在微观世界，时间是可以双向流动的，过去和未来可以调换？

“覆水难收”，这个成语描述了一个基本的科学原理，那就是时间的单向流动。

这是我们日常生活中最显而易见的一个现象，从杯子里洒出来的水没有办法再重新回到杯子里，早晨东方升起的太阳只能在夜晚时分从西方落下，而不能反过来运行，这一切都说明了时间的流逝是具有方向性的，只能从过去流向未来，整个过程是不可逆的。而这也成为了时间旅行无法实现的理论依据，如果时间只能单向流动，那么是不可能通过人力对其进行改变的。

为什么时间是单向流动的呢？

这其实是一种热力学概念，也就是我们所熟悉的熵增原理。熵代表着一个系统的混乱程度，是一个物理量，熵值只能自发地增加，这意味着系统会单方面地趋于混乱，且整个过程是不可逆的。一开始我们提到了“覆水难收”，当水从杯子里洒到地上，物质出现了无规则的分散，系统的熵大幅增加，没有办法再自发地减小，这种熵的不可逆性就决定了时间的不可逆性。不过这只是针对宏观世界而言的，在微观世界，事情似乎还有缓和的余地。

迄今为止，我们还没有办法用一套统一的理论将宏观世界与微观世界结合在一起，也就是说在现有的理论体系下，微观世界其实遵循着一些与宏观世界不太一样的规则。

微观世界的粒子无时无刻不处于运动之中，但这种运动又与宏观世界的不太一样，粒子的运动是以一种波函数的方式存在，在任何一个特定的时刻，粒子的位置和状态都不是固定的，它可以处于任何一个位置和任何一种状态，直到我们去观测它，它才会坍缩为一个确定的数值。这是不是意味着在量子世界中，时间并没有明显的方向性呢？

为了验证在微观世界，时间可以同时朝两个方向流动，英国萨里大学的一个研究团队采用了两种简化假设。

其一就是假设环境足够巨大，所以量子系统可以被视为与环境完全隔离的孤立系统，毕竟如果量子系统与宏观世界同处于一个系统之中，是不可能同时出现两种不同的时间流逝方向的。其二就是假设环境中的能量和信息一旦流失，就无法回到系统中，这一点大大简化了研究的复杂性。

研究团队发现，在这两个假设的前提下，量子系统的演化在时间的正向流动和反向流动中都保持了一致。

也就是说在量子系统中，时间的过去和未来之间并不存在明显的界限，这在数学上被称为“时间反转对称性”。可以解释的更加通俗一点，在宏观世界，历史信息只在时间的正向流动中发挥作用，而在反向流动的时候则不发挥作用或者发挥截然不同的作用。但在量子世界不是，在这里，系统的历史信息无论是在时间的正向流动中，还是反向流动中，都会起到相同的作用。

之所以会出现这样的情形，主要是因为量子世界并不依赖于宏观的熵增规律，而有着一套特有的控制机制。

无论是宏观世界，还是微观世界，都应该遵循着一个统一的物理规律，只不过现在我们还没有找到这套规律，而微观世界的时间双向流动则留给了宏观世界更多的可能。即便是在眼下，这些研究也可能带来新的帮助，比如在量子计算机的运算中，是否可以进行量子信息的逆向处理？当我们不再受限于时间的单向性，未来也新增了很多可能性。