的传统理解相比，时间上方向相反。也就是说，从一开始的虚空中，突然有一些光子奇迹般地汇聚在一点形成白洞。通过吸收更多光子（霍金辐射的反演），这个白洞的质量不断增加。渐渐地，更多白洞远远出现了，在空间中大致均匀地排列着。这些白洞全都开始向宇宙中喷出气体，气体则内爆形成恒星，恒星再慢慢旋转着离开白洞形成星系。恒星从外部世界吸收了更多辐射，并用这些能量将重元素打碎，变成轻元素。随着星系继续彼此靠近，空间也极速收缩，恒星则消散为均匀分布的气体。随着物质和辐射在时间即将到达终点时形成极为均一的分布，宇宙最终坍缩为大挤压。

这就是我们可观测宇宙的真实历史，只不过时间是反着来的罢了。就我们当前理解的物理学定律来说这也是完美的解决方案：我们只需要从接近大爆炸的某状态出发，令其在时间中向前演化为最终会成为的任意高熵微观态，然后再从这个状态时间反演。但我们现在考虑的假设极为不同，现在这个假设要求这种形式的演化对空无一物的德西特空间的几乎所有高熵状态都会发生。对有的物理学定律来说，这要求可高了。假设熵会因为不可逆的物理学定律而下降是一回事，但要完整假设熵刚好以让我们这个宇宙时间反演的形式来下降就是另一回事了。

这种情景我们会觉得不舒服，而这不舒服是怎么来的，还可以说得更明确一点。要经历时间之箭，我们不必去想整个宇宙。时间之箭近在眼前，就在我们厨房里。把冰块投到一杯温水中，冰块会融化，温水也会降温，最终达到均匀温度。不可逆假设则宣称，从一杯温度均匀的冷水开始，可以用物理学深层定律来解释这一现象。也就是说，这样的物理定律作用在水分子上，会把分子分成冰块放在温水中的形式，刚好就是我们预期从加了冰块的温水起步会看到的景象，只不过时间上反向。

这可是滑天下之大稽。就说吧：它怎么知道的呢？同样一杯冷水，有的在五分钟前是温水加冰块，有的五分钟前也还是一杯冷水。尽管对应每个低熵宏观态的微观态相对要少一些，但是不同低熵宏观态的数量可比高熵宏观态的要多得多。（更规范的说法是，低熵态比高熵态包含更多信息。）

这个问题与我在第9章结尾时谈到的复杂性问题密切相关。现实世界中，随着宇宙从大爆炸的低熵状态演化成未来的高熵状态，精细复杂的结构产生了。在宇宙膨胀时，一开始均匀分布的气体不会消散，而是首先会坍缩为恒星和行星，令局部的熵增加，在此过程中还会维持错综复杂的生态系统和信息处理子系统。

要想象所有这一切都源自一个初始的高熵状态，并按照一些不可逆的物理定律来演化还是挺难的，近于不可能的边缘。上述论证并非无懈可击，但似乎我们可能得上别的地方再找找现实世界中时间之箭的解释。

特殊起点

从现在起，我们将在物理学基本定律都是可逆的这一假设下继续探讨。状态空间保持固定，在时间中如何演化的运动定律则能让任何状态所包含的信息都守恒。那么，我们怎样才有希望解释可观测宇宙中的低熵条件？

玻尔兹曼是在绝对的牛顿时间和空间背景下考虑问题的，因此对他来说这是个相当大的难题。但广义相对论和大爆炸模型提供了一种新的可能性，即宇宙有一个起点，包括了时间本身，而起始状态的熵非常低。你也不准问为什么。

有时候“你也不准问为什么”这一条件会被重述如下：“假设有新的自然法则，认定宇宙初始状态的熵非常低。”这两种表达方式说不上来有什么不同。按我们通常对物理学定律的理解，要完整说明物理系统的演化，有两个要素是必备的：一是一组运动定律，让系统可以在时间中从一个状态向另一个状态演化；二是边界条件，用来确定系统在某特定时刻所处的状态。尽管运动定律和边界条件都是必备的，两者看起来还是非常不一样；如果把边界条件也当成是“定律”，不知道会有什么结果。运动定律随时都在大显身手，任何时候都能将当前状态演变为下一个状态。但边界条件只需要设置一次就好了，其实质更像是关于宇宙的经验事实，而非附加的物理定律。“早期宇宙的熵很低”和“早期宇宙的熵很低是一条物理学定律”这两种陈述之间并没有什么实质区别。（除非我们假设有很多个宇宙，每个宇宙的边界条件也都一样[286]。）

尽管如此，毫无疑问仍有可能我们最多也只能说：早期宇宙的低熵状态并不会因为对物理学运动定律有了更好的理解就得到解释，这只是简单粗暴的事实，或者独立的自然定律（如果你更喜欢这个说法的话）。这种方法有个例子是罗杰·彭罗斯明确提出的，就是所谓的“外尔（Weyl）曲率假说”——一种新的自然定律，将过去的时空奇点与未来的时空奇点明确区分开。这种假说的基本思路是，过去奇点必须均匀、无特征，而未来奇点可以极尽混乱，复杂万分[287]。这明显违反了时间反演对称性，而时间反演对称能保证让大爆炸的熵很低。

