在微觀世界，時間是可以雙向流動的，過去和未來可以調(diào)換？

“覆水難收”，這個成語描述了一個基本的科學(xué)原理，那就是時間的單向流動。

這是我們?nèi)粘Ｉ钪凶铒@而易見的一個現(xiàn)象，從杯子里灑出來的水沒有辦法再重新回到杯子里，早晨東方升起的太陽只能在夜晚時分從西方落下，而不能反過來運行，這一切都說明了時間的流逝是具有方向性的，只能從過去流向未來，整個過程是不可逆的。而這也成為了時間旅行無法實現(xiàn)的理論依據(jù)，如果時間只能單向流動，那么是不可能通過人力對其進(jìn)行改變的。

為什么時間是單向流動的呢？

這其實是一種熱力學(xué)概念，也就是我們所熟悉的熵增原理。熵代表著一個系統(tǒng)的混亂程度，是一個物理量，熵值只能自發(fā)地增加，這意味著系統(tǒng)會單方面地趨于混亂，且整個過程是不可逆的。一開始我們提到了“覆水難收”，當(dāng)水從杯子里灑到地上，物質(zhì)出現(xiàn)了無規(guī)則的分散，系統(tǒng)的熵大幅增加，沒有辦法再自發(fā)地減小，這種熵的不可逆性就決定了時間的不可逆性。不過這只是針對宏觀世界而言的，在微觀世界，事情似乎還有緩和的余地。

迄今為止，我們還沒有辦法用一套統(tǒng)一的理論將宏觀世界與微觀世界結(jié)合在一起，也就是說在現(xiàn)有的理論體系下，微觀世界其實遵循著一些與宏觀世界不太一樣的規(guī)則。

微觀世界的粒子無時無刻不處于運動之中，但這種運動又與宏觀世界的不太一樣，粒子的運動是以一種波函數(shù)的方式存在，在任何一個特定的時刻，粒子的位置和狀態(tài)都不是固定的，它可以處于任何一個位置和任何一種狀態(tài)，直到我們?nèi)ビ^測它，它才會坍縮為一個確定的數(shù)值。這是不是意味著在量子世界中，時間并沒有明顯的方向性呢？

為了驗證在微觀世界，時間可以同時朝兩個方向流動，英國薩里大學(xué)的一個研究團隊采用了兩種簡化假設(shè)。

其一就是假設(shè)環(huán)境足夠巨大，所以量子系統(tǒng)可以被視為與環(huán)境完全隔離的孤立系統(tǒng)，畢竟如果量子系統(tǒng)與宏觀世界同處于一個系統(tǒng)之中，是不可能同時出現(xiàn)兩種不同的時間流逝方向的。其二就是假設(shè)環(huán)境中的能量和信息一旦流失，就無法回到系統(tǒng)中，這一點大大簡化了研究的復(fù)雜性。

研究團隊發(fā)現(xiàn)，在這兩個假設(shè)的前提下，量子系統(tǒng)的演化在時間的正向流動和反向流動中都保持了一致。

也就是說在量子系統(tǒng)中，時間的過去和未來之間并不存在明顯的界限，這在數(shù)學(xué)上被稱為“時間反轉(zhuǎn)對稱性”?？梢越忉尩母油ㄋ滓稽c，在宏觀世界，歷史信息只在時間的正向流動中發(fā)揮作用，而在反向流動的時候則不發(fā)揮作用或者發(fā)揮截然不同的作用。但在量子世界不是，在這里，系統(tǒng)的歷史信息無論是在時間的正向流動中，還是反向流動中，都會起到相同的作用。

之所以會出現(xiàn)這樣的情形，主要是因為量子世界并不依賴于宏觀的熵增規(guī)律，而有著一套特有的控制機制。

無論是宏觀世界，還是微觀世界，都應(yīng)該遵循著一個統(tǒng)一的物理規(guī)律，只不過現(xiàn)在我們還沒有找到這套規(guī)律，而微觀世界的時間雙向流動則留給了宏觀世界更多的可能。即便是在眼下，這些研究也可能帶來新的幫助，比如在量子計算機的運算中，是否可以進(jìn)行量子信息的逆向處理？當(dāng)我們不再受限于時間的單向性，未來也新增了很多可能性。