在探索宇宙的過程中，科學家們曾提出過大量的假說，其中的一些可以是說令人覺得匪夷所思，例如有一種假說認為，宇宙中可能漂浮著大量自我意識，由於該假說由奧地利物理學家路德維希·波茲曼提出，因此這種可能存在的自我意識，就被稱為「波茲曼大腦」。
要理解波爾茲曼大腦，我們需要先來簡單了解一下熵和熵增定律，簡而言之，熵可以理解為系統混亂程度的一種量度，系統的熵越高，其混亂程度就越高，反之亦然，而熵增定律所描述的是，一個孤立系統的熵總是趨向於增加，並且不可逆轉，直到熵達到最大化。
在我們的日常生活中，遵循熵增定律的現象隨處可見，例如不打掃的房間會越來越亂，新鮮的食物會逐漸腐爛變質，機器在使用過程中會逐漸老化並最終報廢等等，而從理論上來講，宇宙萬物也應該遵循熵增定律，也就是說，隨著時間的推移，宇宙的熵也會越來越高。
然而問題在於：既然宇宙的熵總是在增加，那過去宇宙的熵必然比現在更低，如果我們將時間一直回溯的話，宇宙的起點就必然有一個極為有序、熵極低的狀態，但為什麽宇宙會以如此低熵的狀態開始呢？
對於這個問題，波茲曼給出的觀點是，熵增定律是具有統計性的，實際情況應該是，在所有可能的狀態之中，高熵態出現的概率非常高，而低熵態出現的概率卻極低，也正因為如此，假如有一個系統處於低熵態，那麽隨著時間的推移，它的熵幾乎必然會趨向於高熵態。
波茲曼認為，盡管低熵態出現的概率極低，但這並不代表它就一定不會發生，在宇宙演化過程中，雖然絕大部份時間它會處於高熵態，但是在無限的時間尺度上，熵的隨機漲落也可能會導致低熵態的出現。
所以一個推測就是，我們現在所觀測到的低熵宇宙狀態，可能只是一次極小概率的事件，而我們當前正處於這次漲落的熵增階段，即從低熵態逐漸回歸到高熵態。
這種推測雖然看似合理，但從概率上來講，整個宇宙出現如此巨大漲落的概率，可以說是無限接近於零，相比之下，一個更可能的情況是：發生這種巨大的漲落並非是整個宇宙，而只是我們所能觀測到的這一小部份區域，而其他部份的宇宙依然處於高熵態。
順著這個邏輯，我們還可以將這個漲落範圍繼續縮小，例如，這會不會僅僅限於我們所能感知的地球及其附近區域呢？進一步想，由於自我意識其實就是一種低熵體，因此我們甚至不需要一個完整的世界經歷漲落，只需要一個具有自我意識的「大腦」就可以了，而這就是所謂的「波茲曼大腦」。
在這種情況下，雖然「波茲曼大腦」有著記憶和認知，但這種「記憶」和「認知」卻是它們自己虛構的，而在真實的宇宙中，除了「波茲曼大腦」之外，其余部份仍然處於極度無序的高熵態。
盡管「波茲曼大腦」形成的概率也很低，但與透過隨機漲落形成整個宇宙的低熵狀態相比，其形成概率卻高出了太多，因此可以說，如果該假說成立的話，那麽在無限的時間和空間尺度上，宇宙中就應該會出現多得難以計數的「波茲曼大腦」，這些自我意識大量地漂浮在宇宙中，而我們也可能是其中的一員……
可以看到，雖然「波茲曼大腦」令人覺得匪夷所思，但從理論上來講，我們居然無法完全否定其存在的可能，當然了，這畢竟只是一種假說，所以大家看看就成，不必當真。實際上，像這樣的假說還有很多，或許在遙遠的未來，我們會發現，宇宙最深層的奧秘比我們現在提出的所有假設更加奇妙，也更加令人意想不到。