这类提法的真正问题是，这实际上是出于临时所需搭出来的[288]。坚持认为过去奇点必须非常均匀，无助于理解宇宙中其他任何事情。它“解释”时间对称性的方法是手动添加时间对称性。不过，我们也可以认为这种说法只是用来给更根本的理解占座，要是有更高原则被揭示出来，能在起始奇点和最终奇点之间做出根本区分，比如前者的曲率受限而后者的曲率不受限，那我们就在时间之箭的起源问题上迈出了一大步。但就连这种表述也认为，真能推动进步的还是埋下头来，继续探寻更深处的奥秘。

对称的宇宙

如果物理学基本定律是可逆的，我们也不允许自己勉强加上时间不对称的边界条件，那么剩下的可能性似乎就只是，宇宙的演化本来实际上是时间对称的，尽管表面上正好相反。要想象这种情形如何发生并不难，只要我们接受宇宙最终会停止膨胀重新开始坍缩的可能性就好了。在发现暗能量之前，很多宇宙学家都觉得再坍缩宇宙从哲学上来看很有魅力：爱因斯坦、惠勒等人都被宇宙在时间和空间上都有限的概念所吸引。未来的大挤压会给始于大爆炸的宇宙历史带来令人欣慰的对称。

但在传统图景中，任何这样的对称性都会被第二定律剧烈破坏。关于宇宙中熵的演化，我们所知道的一切都很容易就能通过假设熵在起点非常低得到解释；从这个起点开始，熵自然而然就会随着时间增加。如果宇宙会再坍缩，已知的物理定律中也没有什么能阻止熵继续增加。大挤压会乱成一团，熵非常高，跟大爆炸全然均匀的局面形成鲜明对比（图82）。

为尝试修复宇宙历史总体上的对称性，人们有时候会考虑需要额外的物理定律：未来边界条件（也就是在过去假说之外再来个“未来假说”），这样就能保证大挤压附近的熵也和大爆炸附近的一样低。这一思路由托马斯·戈尔德等人提出（他更大的名头是稳恒态模型先驱），隐含了时间之箭会在宇宙达到最大尺寸时反向的意思，也表明熵在宇宙膨胀的时间方向上会增加总是成立的[289]。

戈尔德宇宙从未在宇宙学家中真正流行起来，原因很简单：没有充分理由去设定任何特定类型的未来边界条件。对，这个条件是能修复总体的时间对称性，但我们在宇宙中经历的任何事情都不要求这样的条件，别的基本原则也没有哪一条算得上是这个条件的出处。

但是——我们也没有充分理由去设置一个过去边界条件，除了非得引用这么个条件才能解释我们实际看到的宇宙之外[290]。正是出于这个原因，休·普赖斯认为，宇宙学家应该严肃看待戈尔德宇宙模型——即便不当真实世界的模型来看，至少在思想实验的层面上也很重要[291]。我们不知道熵在大爆炸附近为什么那么低，但事实就是如此；因此，我们不知道熵在大挤压附近为什么应该很低就不能成为抛开这种可能性的充分理由。实际上，如果不手动引入时间不对称，那无论是什么未知的物理原则造成了大爆炸那里的低熵状态，都有理由认为这个原则也会在大挤压那里如法炮制。

像真正的科学家一样探讨这种种情景很有意思，我们还可以问问，对低熵未来条件是否会有可供检验的影响。就算这种情形存在，也很容易就能避开任何可能即将发生的结果，只需要把大挤压放在非常遥远的未来就好了。但如果大挤压在时间上相对还算不那么遥远（比如说会发生在一万亿年后而不是一古戈尔年后），我们兴许能见到未来熵降低的影响[292]。

比如我们可以假设，未来的坍缩阶段有个很明亮的光源（方便起见，我们就称之为“明星”好了）。我们怎样才能探测到它呢？我们探测普通恒星靠的是恒星发射的光子，从恒星出发在光锥中向外辐射；我们在辐射事件的未来接收到光子，就能宣布我们看到这颗星星了。现在我们让时间反向运行一下[293]。我们发现光子在朝着未来这颗明星汇聚，这颗明星不会闪烁，反而会从宇宙中把光吸走。

因此，你大概会觉得我们可以看着明星所在方向的反方向，探测朝着它那个方向飞过去的光子，就能“见到”这颗明日之星了。但这个想法并不对——如果我们吸收了这个光子，它就再也无法抵达那颗明星。未来边界条件要求光子被明星吸收，而不仅仅是光子朝着它飞奔而去就行。我们真正会看到的是，望远镜朝着明日之星的方向发出光芒[294]。如果望远镜指着明日之星的方向，就会发光；如果指着别的方向，就还是会保持黯淡。传统说法是：“如果望远镜指着过去某颗恒星的方向，就会看到光，如果指着别的方向，就什么也看不到。”这才是传统说法的时间反演。

这些想法似乎都很荒诞不经，但这只是因为我们不习惯用未来边界条件考虑这个世界而已。“把望远镜指向还要过上万亿年才会出现的一颗明星的方向，它怎么就能知道该往哪个方向发光呢？”这就是未来边界条件的全部意义——从我们目前的宏观态中挑选出极小一部分微观态，这部分微观态中就会发生这样的看起来极不可能的事件[295]。往深了说这里面没什么好奇怪的，就跟我们真实宇宙的过去边界条件也没什么好奇怪的一样，只不过我们对其一很熟悉，对其二则陌生得很。（顺便提及，迄今还没有人发现明日之星的任何实验证据，或是未来低熵边界条件的任何其他证据。如果有人做到了，你多半也该听说过。）

