Come fai a sapere di essere una persona che ha vissuto la sua vita invece di un cervello appena formato pieno di ricordi artificiali, che ha allucinazioni di una realtà che non esiste davvero? Può sembrare assurdo, ma ha reso insonni diverse generazioni dei più importanti cosmologi. Lo chiamano il paradosso del cervello di Boltzmann. 
Il suo eponimo, Ludwig Boltzmann, era un fisico del XIX secolo attivo in un epoca in cui gli scienziati discutevano appassionatamente della possibilità che l’universo esistesse da tempo infinito o finito. Boltzmann fu celebre soprattutto per  aver rivoluzionato la termodinamica, la branca della fisica  che studia l’energia. Formulò una nuova  interpretazione di entropia, una misura del disordine di un sistema. Un bicchiere è un sistema ordinato, invece un bicchiere frantumato è disordinato. La seconda legge della termodinamica dice che i sistemi chiusi tendono al disordine: non vedrete un bicchiere frantumato ritornare intatto. 
L’idea di Boltzmann fu di applicare la logica statistica a questo comportamento. Scoprì che un sistema evolve in uno stato più disordinato perché è più probabile. Tuttavia, l’opposto non è impossibile, solo improbabile quanto vedere  le uova strapazzate diventare crude. 
Ma se l’universo esiste per un tempo infinitamente lungo, accadranno eventi altamente improbabili, incluse cose complesse che si formano da combinazioni casuali di particelle. Allora cosa significa ciò in un ipotetico universo infinitamente vecchio? In questo irrilevante periodo di quasi vuoto, circa otto quatriliardi di atomi a caso si uniscono per formare una copia del “Pensatore” fatta di pasta. Si dissolve subito. Qui, all’improvviso queste particelle formano qualcosa simile a un cervello. È pieno di ricordi falsi di una vita fino al presente, quando vede un video  che dice queste stesse parole, prima di deperire. E alla fine, con oscillazioni casuali, tutte le particelle nel cosmo si concentrano in un singolo punto, e un intero nuovo universo prende spontaneamente vita. Delle ultime due cose, qual è più probabile? Il cervello, senza dubbio. Nonostante tutte le sue complessità, è un puntino rispetto a un universo. Ciascun universo creato da oscillazioni casuali ha probabilità equivalenti di ammassarsi su ammassi di insta-cervelli. Quindi, secondo questo ragionamento, sembra molto più probabile che tutto ciò che credete esista  in realtà sia una breve illusione che presto si estinguerà. 
Boltzman non arrivò così lontano con le sue idee. I cervelli furono introdotti da cosmologi futuri che si basavano sul suo lavoro. Ma loro, proprio come tutti gli altri, erano davvero convinti di non essere solo cervelli effimeri. Allora il paradosso era: come potevano loro aver ragione e l’universo essere eterno? La soluzione è una cosa che molti danno per scontata oggi: il nostro universo non esiste da sempre, bensì tempo e spazio sono iniziati con il Big Bang. 
Dunque, ecco il paradosso bello e finito, giusto? Beh, forse no. Nell’ultimo secolo, gli scienziati  hanno trovato prove a supporto della teoria del Big Bang ovunque. Eppure, anche se sappiamo che il Big Bang è avvenuto, nessuno sa cosa, se c’era qualcosa, l’ha preceduto e causato. Perché l’universo è iniziato in un modo così tanto ordinato e improbabile? Il nostro universo è in un ciclo infinito di creazione e crollo? O magari siamo in uno di tanti universi  che si espandono in un multiverso? 
In questo contesto, il paradosso  di Boltzmann ha trovato nuovo interesse dai cosmologi contemporanei. Secondo alcuni i modelli principali sulla provenienza dell’universo implicano ancora che i cervelli di Boltzmann sono più probabili di quelli umani, insinuando che manca qualcosa. Altri controbattono che leggere modifiche dei modelli cosmologici eviterebbero il problema, o che i cervelli di Boltzmann non  possano fisicamente formarsi davvero. Alcuni ricercatori hanno persino provato a calcolare la probabilità che un cervello sbuchi fuori da una quantistica casuale di oscillazioni abbastanza a lungo da elaborare un singolo pensiero. Hanno ottenuto questo numero incredibile il cui denominatore è 10 per un numero di circa un settilione di volte più grande del numero delle stelle dell’universo. Il paradosso del cervello di Boltzmann, nonostante la sua assurdità, è utile perché crea un livello che i modelli devono raggiungere. Se paragonato a numeri come questo lo stato attuale dell’universo  è oltremodo improbabile, c’è di sicuro qualcosa  di sbagliato nel modello. A meno che non sei tu  quello che si sbaglia... 
