這是一個大家都關(guān)心的問題，先直接給結(jié)論：通常情況下時間是不能倒流回到過去的，但在特定條件下有可能的。?
本文和其它類似的文章不同，就這個問題，我們從數(shù)學(xué)、物理和邏輯的角度逐級展開討論，先講述時間是否能倒流的理由，再證明時間是如何倒流的。
1- 如何證明時間不能倒流
我們先用兩個理論，從正反兩個方面來證明時間不能倒流。
1-1. 熱力學(xué)增熵理論
熱力學(xué)增熵理論
★表示熱量傳遞的方向的熱力學(xué)第二定律為：
ds ≥ δQ/T
ds 代表一個物理體系的熵變化，“熵”是指系統(tǒng)的混亂程度或無序度，熵值越大意味著系統(tǒng)越加混亂、無序，熵值越小就表示越整齊、有序；δQ 表示體系與熱源之間交換的熱量；T 是熱源的溫度。
不等式的物理意義為，如果能量傳遞是可逆的，ds=δQ/T=0；如果能量傳遞是不可逆的，ds＞0；而對于ds＜0的過程，是不存在的。
增熵理論認(rèn)為時間只能單向行駛
★從上面熱力學(xué)增熵定律中可輕易得出：熵ds只能增加或者不變，那么時間T不可能取負(fù)值，說明是一直在向前運行的。這也說明，我們的宇宙一直從有序向無序在演變。
★增熵定律描述了宇宙中熱力傳遞的規(guī)律，即能量總是從高向低傳遞的，就像水往低處流的道理一樣，那么時間之矢是一去不回頭的。
1-2. 空間悖論法
我們用一個最簡單的二維空間法，來反證一下時間不能倒流。
物體從位置x1運動到 x2處
★上圖中物體沿著X+軸，以速率v從坐標(biāo)位置x1（對應(yīng)時間t1） 運動到x2（對應(yīng)時間t2），位移量為S1，注意S1和v都是帶方向的矢量。此時：
S1 = ∫ v dt; t∈{t1,t2}
因速率v與X+方向相同，v＞0 ，且t2＞t1＞0，可得出位移S1＞0。
物體從x2返回到x1
★上圖中物體反向沿著X+軸，以速率v從坐標(biāo)位置x2（對應(yīng)時間t2） 運動到x1（對應(yīng)時間t3），位移量為S2，注意S2和v都是帶方向的矢量。此時：
S2 = ∫ v dt; t∈{t2,t3}
因速率v與X+方向相反，v＜0 ，如果t3＞t2＞0，可得出位移S2＜0，與坐標(biāo)相反，符合實際運動情況。
鐘表并不能準(zhǔn)確的反映時間的內(nèi)在屬性
如果這個過程中時間倒流，為t3＜t2＜0，則得出位移S2＞0，與實際運動情況恰恰相反，我們不得不重新定義X+軸的方向，至少要懷疑這個笛卡爾坐標(biāo)系。如果把這個二維空間法換成三維的，也會出現(xiàn)這樣的悖論。
★造成這個悖論的原因就是時間越走越少了，t出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，其結(jié)果是：物質(zhì)的運動破壞了它所處二維或多維空間，空間坐標(biāo)系會發(fā)生坍塌，這是對物理學(xué)基礎(chǔ)的否定。
因此，當(dāng)今經(jīng)典物理學(xué)中不允許時間出現(xiàn)倒流。
2- 如何證明時間可以倒流
在某些情況下，在理論上時間是可以倒流的，分以下幾種情況。
2-1.超光速運動
★根據(jù)狹義相對論的時間膨脹效應(yīng)，物體運動速度越快，它所經(jīng)歷的時間會膨脹，即時間變慢。
相對論時間膨脹公式
★按照上面相對論的時間膨脹公式，物質(zhì)運動速度v永遠(yuǎn)小于光速c。如果v＞c時，1-v2/c2為負(fù)數(shù)，負(fù)數(shù)的平方根為虛數(shù)，即時間也變成了虛數(shù)i。
霍金的虛時間概念