然而，戈尔德宇宙的例子更像是警世恒言，而不是认真解释时间之箭的备选项。如果你认为自己对早期宇宙的熵为什么这么低有自然解释，同时也没有明显违背时间反演对称性，那晚期宇宙为什么不会是同一个样子呢？这个思想实验强调的是，大爆炸的低熵布局究竟有多令人费解。

最近人们大都认为，宇宙并不会真的再坍缩。宇宙在加速膨胀，如果暗能量是绝对恒定的真空能量（这是最简单的可能性），加速就会永远维持下去。我们所知甚少，还不能下肯定结论，但我们的未来极有可能跟过去截然不同。这种可能性同样将大爆炸非比寻常的情形推上前台，成为我们渴望解决的未解之谜。

大爆炸之前

我们似乎有点儿黔驴技穷了。如果没有手动加入时间不对称（无论是在运动定律中还是边界条件中），而且大爆炸的熵很低，我们也并不坚持低熵未来条件——还剩下什么呢？我们似乎陷入了逻辑上的死胡同，没有任何办法调和我们可观测宇宙中熵的演化和物理学基本定律中的可逆性。

有一个办法：我们可以接受大爆炸的熵很低，但拒绝承认大爆炸是宇宙的开端。

对读到过大爆炸模型有多成功的人来说，或是知道广义相对论强烈预测存在初始奇点的人来说，这个想法听起来有点儿旁门左道。老有人跟我们说，没有“大爆炸之前”这档子事儿——初始奇点之前时间（和空间）本身都还不存在。也就是说，“奇点之前”这个概念压根儿就讲不通。

但我在第3章也曾简单提及，大爆炸是宇宙真正开端的想法只是貌似合理的假说，并不是超越合理怀疑的结论。广义相对论并没有预测时间和空间在大爆炸之前不存在，而是预测了宇宙极早期的时空曲率会变得特别大，广义相对论本身都不再靠得住了。我们在当前宇宙相对平坦的背景下讨论时空曲率时，还能开开心心地无视量子引力，但现在就不得不将其纳入考量了。然而很遗憾，我们对量子引力了解得还不够多，没法胸有成竹地说出来宇宙极早期究竟发生了什么。当然也很有可能，时间和空间就是在那个时候“开始存在”的——可是也未必。也许从量子波函数的某个状态到我们深知也深爱着的经典时空之间，发生了无法挽回的相变。但也同样可以想象，时间和空间向前延伸，超越了我们认定为“大爆炸”的那一刻。现在我们根本不知道。研究人员正以开放心态探索各种可能，想知道最终哪种情形会被证明是对的。

时间不需要有开端的某些证据来自量子引力，尤其是我们在第12章讨论过的全息原理[296]。马尔达西那证明，引力在五维反德西特空间中的特定理论完全等价于不含引力的“双重”四维理论。跟量子引力其他任何模型都一样，在五维的引力理论中有大量问题都很难回答。但从双重四维视角来看，有些问题变得相当简单明了。比如说，时间有开端吗？答案是没有。四维理论完全不涉及引力，只是处于某固定时空中的一种场论，而时空背景向过去和未来都可以无限延伸。即使五维引力理论中存在奇点，这个答案也仍然成立，反正四维理论找到了在奇点以外仍然延续的办法。这样对于完整的量子引力理论我们就有了一个明确的例子，在该理论的表述方式中至少有一种，时间既没有起点也没有终点，而是会永恒延续。诚然，我们自己的宇宙看起来可并不像五维反德西特空间——有四个宏观维度，宇宙学常数为正而不是负。但马尔达西那的例子表明，一旦考虑到量子引力，时空就肯定不是必须有个起点。

我们也可以用不那么抽象的方法来探讨大爆炸之前可能会有什么。最显而易见的策略就是用某种反冲来代替大爆炸。假设在我们叫作大爆炸的这个时刻之前宇宙实际上是在坍缩，变得越来越致密；但这个宇宙并没有持续坍缩为大挤压，而是不知怎么的反冲进入了膨胀阶段，我们感受到的就是大爆炸（图83）。

问题在于，是什么造成了这次反冲？如果按照宇宙学家司空见惯的那些假设——经典广义相对论，加上对宇宙中物质和能量种类的一些合理限制——这事儿就不会发生。因此我们总得改改这些规则。我们也可以虚晃一枪，就说是“量子引力干的”，但似乎并不能令人满意。

近些年，人们投入了大量心血去发展能将大爆炸奇点平滑成相对温和的反冲的模型[297]。这些提法全都能提供让宇宙史延展到大爆炸之前的可能性，但无论是哪种情形，都还是很难说这个模型是否真的前后一致。我们要试着解释宇宙的诞生，但并没有量子引力的完整理论，就这命。

但我们还是值得划一下重点：关于如何将宇宙延展到大爆炸之前，尽管我们还没有完整、连贯的说法，宇宙学家仍然在努力解决这个问题，最后也似乎很有可能成功。大爆炸并非宇宙真正开端的可能性对时间之箭也有重要影响。

所有时间的箭头

如果大爆炸是时间的起点，我们面对的难题就非常清楚：为什么这个起点的熵那么小？如果大爆炸不是起点，我们也有个难题，不过这次很不一样：反冲甚至都不是时间的起点（只不过是永恒历史中的某个时刻而已），为什么反冲时的熵还那么小？

