導(dǎo)語：時光的洪流滾滾向前，川流不息，早已成為這個世界的真理深入人心。但是物理學家在證明這一看似不可撼動的鐵律時，卻又一次遇到了未曾料到的麻煩。
最近，一個國際物理學家團隊正在著重研究一個我們常用來定義時間的重要對象——能量的運動。
為了尋找相關(guān)線索，他們在研究中使用了一種氯仿和丙酮的混合物。這個組合聽起來是一個奇怪的研究對象，但研究人員使用它們來為實驗?zāi)康膭?chuàng)造條件。在這種情況下，時間似乎是在“向后移動”的！
當然，這項研究不能帶我們回到侏羅紀去看恐龍，但它可能會告訴我們?yōu)槭裁次覀兊挠钪姹焕г谝粭l“單行道”上。
從我們的直觀感覺上講，時間的法則非常簡單。例如，我們可以記住過去，而不能預(yù)知未來。但當把事情分解成簡單的規(guī)則時，我們發(fā)現(xiàn)，并沒有明確的理由能夠說明為什么一個事件的起因必須在結(jié)果之前出現(xiàn)。在最小的微觀層面上，我們可以翻轉(zhuǎn)描述粒子運動和相互作用的公式，并且仍能得到有用的圖像。
那么，為什么時間不能來回擺動呢？
一條與此有關(guān)的線索在于所謂的熵。在一個不能從外界獲取能量的系統(tǒng)中，比如我們的宇宙，由于大規(guī)模系統(tǒng)具有能量分配偏差，系統(tǒng)內(nèi)的物體往往會從有序逐漸向無序發(fā)展。
就熱力學定律而言，這意味著你不可能在寒冷的房間里放一個熱的物體，還期望房間會變冷而物體變得更熱。熱的東西往往會變冷。即使這并沒有告訴我們?yōu)槭裁磿r間會存在，熱力學也成功地為我們提供了一個側(cè)面觀察的角度。
各種實驗已經(jīng)表明，即使在量子水平上，粒子通常也會以依賴于初始條件的方式呈現(xiàn)。換句話說，它們正在沿著時間線前進。
這個概括是否有限制？顯然，至少根據(jù)這個實驗的結(jié)果來說是這樣的。
該小組研究了氯仿——由一個中心碳原子，再連接一個氫原子和三個氯原子組成的分子。
圖|氯仿分子
當氯仿分子懸浮在丙酮中時，研究人員使用強磁場對碳原子和氫原子的原子核進行排列，并操縱了一種稱為自旋的粒子性質(zhì)。這使得他們在使用核磁共振緩慢地加熱原子核的同時，能夠“傾聽”粒子的行為。
按時間規(guī)律來說，當一個原子核吸熱時，它會把它的隨機運動轉(zhuǎn)移到另一個較冷的原子核上，直到它們都達到了相同的溫度為止。這種變化在各自的能量狀態(tài)下是可以識別的。在正常情況下，這是應(yīng)該發(fā)生的事情。但在粒子相互關(guān)聯(lián)時，研究人員發(fā)現(xiàn)一個相當有趣的例外。
這意味著由于以前的相互作用，某些粒子云被鎖定在一起。這個現(xiàn)象有點像量子糾纏的“低配版”。
粒子間的相關(guān)性在粒子間能量分配方面有著顯著的影響——在這種情況下，被加熱過的氫原子會變得更熱，而本來較冷的糾合碳配合物竟然會變得更冷！
換句話說，這項研究揭示了一種能在非常小的范圍內(nèi)“逆轉(zhuǎn)時間”的熱力學等價物。
研究小組在研究中寫道：“我們觀察到了一種從較冷系統(tǒng)到較熱系統(tǒng)的自發(fā)性熱量流動。”
該研究已經(jīng)發(fā)表在了arXiv.org（全球最大的預(yù)印本系統(tǒng)，由美國國家科學基金會和美國能源部資助，在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室建立的電子預(yù)印本文獻庫，目前由美國康乃爾大學管理）的預(yù)審網(wǎng)站上，這意味著我們需要正視這一研究結(jié)果所闡釋的新發(fā)現(xiàn)。
而且，要清楚的是，這項研究還僅限在一個很小的規(guī)模，它不可能把我們帶回上世紀60年代——也許只有時光機器才能達到這樣浮夸的程度。但它確實表明了，時間的方向并不是絕對的。
本次研究還提供了一些關(guān)于量子力學和熱力學重疊部分前景可期的細節(jié)，這本身就是一個物理學家們?nèi)匀辉谑崂矸治�，并能激動人心的新領(lǐng)域。
從實際應(yīng)用的角度來看，這項研究展示了如何用量子物理的規(guī)則來以一種奇怪的方式引導(dǎo)熱量流動，這可能會催生一批有趣的技術(shù)層面應(yīng)用。
當然，如何將這些觀測成果從微觀系統(tǒng)擴展應(yīng)用到宏觀系統(tǒng)，是未來進一步實驗所要研究的問題。但無論如何，這項研究至少可以幫助我們理解，為什么時間的維度如此的偏向于一個方向。甚至來說，在未來的新實驗中，發(fā)現(xiàn)更為令人驚喜的能夠佐證時間逆流可行性的證據(jù)也未嘗不是一種可能的假想！
編輯| 褚茗帆 |
