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现在，让我们专注于房间内热的一侧，在其中重复以上场景。假设另一个涨落在热的一侧发生，这一涨落使得中心点的温度下降。上文所述现象以一种正反馈的形式出现，中心点的温度将继续变低，中心点附近区域的温度将继续变高。随着时间推移，任何微小的涨落都能成长为一个特征。这样的过程将再三重复。很快，你就拥有冷热区域交错的复杂模式。
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按照以上方式运行的系统，将自然而然地形成复杂的模式。我们很难预测此类系统的归宿。它们或将演化出大量非均质的模式位形。我们称这类系统为“反热力学系统”（anti-thermodynamic systems）。热力学第二定律仍然作用于这类系统。但由于能量的注入能让一个区域冷却，气体均匀分布的状态变得非常不稳定。
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受引力约束的系统具有上述疯狂的行为，恒星、太阳系、星系、黑洞，它们都是反热力学系统。当你注入能量时，它们将会冷却，这意味着这些系统是不稳定的。不稳定性驱使这些系统远离均一的状态，刺激时空模式的形成。
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大爆炸后137亿年宇宙仍远离平衡态的原因与此有着莫大关系。宇宙历史可被概括为结构性和复杂性增加的历史。很大程度上，这是由于宇宙中充满了引力约束系统。下至恒星，上至星系团，这些引力约束系统皆为反热力学系统。
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想要理解这些系统为何会反热力学，其实非常简单。引力同其他力有两点基本不同：引力是长程力，且总是吸引力。让我们考虑一个围绕恒星运动的行星。当你向行星注入能量时，行星会移动到远离恒星的轨道上。在那里，行星的运动速度会变慢。因此，注入能量降低了行星的速度，也降低了系统的温度，因为温度与系统个体的平均速度成正比。反之，如果你从太阳系中提取能量，行星会相应地落入近日轨道。在这些轨道上，行星的运动速度会变快。因此，提取能量增加了系统的温度。
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我们可以将行星的行为同原子的行为相比较。原子因相反电荷间的电场力作用而被绑在一块。与引力类似，电场力的作用距离可以非常遥远。可与引力不同，仅当电荷相反时，电场力才会是吸引力。带正电荷的质子可以吸引带负电荷的电子。一旦电子被质子束缚住了，由此产生的原子就没有净电荷。此时，我们会说原子的电场力饱和了，原子不再吸引任何其他粒子。太阳系的运行方式与此相反，因为当太阳吸引其他行星之后，产生的新系统拥有比太阳更强的吸引力。于是，又一种非稳定性出现了——受引力约束的系统会吸引更多的物体进入其中。
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反热力学行为在星系团退化过程中变得很明显。倘若一个星系团按照热力学演化，它就将到达平衡态。在这种情况下，所有的恒星都拥有相同的平均速度，恒星将永远聚在一块。但事实与之相反，现实中，星系团将经历缓慢的耗散。这一过程非常有趣。每当一颗恒星接近一个双星系统（指两颗互相绕行的恒星）时，如果距离很近，双星的轨道就会变窄。轨道变窄意味着能量的流出，这些能量传给了第三颗恒星。第三颗恒星现在有了足够的能量来脱离星系团，开始它的太空之旅。经过很长一段时间后，星系团中除了一些沿闭合轨道运行的双星以及一团由高速逃逸的恒星组成的恒星云，就没有其他什么东西了。
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只要我们不对这些事实进行过于简单的诠释，它们本身与热力学第二定律就没有矛盾。热力学第二定律不过吐露了这样一个真理：如果一件事情可以通过很多方法去做，那它就越有可能被完成。正常的热力学系统终结于一个均一的、无趣的热平衡态；受引力约束的反热力学系统终结于为数众多的非均质态中的某一状态。
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因此，宇宙之所以有趣的原因有三：“受推动的自组织性”作用于无数的尺度之上、无数的子系统中，上至星系，下至分子。这一原则使得系统的复杂度得以不断增加。驱动这一过程的引擎是恒星，正是“基本物理定律的精细调整”以及“引力系统的反热力学本质”使得恒星得以存在。但是，当且仅当宇宙的初始条件具有高度的时间非对称性时，这些作用才可以创造出一个充满恒星和星系的宇宙。