★虛時間的概念是霍金提出的，是與實時間軸垂直的、不可見的虛軸。在虛時間中，時間是可能反向流動的，但是這種變化是不可見的。
2-2.超強引力場
★廣義相對論引力膨脹公式表明，在質(zhì)量為M半徑為r的天體中，其時間T比引力勢能為零（即無窮遠(yuǎn)處）的時間t會變大，即時間變慢。
相對論引力時間膨脹公式
★其中M/rc2表示質(zhì)量密度，目前已知超大質(zhì)量密度天體中，以黑洞為最。但是即便是超級黑洞，計算出的時間T也是趨近于零但是大于零。
超大質(zhì)量密度的天體，會導(dǎo)致時空極度彎曲
★如果出現(xiàn)奇點這類未觀察到的更致密的天體，M趨近無限大r趨近無限小，那么公式中會再次出現(xiàn)根號內(nèi)為負(fù)數(shù)的情況。和上面一樣，虛時間可能出現(xiàn)反向流動。
2-3.宇宙收縮
★根據(jù)弗里德曼方程，目前宇宙處于膨脹狀態(tài)，方程詳解見我的文章《從數(shù)理視角探究宇宙的幾何構(gòu)架和與演化歷程》，本文不再重復(fù)。
弗里德曼方程
★方程左邊的尺度因子a（宇宙規(guī)模隨時間變化函數(shù)）的導(dǎo)數(shù)與尺度因子a之比，代表宇宙膨脹的動能。方程右邊的8πGρ/3為星系的引力勢能；其中k=2E/mR2為宇宙系統(tǒng)總能量，也稱為宇宙的曲率；Λ為暗能量，產(chǎn)生斥力是宇宙膨脹的原因。
★為便于表述，我們?nèi)サ艄街械陌的芰喀?，并將方程移項，得到星系總能量E：
弗里德曼方程的能量項
★科學(xué)家預(yù)測，今后的宇宙可能會收縮，從E＞Λ變?yōu)镋＜Λ，即引力作用戰(zhàn)勝暗能量的排斥力導(dǎo)致宇宙收縮，那么那么時間可能會出現(xiàn)倒流的現(xiàn)象。
宇宙一直處于膨脹狀態(tài)，時間也是沿著該方向單向運行的
這是因為宇宙大爆炸中，空間一直處于膨脹狀態(tài)，時間也是從奇點向宇宙膨脹方向一直運行的，這是符合前面的熱力學(xué)增熵理論的。但是收縮的宇宙能量因Λ-E＜0，整體呈現(xiàn)出負(fù)能量狀態(tài)，熵值也從無序向有序遞進，增熵理論發(fā)生逆轉(zhuǎn)，那么時間是完全可能出現(xiàn)倒流的。
2-4.量子力學(xué)中著名的雙縫干涉實驗
雙縫干涉實驗
★從S窄縫通過的電子或光子流（即多粒子），經(jīng)過雙縫S1和S2時，在屏幕上會產(chǎn)生干涉條紋。因為只有波才能發(fā)生干涉現(xiàn)象，而粒子波在屏幕上的顯示意味著其粒子特性，因此這是證明粒子具有波粒二象性最經(jīng)典的實驗。
粒子也是一種波，通過窄縫會發(fā)生干涉
★多粒子雙縫干涉實驗的原理解釋：光子是一種波，當(dāng)光按照直線傳播路徑穿過兩條縫隙時，會分裂出兩條波源，這兩條波源猶如水面的波紋一樣，會各自振蕩后發(fā)生交錯干涉，最后在屏幕上形成斑馬線似的干涉條紋。
通過窄縫的粒子波在屏幕上形成干涉條紋
★但是，當(dāng)實驗者發(fā)射單個光子，重復(fù)上面的實驗。按照事先的設(shè)想：一個光子一次只能通過一個縫隙，不會產(chǎn)生兩個波源，不會出現(xiàn)干涉條紋。
實驗的粒子越多，干涉條紋越明顯
當(dāng)實驗次數(shù)從28、1千、1萬、一直增加到幾百萬次實驗時，不可思議的事情發(fā)生了，屏幕上的干涉條紋再次出現(xiàn)了。
發(fā)射單個光子也能形成干涉條紋
★量子力學(xué)用量子疊加解釋這個現(xiàn)象：即光子是一種概率波，其位置既在S1也在S2，還在其它任何位置，一個光子同時穿過了這兩條窄縫。
難道是一個光子同時通過了兩條窄縫，還是通過一條后折返回來后，再通過另一臺窄縫