多数时候，关于反冲宇宙模型的现代讨论并没有直接面对熵的问题[298]。但是很明显，在反冲之前增加一个收缩阶段给我们带来了两个选择：宇宙在走向反冲时，熵要么在增加，要么在减少。

随着宇宙从过去走向反冲，我们的第一反应可能是预计熵会增加。毕竟如果我们从非常久远的过去的某个初始条件开始，就算空间在收缩，我们也会预计熵随着时间增加，这是对第二定律的正常理解，也会让时间之箭在整个宇宙史上前后都一致。这种可能性如图84中左下图所示。在讨论反冲宇宙模型时，很多人心里想的或多或少就是这个样子。

但是，我们这个共动区域的熵在整个宇宙的反冲中一直增加的情景，要面对一个不可思议的问题。在传统大爆炸模型中，我们的问题是当前可观测宇宙的熵相对很小，而在过去甚至还要小得多。这意味着在宇宙的当前微观态中隐藏了大量微调，这样如果我们用物理定律让当前微观态在时间中反向运行，熵就会降低。但在反冲情景中，我们将“宇宙的开端”往前推到了无穷远处，要让这情景成为可能所需要的微调程度还要高得多。如果我们相信物理定律是可逆的，就得假设今天宇宙的状态能在时间中永远反演下去，在此过程中熵也一直在降低。这要求也太高了[299]。

有个密切相关的问题也应提及。我们知道，刚刚反冲之后共动区域的熵必须很小——也就是比能有的大小要小得多。（我们在第13章中曾估算这个值必须小于等于1088，但能达到的最大值是10120。）这就意味着熵在反冲之前一样小，甚至更小。如果熵很高，我们就没法得到反冲而只能得到乱糟糟的一团，没有任何希望抵达另一边，也就是我们身在其中的极为均匀的宇宙。因此我们必须假设，这个共动区域已经收缩了无限长的时间（从遥远的过去一直到反冲的这一刻），整个过程中熵都一直在增加，不过成功做到了只增加一点点。这并非完全不可想象，但就是往轻里说，也已经让我们感到非同寻常了[300]。

要让熵在整个时间中一直都在增加，对微调的要求就会非常非常高。就算我们允许自己去设想这种可能性，也还是没有充分理由让我们的宇宙以这种方式运行。迄今对于宇宙为什么必须微调，我们还完全没给过正当理由，而现在还提出要无限微调。这听着怎么也不像是有所进步。

中间假说

因此我们就只能考虑图84中右下图的选项了：反冲宇宙的熵在收缩阶段降低，在反冲点达到最小值，随后开始增长。这样一来说不定能有点儿收获。这种反冲宇宙有个具体模型是安东尼·阿吉雷（Anthony Aguirre）和斯蒂芬·格拉顿（Steven Gratton）于2003年提出的。他们以暴胀理论为基础构建了自己的模型，证明了通过巧妙剪裁、粘贴，我们可以将在时间中正向膨胀的暴胀宇宙粘在反向膨胀的暴胀宇宙的起点，从而顺利得到反冲[301]。

这个选项能带来极大好处：宇宙的表现在时间上是对称的。宇宙的尺寸和熵在反冲点都会达到最小值，在两个方向也都会增加。从概念上讲，相对于我们考虑过的其他所有模型来说这都是巨大进步。物理定律基本的时间反演对称性在宇宙的大尺度表现中体现了出来。特别是，我们避开了时间沙文主义的陷阱——将宇宙的“初始”状态和“最终”状态区别对待的诱惑。我们希望能避开让我们想到戈尔德宇宙的谬论，尽管该宇宙模型也是关于时间中的某一刻对称的。但现在我们允许自己去设想，大爆炸之前的宇宙也是有可能的，这时候解决方案似乎就顺眼多了：宇宙是对称的，但不是因为熵在时间的两头都很低，而是因为在两头都很高。

无论如何，这个宇宙很有意思。时间之箭的所有不同表现形式都应归因于熵的演变，包括我们记住过去的能力以及感觉到我们在经历时间。在熵反冲情景中，时间之箭在反冲点也反向了。从我们这个可观测宇宙的角度来看（如图84中各图的右侧所示），过去在时间中是低熵的方向，指向反冲。但位于反冲另一侧的观测者，也就是我们在图上（从我们自身的视角出发）标记为“收缩”的那一侧，也会将熵较低的时间方向定义为“过去”——也还是朝着反冲的方向。从局部观测者的视角来看，时间之箭总是指向熵增加的方向。无论在反冲的哪一边，时间之箭都会把宇宙膨胀、变空的那个方向定义为“未来”。对任意一侧的观测者来说，另一侧的观测者都在经历时间“倒流”。但时间之箭不匹配的问题完全观测不到——在反冲某一侧的人无法跟另一侧的人交流，就像我们无法跟过去的什么人交流一样。任何人看到的热力学第二定律都在自己那部分可观测宇宙中正常运转。

但是，熵反冲宇宙模型不够让我们拍着胸脯宣布，我们解决了本章开头提出的问题。当然，允许宇宙反冲，宇宙的熵也在反冲点有个最小值避免了将初始条件和最终条件置于不同境地的哲学困境。但这样做的代价是一个新的难题：宇宙史的中间为什么熵那么低？

也就是说，关于时间之箭，熵反冲模型本身并没有真正解释任何事情，反倒是用“中间假说”取代了过去假说。需要的微调还是那么多，我们仍然要努力解释为什么我们这个共动区域的布局在宇宙反冲点附近的熵会那么低。这么一看，似乎我们还有一些活儿要干。