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以上所有论证都可被纳入牛顿范式之中。某种意义上，我们能通过牛顿范式对此加以理解。但是，如果我们的思维一直跳不出这个范式，宇宙的组织结构似乎就构筑于那些不大可能存在的东西之上——对物理定律和初始条件极端特殊的选取。从没有时间的牛顿范式出发，我们唯一能够自然而然得到的宇宙，便是那些处于平衡态中的死宇宙。这是个令人悲伤的结论，也与我们所生活的宇宙明显不符。但是，如果我们从时间的真实性出发，与之相对的观点就会显得自然而然：宇宙及其终极定律拥有时间不对称性，由此得到的强时间箭头既能涵盖孤立系统中的熵增，又能涵盖系统结构性和复杂性的持续增长。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来
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接受时间的真实性，使得我们能够理解宇宙为何充满结构性和复杂性。但是，这种结构性和复杂性能持续多久？我们能无限期拖延平衡态的到来吗？或许，我们生活的世界，只是广袤的平衡态宇宙中一个拥有复杂性的泡泡？这些问题把我们带到了现代宇宙学中最富想象力的主题面前：遥远的远方和遥远的未来。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来 [:1700877020]
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让人困惑的“无穷”
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“无穷”是一个非常浪漫的概念，然而在科学世界中，“无穷”往往会让人们感到困惑。想象一下，宇宙有无穷大的空间。再想象一下，宇宙的初始条件随机产生，而同样的物理定律却在无穷大的空间中处处成立。这样的宇宙便是终极玻尔兹曼宇宙。几乎所有无穷大的宇宙都处于热力学平衡状态；宇宙中任何有趣的事情都来自其中的涨落。但是，任何能在涨落中产生的事物都必将在宇宙某处产生。然后，由于无穷大的宇宙有无穷多的“某处”，那么每一种涨落，不论存在的概率是高是低，都能发生无穷多次。[1]
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因此，我们的可见宇宙可能仅仅只是一次大的统计性涨落。如果宇宙真是无穷大的话，我们横跨930亿光年的可见宇宙，将会在无穷大的空间中重复出现无穷多次。于是，如果宇宙是个无穷大的玻尔兹曼宇宙，那么类似我们的存在会有无穷多个，类似我们的行动也会被重复无穷多次。这当然违背了莱布尼茨的原则。该原则要求：宇宙中没有两个一模一样地方。
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问题的严重性不止于此。请以你喜欢的方式想象一下，我们的今天可以有哪些不同。我可能没有出生；你可能嫁给了你的初恋男友；一年前，一个人可能没有听从朋友们的建议，开车回家的路上撞死了一个孩子；你的表弟可能在出生时被护士换错父母，成长于一个有暴力倾向的家庭，最终变成了一个连环杀手；一群恐龙可能通过进化拥有了智能，适应了当时的气候变化，从此占领了地球，哺乳动物再也没有机会接手……所有这些事情都有可能发生，给我们带来完全不同的今日宇宙位形。每一种这样的今日宇宙位形，都是你身旁的原子们可能作出的排列组合。在无穷大的空间中，每一种位形都会出现无穷多次。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来 [:1700877021]
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无穷玻尔兹曼悲剧
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我对这样的宇宙感到深深的恐惧。它引发了一个伦理问题：在这个无穷大的宇宙中，如果其他宇宙区域中的“我”能够穷尽我的选择，那么为什么我还要关心自己选择的后果？在这个世界中，我可以选择养育我的孩子；但其他世界中的我可能会作出错误的决定——不养育孩子，那这个世界中的我是否应该照看这些受苦的孩子呢？
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除了这些伦理问题以外，无穷大的宇宙也会引发科学有效性的问题。如果这个世界上任何可能发生的事情都确实会发生，那么科学的解释能力就大打折扣。莱布尼茨的充足理由律要求，任何形如宇宙为什么是这样而不是那样的问题，都存在一个理性原因。但是，如果宇宙中任何可能发生的事都必然会发生，那就不存在需要解释的问题。科学或许能让我们深入了解宇宙局部的情况，但最终，科学不过是一种徒劳的练习。因为这个世界中的真理变得非常简单：每一刻，所有可能发生的事都会在无穷多的其他地方发生。这其实是一种归谬论证，说明了将牛顿范式应用于宇宙学中所产生的问题，也不过是宇宙学谬误的另一个示例。我将它称作“无穷玻尔兹曼悲剧”（infinite Boltzmannian tragedy）。之所以称它为悲剧，是因为物理学的预言能力被大打折扣，而且无穷大宇宙中的概率不再是你所认为的概率。
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