★當(dāng)然還有一種解釋：單個光子（或電子）是直線運動的，一次只能通過一條窄縫，不是S1就是S2，除非單光子能同時通過S1和S2。
那么有沒有這種可能性，光子從S1通過之后，再繞回來從S2通過？于是在光子速度不變的情況下，運動路徑變長了，但是實驗表明時間不變，即光子不管從那條窄縫通過都同時到達(dá)屏幕。設(shè)光子從S0出發(fā)通過S1窄縫走的距離為L，時間為t1；走過S2窄縫的距離相同，時間為t2=t1+Δt，Δt為二者時間差。
如果Δt=Δtm+Δtn，Δtm和Δtn分別表示光子從S1返回時間和通過S2的時間。由于實驗觀測到的t1=t2，則：
t1=t1+Δtm+Δtn
Δtm+Δtn=0
因光子通過S2的時間為正，即Δtn＞0，那么Δtm＜0。即光子從S1返回并到達(dá)S2這段時間，是負(fù)數(shù)，出現(xiàn)了時間反轉(zhuǎn)。說明在量子世界中，時間倒流是可能的。
3-時間倒流的例證
以下內(nèi)容來自多個網(wǎng)絡(luò)，請讀者自辨真?zhèn)巍?/p>
3-1.證明時間倒流的科學(xué)實驗
在時間反轉(zhuǎn)的科學(xué)研究領(lǐng)域，確實有一些相關(guān)實驗。
大型量子計算機
★2019年俄羅斯物理學(xué)家完成了一項被認(rèn)為是讓時間倒流的實驗，實驗中使用是一臺量子計算機進行操作，創(chuàng)造出必要的熱力混亂后再進行特定操作，結(jié)果量子計算機熱力沒有變得更混亂，反倒回到了原始的狀態(tài)，這個結(jié)果與熱力學(xué)增熵原理恰恰相反。
★英國科學(xué)家也進行過相關(guān)實驗，Rayleigh勛爵發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的現(xiàn)象，用某種方式能使光子以快于光速的速度運動，時間發(fā)生了逆轉(zhuǎn)。盡管實驗數(shù)據(jù)表明只有短短的百億分之一秒，但這種不可思議的現(xiàn)象表明，光波是可能回到過去的。
3-2.生活中的時間倒流
生活中時間能反轉(zhuǎn)嗎？
★1994年一架意大利客機在非洲海岸上空飛行時，突然從雷達(dá)屏幕上消失，隨后又在原地重新出現(xiàn)。機上人員對此一無所知，但所有乘客的手表都慢了20分鐘，這種現(xiàn)象被解釋為時間在那一刻靜止或倒流?。
古代的太陽神廟出土了現(xiàn)代銀幣
★另一個例子是現(xiàn)代銀幣進入古代廟宇，1994年考古學(xué)家在埃及發(fā)現(xiàn)了一座4000年前的太陽神廟，廟內(nèi)藏有一枚現(xiàn)代銀幣，這枚銀幣尚未發(fā)行，準(zhǔn)備在1997年才進入市場流通，難道銀幣穿越了時間？
船長是杰克嗎？一直在等露西嗎？
★“泰坦尼克”號船長再現(xiàn)也是一個例子。1991年，歐洲科學(xué)海洋考察船在冰島附近發(fā)現(xiàn)一座冰山上坐著一位60多歲的男子，穿著本世紀(jì)初的船長制服。后來證實，這位男子可能是“泰坦尼克”號的幸存者，莫非這是一位時間穿越者嗎？
3-3.時間倒流的可信度
★上述科學(xué)實驗還具備一定可信度，畢竟有實驗結(jié)果在那里。但是實驗誤差，實驗過程的可重復(fù)性，值得懷疑。
★但現(xiàn)實生活中的“奇跡”，要么是謠言和惡作劇，要么是天方夜譚。
有些故事傳說，就像童話一樣，聽聽就好了
★有沒有這種可能，在宏觀世界和微觀世界中時間倒流只存在于理論中，實際上是不可能發(fā)生或被觀測到的？那我們接下來做進一步的思考。
4-對時間倒流的思考
4-1.上述理論和事實的分析