婴儿宇宙

我们想试着给早期宇宙的低熵状态提供一个靠得住的动力学解释，所以我们退几步看看。先把我们对真实宇宙的了解暂时放在一边，回到我们在第13章问过的问题：宇宙应该是什么样子的？在那里的讨论中，我证明了自然的宇宙——无论是过去、现在还是未来，任何时候都不依赖于微调过的低熵边界条件——基本上就像是真空。如果有很小的正的真空能量，真空就会变成德西特空间的形式。

这样一来，宇宙学的任何现代理论都有了一个必须回答的问题：为什么我们不是生活在德西特空间中？德西特空间的熵很高，能永久存续，其时空曲率还能带来很小但大于零的温度。德西特空间中除了热辐射的稀薄背景外别无他物，因此首先完全不适合生命居住。这里也没有时间之箭，因为是处于热平衡状态；会有温度波动，就像在牛顿时空中密封的气体盒子中可能见到的一样。这样的波动能产生玻尔兹曼大脑，或是整个星系，或随便什么你能想到的宏观态，只要你等得够久。但我们看起来可不像是这么个波动——如果我们真是波动，那我们周围世界的熵就会能有多高就有多高，但是显然并非如此。

也有办法摆脱这种局面：德西特空间有可能不是永远延续，从不间断。可能会发生点什么。如果是这种情况，关于玻尔兹曼大脑我们说过的一切就都得抛到九霄云外去了。前面的论述能成立只是因为我们完全了解我们面对的是什么样子的系统——处于固定温度的气体——而且我们也知道这个系统会永远存续下去，因此就算非常不可能的事情最后也会发生，我们也能靠谱地算出各种各样的不靠谱事件的相对频率。如果让情形变得更复杂，那我们就一筹莫展了。（基本上吧，不管怎么说。）

让德西特空间没法永久存续的办法不难想到。还记得吧，“旧暴胀”模型基本上算是早期宇宙处于德西特空间的一段时期，能量密度非常高，由黏附在假真空状态上的暴胀场提供。只要有另一个真空状态的能量更低，这个德西特空间最后就会因为真真空气泡的出现而衰变。如果气泡出现得很快，假真空就会完全消失；如果出现得很慢，最后我们就会得到真真空气泡在持续存在的假真空背景中的分形混合。

在暴胀情景中，有个关键因素是能量密度在德西特空间这段时间非常高。现在我们感兴趣的是另一端——真空能量极低，也就是我们宇宙当前的状态。

这就带来了天壤之别。高能状态天然倾向于衰变为低能状态，反之则不然。问题不在于能量守恒，而在于熵[302]。能量密度很高的德西特空间对应的熵很低，能量密度低的时候熵就变得很高。高能德西特空间到真空能量较低状态的衰变，就跟低熵状态演变为高熵状态一样，是个自然而然的过程。但我们想知道，怎样才有可能摆脱我们当前宇宙将要演化成的那种状态，也就是空的德西特空间，真空能量非常小，熵非常高的状态？从那个状态出发我们又能走向何方？

如果正确的万有理论就是经典德西特空间背景下的量子场论，我们就真的走投无路了。空间会持续膨胀，量子场也会继续波动，我们就会大致处于玻尔兹曼和卢克莱修描述过的情形之中。不过还是可能有（至少）一条脱身之计：创造婴儿宇宙。如果德西特空间中能连续产生婴儿宇宙，且这些婴儿宇宙全都始于低熵状态，并自己膨胀到高熵的德西特阶段，我们就有了一种自然机制，能在宇宙中源源不断地创造出越来越多的熵。

我们已经多次提到，关于量子引力还有很多我们不知道的地方。但对经典的引力理论我们已经有很多了解，对量子力学也是如此；所以，量子力学会是什么情形我们肯定能有些合情合理的预期，尽管细节还需要一一解决。特别是，我们预计时空本身应该很容易受到量子涨落的影响。不只是在德西特空间背景中的量子场会涨落，德西特空间本身也会涨落。

20世纪90年代，爱德华·法里、艾伦·古思和贾迈尔·居文（Jemal Guven）研究了一种或许能让时空涨落的方式[303]。他们提出，时空不只是像在普通的经典广义相对论中那样可以弯曲、延展，还能分割开来变成好多碎片。特别是，一小块空间可以跟大宇宙分道扬镳，各走各路。分出来的这一小块空间自然就叫婴儿宇宙。（跟我们在上一章提到的“袖珍宇宙”不一样，袖珍宇宙跟背景时空还是连着的。）

还可以说得更明白点。德西特空间的热波动真的是基础量子场的涨落，我们观察这些场的时候只能看到粒子。我们假设其中有个场恰好拥有暴胀场的一切特征——在势能曲线上有些地方能让场相对安稳地待在那里，处于假真空的谷底或新暴胀平原上。但我们不从这个地方开始，而是考虑如果场从底部真空能量非常小的地方开始会怎样。量子涨落时不时会把场推上势能曲线，从真真空变成假真空——并不是所有地方一下子全都这样，而是从一些小地方开始。

假真空涨落的气泡在德西特空间中出现之后会有什么情况？还是得实话实说，我们知道的并不确切[304]。有个事儿似乎很有可能：大部分时候这个场会消失于无形，回到热力学环境中。涨落成假真空的内部空间会想要膨胀，但是隔开气泡内部和外部的屏障想要收缩，一般这个气泡都会很快缩小消失，什么事都来不及发生。

