在上文《时空旅行可能吗？（上）——为什么霍金曾“证实”时空旅行是有可能的？（2023年11月03日《科普时报》第2版首发：https://blog.sina.com.cn/s/blog_5ef1fe090102zr7a.html ）》中，浅谈了时间旅行的可能，文中还特别提及在《超人1》电影里，当超人得知露易丝·莱恩（Lois Lane）已经死去后，他不顾一切地决定让时光倒流，让自己绕着地球极速飞行，比光速更快，直到时间本身倒转。地球减慢速度，停止，最终向着相反的方向自转，直到地球上所有的钟表都向后倒走。当洪水迅速后退，破裂的大堤奇迹般地自我修复，露易丝·莱恩也从死亡的国度回来了。

那接下来，我想从时间能否倒流的角度来谈一下，如果能的话，那时空旅行的问题，不就迎刃而解了吗？

迄今为止，人们对时间的认知，从来都只有一个方向：任何事情，从过去到未来，是自然界中最基本的事实之一。包括任何生命，总是从小慢慢地长大，从年轻到壮年，再逐渐地衰老，这似乎是个固定不变的规律。  

然而，在这一现象的背后，却蕴含着复杂而深奥的物理学问题——“时间箭头”（Arrow of time）。所谓的时间箭头，是指时间流动的单一方向，即从过去到未来，并不会倒流回到过去，这是自然界中一种极其基本的现象。

而存在明显方向性的时间箭头，只是在宏观层次的现象，物理学在微观的层次上，时间却几乎是完全对称的。通俗地说，随着尺度的减小，事件逆向发生的概率逐渐趋近于正向发生的概率。当尺度非常小时，物理学家认为两者是近似相等的，即时间是对称的，并不存在“过去”和“未来”。

例如引力就是对称的话，你可以将一个行星围绕太阳运转的轨道倒过来放，这个路径仍然符合万有引力定律。大多数物理定律都是类似引力对称的假设，但是有时间箭头的情况就不同了。想象一下，如果时间在宏观层次也是对称的话，那么你可以将影片的一段镜头倒过来放，也能理解发生的事情，但事实并非如此。

物理学家从更基础的层面，对时间进行了定义，得到的共识是，时间箭头是热力学第二定律——著名的“熵增定理”的衍生规律：即随着时间的流逝，任何一个物质系统的无序度总是增加。而系统的无序程度越高，越难回到其以前有序的状态，“时间箭头”就越显著（思进注：熵增定理在拙作《华为的活力之源“熵减”中的熵是什么？(《科普时报》2019年08月09日第3版首发）》中有详谈）。  

因此，物理学家总结说，“这个宇宙内物质总是朝向无序的方向发展的特性，是人们感受到时间只朝一个方向流逝的根本原因。”  

最近，物理学家在揭开“时间箭头”这个谜团的研究中取得了一些令人兴奋的进展。如6月24日发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）的一份研究，主要作者之一、我母校CUNY（纽约市立大学）理论科学研究中心的博士后研究员克里斯托弗·林恩（Christopher Lynn）说，他们这项新研究涉及到物质世界最微小的组成部分，包括粒子、原子和分子，以及生命中最基本的单位——细胞。他们通过深入探究这些微观层面的相互作用，试图解释时间箭头的起源。  

研究人员首先探索了如何通过观察系统内特定的组成区块，以及它们之间的互动分解时间箭头。研究称“分析显示，在两个视频的试验中，时间箭头都是从两个一组的神经元区块中产生，没有见到更复杂的区块结构。”  

在他们的研究中，一个关键焦点是深入研究微观尺度下粒子的行为。他们所关注的问题之一是，微观尺度下粒子之间的相互作用是否能有助于解释时间箭头。其中一个重要观点，是时间箭头可能与粒子碰撞时的不对称性有关。这就意味着，在碰撞过程中，粒子更有可能沿着某个方向分散，而不是以相反的方式碰撞。这种微观不对称性可能会在宏观尺度上积累，从而形成时间箭头的方向。  

另一个发现更令研究人员感到惊讶：观看随机移动物体视频的视网膜所体现的时间的方向性更高。研究员林恩说：“这项发现对生物体内部如何与外在世界保持一致的认知，提出了挑战。神经科学领域的研究者可能会对这些发现很感兴趣。”  

这份研究的另一位主要研究者、物理学和生物学教授大卫·施瓦布（David Schwab）认为：“把时间箭头进行分解的理论，是一个巧妙而且具有普遍意义的理论框架，为探索很多具有多维度空间、没有达到平衡状态的系统，提供了一个创新的思路。”

林恩总结说：“日常生活中所感受到的时间箭头，在微观世界的体现是怎样的？我们的研究为理解这个问题迈出了第一步。”  

尽管他们的研究已经取得了一些进展，但要完全解开时间箭头的奥秘，仍然是一个复杂而深奥、且有很长的路要走。这需要跨越多个学科领域的合作，包括物理学、化学、生物学和哲学。理解时间箭头的本质将有助于我们更深刻地理解自然界，为未来的科学研究和技术发展提供新的方向。  

总体而言，尽管时空旅行在科学上还处于梦想阶段，我们仍然对时间箭头的本质和时空的奥秘充满了好奇心。物理学家的探索可能会为我们揭开这个宇宙中最大的谜团之一，但时空旅行是否真正可能仍是一个未来待解的问题。这种科学探索的过程本身也在不断拓展着我们对宇宙和自身的认识，为我们展示着科学与想象力的无限可能性。 

最后，再自我宣传一下，我的科幻长篇小说系列《超越时空》的第一部《超時空拯救》（其中就有平行时空、以及元宇宙等概念），在之前的香港书展列入精选畅销书，并出版了繁体字版，全球发行。  

2023年11月12日写于多伦多安大略湖畔

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