★按照前面論述，小到量子大到宇宙，在理論上都存在時間逆流反轉(zhuǎn)的可能，并且還在實驗室和現(xiàn)實生活中“觀察”到了。
★像牛頓力學(xué)和熱力學(xué)這樣的經(jīng)典物理是不允許時間倒流的，適用范圍為低速運動和低引力的普遍情況。
神秘的量子糾纏現(xiàn)象，被認(rèn)為是超光速進行的
★但是兼容了相對論效應(yīng)的部分量子力學(xué)和宇宙學(xué)是允許時間倒流的，例如超光速現(xiàn)象（比如量子糾纏、穿越蟲洞）、超強引力狀態(tài)（比如黑洞吞噬物質(zhì)）、宇宙收縮（宇宙學(xué)家的預(yù)測）等特殊情況。
平行宇宙之間通過蟲洞連接
★這似乎并不矛盾，畢竟我們還沒有發(fā)現(xiàn)諸如奇點這樣超致密的天體，也沒有發(fā)現(xiàn)超光速運動，更沒有未來宇宙會收縮的證據(jù)，但是理論上不得不考慮上述可能性。
那么時間倒流真的只能存在于理論中嗎？
4-2.時間倒流的邏輯悖論
★我們假設(shè)宏觀上時間是可以倒流的，就像影視中一樣，人回到了六十年前，見到了他的祖父，此時祖父還是個小孩，但是這個人殺死了他的祖父。
我們能穿越時間，回到過去嗎？
★任何人都能看出邏輯已經(jīng)混亂了，他的祖父還是小孩就去世了，怎么會有他？事件的因果關(guān)系被破壞了。
穿越時間回到過去，事件的邏輯會混亂嗎？
★為了解決上述邏輯坍塌問題，部分科學(xué)家認(rèn)為時間倒流后，事件的參與者不能影響時間進程，只是參與而已，一旦破壞了事件的因果關(guān)系，會造成時空坍塌。
比如你穿越時空回到了秦朝，你不能殺死嬴政改變歷史，只能做一個歷史的旁觀者，而不能改變歷史的進程。
5-時間的本質(zhì)
★時間是物質(zhì)運動的根本屬性，是描述物質(zhì)運動的事件發(fā)展的基本參數(shù)。
時間不一定是永恒的
★物質(zhì)的溫度只要是高于絕對零度（-273℃，即宇宙中最低溫度，實際上是不可能達(dá)到的），運動就會一直存在，時間就不會停止。
★如果說時間是可以倒流的，那么我們?yōu)槭裁丛谖⒂^和宏觀世界中，觀察不到這種現(xiàn)象，這是因為我們所處的空間維度還不夠。
多維時空意味著更高更多的觀察角度
★我們所處的時空是四維的，其中第四維度的時間是不可見的。而且宇宙中存在著更高的維度，按照超弦理論，時空存在十一個維度，但是我們只能看見三個，其余維度都被折疊了。
美女只能看到正方形，我們卻看到了長方體
★舉個例子，上圖中觀察者從她的角度只能觀察到二維的正方形，但是從我們的角度就能觀察到三維的圖形。
希爾伯特空間
★四維、五維…N維的希爾伯特空間，因為這些維度隱藏在三個維度內(nèi)，所以我們無法觀測到這些高維度發(fā)生的事件，包括時間。
平行宇宙存在著更高的維度
★于是我們得出結(jié)論，在更高的維度中我們可以觀察到時間倒流。
高維度在哪里？我們認(rèn)為是在蟲洞的另一端——平行宇宙中：從另外的宇宙可以看見我們這個宇宙看不見的維度和事件，能看見時間倒流。
通過本文全部論述，我們得出以下結(jié)論：
我們生活的空間中，時間倒流是完全可能存在的，只是我們沒有觀察入口，或者說目前沒有找到合適的觀測角度來觀察到時間倒流現(xiàn)象。
正向和反向均可流動，是時間內(nèi)在的屬性
盡管經(jīng)典理論和當(dāng)前的實驗觀測并不支持時間穿越，但是今后的成熟理論和實驗科學(xué)是完全有可能證明時間能夠倒流的。任何理論都是從假想、推測、實驗、否定、再假設(shè)、證明……這樣反復(fù)循環(huán)后，才逐漸成功的。
淘盡黃沙始見金，假想和證偽不是最終目的，卻是我們接近真相的必經(jīng)之路，也是人類探索精神的體現(xiàn)。
熱門跟貼