但过一阵总有那么一回我们能走上好运。走好运的过程如图85所示。我们看到的是暴胀场的同步波动，产生了一个假真空以及空间本身的气泡，从而得到一个从宇宙中拧下来的区域。连接这个区域与宇宙的小管子就是虫洞，我们在第6章曾经打过交道。但这个虫洞并不稳定，很快就会完全坍缩，留给我们的是两个老死不相往来的时空：原来的母宇宙和小婴儿。

现在我们有了婴儿宇宙，由假真空能量主导，准备好要经受暴胀，扩大为极大尺寸了。如果假真空的特征刚好合适，其中的能量就会最终转化为普通的物质和辐射，我们就有了按照标准的暴胀—大爆炸模型来演化的宇宙了。这个婴儿宇宙可以扩大到任意尺寸，没有任何比如说来自能量守恒的限制。如果我们将引力场的能量和其他万事万物都考虑进来，那么封闭、压缩宇宙的总能量刚好为零，这是广义相对论的关键特征。因此暴胀能将微观上极小的空间放大到我们可观测宇宙的大小，甚至更大。正如古思所言：“暴胀是最高级别的无中生有。”

当然，婴儿宇宙的熵一开始非常低。这可能有点儿像在弄虚作假——我们不是费了那么多口舌来论证可观测宇宙有很多自由度，宇宙很年轻的时候所有这些自由度也都存在；如果我们随机选取这些自由度的一种布局，那要想拿到低熵状态真是难于上青天？这些全都成立，但形成婴儿宇宙的过程可不是我们随机选取宇宙布局的过程。选取过程非常特别：这个布局最可能是作为空无一物的背景时空中的量子涨落而出现，有能力自立门户，成为了无牵绊的新宇宙。从整体上考虑，多重宇宙的熵在这个过程中并没有降低；初始状态是高熵德西特空间，随后演变为高熵德西特空间外加一个小宇宙。这不是平衡态布局波动为低熵状态的那种波动，而是高熵状态泄漏到熵甚至更高的状态。

你可能会觉得新宇宙的诞生肯定是个重大、痛苦的事件，就跟生一个新生儿一样。但实际上并非如此。当然在气泡内部发生的事情相当激烈——新宇宙无中生有。但从身在母宇宙的外部观测者的视角来看，整个过程几乎都没法注意到。这个过程就像是热力学粒子在涨落中聚在一起形成密度极高的极小区域——实际上就是黑洞。但这个黑洞是微观的，熵也很小，随后就会通过霍金辐射蒸发掉，速度之快与其形成有得一拼。婴儿宇宙的诞生比起新生儿的诞生，一点儿都算不上创痛。

实际上，如果上述情形成立，婴儿宇宙甚至都有可能恰好在你读这本书的房间里诞生，而你永远也不会注意到，但上述情形成立的可能性并不很大。在目前我们能观测到的全部时空中，很有可能从未发生过。就算发生过，这个过程也会全都只在微观层面。新宇宙可以长成极大尺寸，但是跟原来的时空完全没有关联。就跟有些孩子一样，婴儿宇宙跟母亲之间绝对不会有任何交流——一旦离家远走，就会参商永隔。

躁动的多重宇宙

因此，就连处于高熵真真空状态的德西特空间也有可能并非完全稳定，而是能从中诞生新的婴儿宇宙，而这些婴儿自己就能长成大型宇宙（然后还可以自己接着产生新的婴儿宇宙）。原来的德西特空间仍然自行其是，基本不会受到干扰。

对时间之箭的问题，婴儿宇宙的前景让整个世界都变得面目全非。请记住，最基本的困境在于，最自然的宇宙是德西特空间，空无一物，真空能量为正，就好像温度恒定、永恒存续的气体盒子。气体大部分时间都处于热平衡态，鲜有波动到熵较低的状态的时候。在这样的设置下，我们可以相当可靠地量化会有哪些波动，发生频率又分别是多少。给定你想让波动中能出现的任何特定物品——一个人，一个星系，乃至上千亿个星系——这一情景强烈预测大部分这样的波动都会看起来像是处于平衡态，只除了有这么个波动本身。此外，这类波动也大部分都来自高熵状态，随后又演化回高熵状态。因此，大部分观测者都会发现自己在宇宙中形影相吊，作为分子的随机组合在高熵粒子气体中出现；大部分星系也是这样，如此等等。你有可能会波动为刚好像我们大爆炸宇宙模型的样子，但这个波动中的观测者数量会比形单影只的观测者的数量要小得多。

婴儿宇宙以一种重要方式改变了这一切。我们只会看到偏离平衡态的热波动，然后又演化回平衡态？不再是这样了。婴儿宇宙也是一种波动，但这种波动永远不会回到平衡态——婴儿宇宙会长大、冷却，但再也不会跟原始时空产生关联。

我们让宇宙有了一种能让熵无限增加的方式。在德西特宇宙中，空间的增长没有界限，但任意观测者能看到的那部分空间仍然是有限的，其中的熵也有限，就是宇宙学视界的面积。在这个区域内，场围绕恒定温度波动。这是个平衡态布局，任何过程发生的可能性都跟自身的时间反演过程一样高。然而一旦婴儿宇宙登场，系统就不再处于平衡态了，原因很简单：不再有平衡态这回事。（按照这个说法，）真空能量为正，宇宙的熵永远不会达到最大值并就此止步不前，因为宇宙的熵不再有最大值——总是能通过产生新宇宙来让熵增加。这样一来，就能避免玻尔兹曼—卢克莱修情景中的悖论了。

