Boltzmannin aivot on ajatuskokeeksi tarkoitettu väite, jonka mukaan on todennäköisempää, että yksittäiset aivot muodostuvat spontaanisti ja lyhyesti tyhjyyteen, kuin että koko universumi olisi syntynyt modernin tieteen kuvaamalla tavalla. Näin ollen koko tuntemamme todellisuus voisi olla vain tyhjyyteen syntyneiden aivojen kuvittelema harha. Argumentin nimi viittaa 1800-luvulla eläneeseen fyysikko Ludwig Boltzmanniin, jonka mukaan tuntemamme universumi on syntynyt avaruudessa tapahtuneen hyvin harvinaisen häiriön seurauksena. ”Boltzmannin aivot” -väite on äärimmilleen viety johtopäätös siitä, että pienen mittakaavan häiriö on todennäköisempi kuin ison mittakaavan.