考虑一个简单的类比：球在山上滚。不是量子场在势能曲线上运动，而是真的有个球在地球上滚。但这座山很特别：无论怎么滚都不会滚到底，而是能平稳地滚到无穷远处。我们也假设山上没有任何摩擦力，因此这个球可以永远滚下去，总能量始终不变。

现在我们要问：这个球在干吗？也就是说，如果我们假设能找到这么个球，神乎其神地一直就跟整个外界完全隔绝，不受宇宙其余部分的影响，那我们会预计这个球处于什么状态？

这个问题可能问得并不怎么高明，但回答起来并不难，因为这个球能干的事儿也就那么几种。所有可能的轨迹看起来基本都一样：从无限远处滚来，转身，再滚回无限远处（图86）。根据总能量的不同，球的转折点在山上的高度也会有所不同，但本质表现都一样。因此在这个球的全部历程中，会刚好有一瞬间停止不动，就是转身的那一刻；其他任何时候，这个球都要么在向左走，要么在向右走。因此，如果我们随机观察，很可能就会看到球在这个或那个方向上移动。

现在进一步假设球里面生活着一个完整的小小文明，完整到既有小科学家，也有小哲学家。他们最喜欢高谈阔论的话题之一就是他们所谓的“运动之箭”。这些思想家早就注意到，他们这个球完全在按照牛顿运动定律演化。这些定律并不区分左右，完全可逆。如果有个球放在山谷底部，就会永远待在那儿，一动不动。如果不是刚好在谷底，那一开始就会往谷底滚过去，之后在谷底附近来回运动。然而，他们这个球似乎一直在朝着同一个方向滚动很长时间了！这是怎么回事？

如果这个有点儿不伦不类的类比还没法让人一目了然，那我们换个说法：这个球代表我们的宇宙，从左到右的方向则代表着熵。发现球一直朝同一个方向运动之所以并不令人感到奇怪，是因为它就是倾向于总在同一个方向运动，只有一个特殊的转折点算是例外。尽管表面上似乎有所不同，球从右边过来滚向左边的这部分轨迹，和从左向右离开的这部分轨迹实际没有任何区别。球的运动是关于转折点时间反演对称的。

说不定我们宇宙的熵也是这样。（没有婴儿宇宙的）德西特空间的真正问题是几乎总是处在平衡态——任一观测者都只会看到永恒存在的热浴，及可预测的波动。一般来说，如果宇宙模型中存在像是“平衡态”这样的状态，那就很难解释为什么我们的宇宙并非处于这个状态。但如果说不存在平衡态，我们就能避免这样的窘境了。观察到熵在增加是很自然的事情，因为熵总是能增加。

这就是我跟陈千颖（Jennifer Chen）在2004年提出的情景[305]。一开始我们假设宇宙是永恒的——大爆炸不是时间的开端；以及德西特空间是宇宙能处于的自然高熵状态。这就意味着我们可以从几乎任何你想要的状态“开始”——在空间中选一个你喜欢的物质和能量的布局，然后任其演化。我们把“开始”放在引号里是因为，我们不希望对初始条件有任何先入为主的看法。考虑到物理定律中的可逆性，我们让这个状态在时间中往两个方向演化。我曾指出时间中正向的自然演化是空间扩大，变得越来越空，最终变成德西特空间的状态。但从德西特状态开始，如果我们等得够久，我们就会看到婴儿宇宙会偶尔在量子涨落中出现。这些婴儿宇宙会扩大、暴胀，其中的真空能量最终会转化为普通的物质和辐射，而这些物质和辐射最终又会消散，直到再次变成德西特空间。从这时候开始，原来的宇宙和新宇宙都能产生新的婴儿宇宙。这个过程会永远持续下去。对于看起来像德西特空间的这部分时空，宇宙处于平衡态，时间之箭也不存在。但在婴儿宇宙中，从诞生到最终完全冷却的这段时间有明确的时间之箭，因为熵从接近零的地方开始会一直增大为平衡态的值。

最有意思的是，同样的叙述也可以把时间顺序反过来说，从初始状态开始，如图87所示。宇宙如果还没变成德西特空间，就会在时间的两个方向上都变得越来越空。从德西特状态开始宇宙也会产生婴儿宇宙，继而膨胀、冷却。这些婴儿宇宙中的时间之箭所指的方向，跟我们放在“未来”的宇宙中时间之箭的指向相反。当然，时间坐标的总体方向完全是任意的。图87中上面那些宇宙中的观测者会认为底下那些是“过去”，而底下那些宇宙的观测者又会认为上面那些是“过去”。他们的时间之箭不一致，但这并不会带来任何本杰明·巴顿式的苦恼；这些婴儿宇宙在时间中彼此是完全隔离开的，时间之箭也互相远离，相互之间不可能有任何交流。

这一情景中的多重宇宙在超大尺度下关于中间这一时刻对称。至少从统计上讲，遥远的未来和遥远的过去没法区分。从这个意义上来说，这一图景跟前面我们讨论的反冲宇宙模型不无相似之处：熵在时间的两个方向上都永远在增加，只有个中间点的熵是最小值。不过还是有个极为关键的区别：“最低”熵的时候实际上并不是“低”熵的时候。这一中间时刻并没有像典型的反冲模型一样，为某种熵非常低的初始状态做过微调。对于真空能量为正的单一连通的宇宙来说，这个中间时刻的熵能有多高就有多高。门道就在这里：允许熵在时间的两个方向上都持续增长，即便一开始熵就非常高。没有任何状态能阻止这种演化发生。时间之箭必然出现[306]。

尽管如此，我们可能还是想问，为什么我们这部分可观测宇宙在时间的一端会有熵这么低的边界条件？为什么我们的自由度会处于这么不自然的状态？但在这一图景中，这么问并不恰当。我们并不是一开始就知道我们处于什么自由度，然后来问为什么这些自由度处于（或曾经处于）这样的特定布局。相反，我们得把多重宇宙看成一个整体，要问的则是像我们这样的观测者最常经历的事情是什么。（如果我们这种设想有用，“像我们这样”的具体定义就应该无关紧要。）

这个版本的多重宇宙既会有孤孤单单的玻尔兹曼大脑潜藏在空空如也的德西特区域中，也能在婴儿宇宙的低熵起点之后找到普通观测者。实际上，两种类型都应该有无穷多个。那哪个无穷大更大呢？在平衡态背景下能生出怪胎观测者的那种波动肯定少之又少，但能产生婴儿宇宙的那种波动也会十分罕见。归根结底，只是画出宇宙在时间的两个方向上分道扬镳这样的图景是不够的；我们需要对事物有充分的定量理解，才能做出可靠预测。我得承认，目前最前沿的研究也还无法胜任这项任务。但是，随着婴儿宇宙向平衡态成长和冷却而出现的观测者，比在真空中因为随机涨落而出现的观测者要多得多，这还是相当可信的。

敲小黑板

这能行吗？有婴儿宇宙的多重宇宙情景，有没有为时间之箭提供令人满意的解释？

我们已经讨论了很多有可能解决时间之箭问题的办法：状态空间随着时间改变，运动定律本身就不可逆，特殊的边界条件，对称的再坍缩宇宙，总体上时间对称或不对称的反冲宇宙，没有边界的多重宇宙，当然还有永恒的平衡态中波动出的玻尔兹曼—卢克莱修情景，等等。再坍缩的戈尔德宇宙模型从经验来看似乎非常不可能，因为宇宙的膨胀在加速；玻尔兹曼—卢克莱修宇宙似乎也可以通过观测排除掉，因为大爆炸的熵远远低于这种情境下有可能得到的值。但其他可能性仍然基本上都还说得过去，我们可能会觉得这个说法好点那个说法差点，但无法信心满满地说不用考虑这些。更不用说还有一种现实的可能就是，真正的答案我们到现在都还没有想到过。

很难说婴儿宇宙和多重宇宙最终在理解时间之箭时是否能发挥重要作用。首先，我（也许过于）煞费苦心地强调过，在我们大胆推测的过程中有太多步骤了（至少可以这么说）。我们对量子引力的理解还不够深入，无法肯定婴儿宇宙是否真的会从德西特空间中波动出来；好像正反两方的论据都有。我们也还没有完全了解真空能量的作用。我们说得就好像今天在这个宇宙中观测到的宇宙学常数真的就是真空能量可能的最小值一样，但这一假设并没有可靠证据。比如在弦论中很容易得到恰好是这个真空能量的状态，但要得到任何状态同样也很容易，包括真空能量为负或刚好为零的状态。量子引力和多重宇宙更全面的理论将预告所有这些可能状态如何才能放在一起，包括不同数量的宏观维度和不同大小的真空能量之间如何转化。更不用说我们还从来没有真正把量子力学完整地当回事过——我们往量子波动的方向打量了一番，但做出的设想实际上还是基于经典时空的。最后的正确答案无论是什么，都更可能要用波函数、薛定谔方程和希尔伯特空间来描述。

重点不是任一模型会带来什么情景，而是我们在可能的最大尺度上尝试理解宇宙时，时间之箭能为我们提供哪些关键线索。如果我们看到的宇宙真的就是全部真相，有大爆炸作为低熵起点，那我们就似乎困在了令人不安的微调问题中。将我们这个可观测区域嵌入更广阔的多重宇宙来改变背景，倒也能缓解这个问题：目标不是要解释为什么整个宇宙在时间的起点那里会有熵那么低的边界条件，而是要解释为什么时空中会有相对较小的区域出现在大得多的总体中，其中的熵也会急剧增加。如果多重宇宙没有熵最大的状态，这个问题倒是可以回答：熵增加是因为无论我们处于什么状态，熵总是能增加。关键是好生设置，使得让熵总体增加的机制能在类似于我们这样的宇宙中产生。

时间之箭问题的很多解决办法都会有些陷阱，堪称标配。多重宇宙模型以德西特空间和婴儿宇宙为基础，好处是所有这些陷阱都可以避免：以同样的立足点看待过去和未来，不用在基础动力学的层面上引入不可逆的特性，也永远都不用为任何时刻的宇宙临时假设一个低熵状态。这个模型证明我们至少可以构想出类似这样的解释，尽管我们还无法判断这个特殊模型是否讲得通，更不用说能否判定为最终正确答案的一部分了。有充分理由乐观地认为，总有一天我们能理解，从物理定律中究竟是怎样自然而动态地产生时间之箭的。