如果将宇宙中所有矢量倒转，按原路倒退，是否等同于时间倒流？
这是一个非常有趣，也触及了物理学核心问题的设想。我们来深入探讨一下，将宇宙中所有矢量倒转，并让它们按照原有的路径倒退，这究竟是不是等同于时间倒流。
首先，我们需要明确一些概念。
什么是“矢量”？
在物理学中，矢量是一个同时拥有大小（长度）和方向的量。我们日常生活中接触到的很多物理量都是矢量，比如：
速度（Velocity）: 不仅告诉你移动的快慢，还告诉你移动的方向。
力（Force）: 不仅告诉你施加的力度有多大，还告诉你这个力是推还是拉，以及朝哪个方向。
位移（Displacement）: 描述了物体从一个点到另一个点的方向和距离。
动量（Momentum）: 物体质量和速度的乘积，也是一个矢量。
什么是“时间倒流”？
我们通常理解的时间流逝是单向的，从过去流向未来。时间倒流，就是让这个过程反向进行。想象一下，一个破碎的花瓶重新组合起来，或者一个燃烧的木头变回一棵完整的树。
现在，让我们来分析你的设想：将宇宙中所有矢量倒转，按原路倒退。
这里的“倒转”和“倒退”是关键。
1. “所有矢量倒转”： 这意味着，我们对宇宙中的每一个物理量，如果是矢量，都赋予它反方向。
如果一个粒子此刻的速度是向东，倒转后就变成向西。
如果一个力是推向某个方向，倒转后就变成拉向相反的方向。
如果一个物体的动量是向右，倒转后就变成向左。
2. “按原路倒退”： 这句话更进一步，它不仅仅是改变了矢量的方向，而是要求这些矢量沿着它们“来时”的路径反向运动。
这种操作，在很多层面上，确实非常接近我们对时间倒流的直观理解。
让我们从几个物理定律的角度来审视：
牛顿运动定律：
第一定律（惯性定律）： 物体保持静止或匀速直线运动状态，除非受到外力作用。如果我们将所有速度矢量倒转，并且施加的力也以某种方式“倒转”以抵消它们之前的效果，那么物体确实会朝着相反的方向运动。
第二定律（F=ma）： 如果我们将作用在物体上的力矢量（F）倒转，那么根据F=ma，物体的加速度矢量（a）也会反向。速度是加速度的积分，如果加速度反向，速度的改变方向自然也就会反向。
第三定律（作用力与反作用力）： 如果我们将一个相互作用中的力矢量倒转，那么根据第三定律，对方的那个力矢量也必然是反作用力，所以它也会同时被“倒转”。
动量守恒： 在一个孤立系统中，总动量（所有粒子动量的矢量和）保持不变。如果我们将所有粒子的动量矢量都反向，那么整个系统的总动量反号，这并不符合动量守恒。除非，你说的“倒转”是指让它们“回到”之前的状态，那样的话，动量守恒是会被满足的，因为每个粒子的动量都只是改变了方向。
能量守恒： 动能是速度的平方，所以速度方向的改变不影响动能的大小。如果我们将所有粒子的速度矢量倒转，它们的动能并不会改变。
为什么这会让你联想到时间倒流？
我们的直观体验中，很多过程是不可逆的。例如，打碎的玻璃杯不会自己复原，墨水滴入水中不会自己聚集回一滴。这些过程的不可逆性，很大程度上源于热力学第二定律。
热力学第二定律（熵增）： 在一个孤立系统中，总熵（衡量混乱或无序程度的量）总是增加的，或者在可逆过程中保持不变。它描述了自然过程总是趋向于更大的混乱。
现在，回到你的设想。如果我们将所有矢量倒转，按原路倒退，那么：
一个墨水滴入水中的过程： 初始时，墨水粒子是集中的，水是清晰的。随着墨水扩散，粒子的速度矢量指向四面八方，使得墨水在水中均匀分布，混乱度（熵）增加。如果我们将所有粒子（墨水和水分子）的速度矢量倒转，让它们按照“散开”时的反向轨迹运动，那么这些粒子就会重新汇聚，回到最初集中的状态。这个过程，看起来就像墨水自动从水中分离出来，重新变成一滴。
一个破碎的花瓶： 碎片拥有各自的速度和方向。如果我们将这些速度矢量都反向，并且让碎片按照它们“飞出”时的轨迹反向运动，那么这些碎片就会重新组合，变成一个完整 else 的花瓶。
从这个角度看，你的设想非常巧妙地绕过了热力学第二定律的“时间箭头”。
传统的物理定律（如牛顿定律、麦克斯韦方程组、薛定谔方程等）在时间反演下（即将时间变量 t 替换为 t）通常是保持不变的（“时间反演对称性”）。这意味着，如果一个过程在时间上是正向进行的，那么将时间反过来，这个过程也可能以反向的方式发生。
然而，问题就出在“所有矢量倒转”这个操作上。
1. “倒转”的含义： 你说的“倒转”是纯粹的数学意义上的反号，还是指让它回到“之前”的状态？ 如果是前者，那么就像我们上面讨论的，很多物理定律允许这样的反转。但如果是后者，那就更加复杂了。
2. “按原路倒退”的实现： 即使数学上允许所有矢量反号，但真的能实现“按原路倒退”吗？ 宇宙中有很多复杂的多体相互作用。每一个粒子的运动都受到其他无数粒子的影响。要让所有粒子的运动轨迹都精确地“回溯”，需要一个极其精确的“指令”和“协调”。
3. 热力学第二定律的挑战： 尽管许多微观层面的基本物理定律具有时间反演对称性，但宏观世界之所以表现出不可逆性，是因为这些宏观描述（如温度、压力、熵）是大量微观粒子集体行为的统计结果。即便是非常微小的扰动，也可能导致微观粒子的运动在时间反演后，不再能精确地重现原来的宏观状态。
想想我们前面说的，墨水扩散。在扩散过程中，水分子和墨水分子之间有无数次的碰撞和相互作用。即使我们将所有粒子的速度反向，但这些碰撞的细节是如此复杂，以至于它们在反向运动时，几乎不可能完全重现“聚集”的过程。更确切地说，我们无法“指挥”所有粒子在时间反演后，以一种精确的方式重新组合。
4. 因果关系： 时间倒流最核心的问题之一是因果关系。如果我们看到一个结果（比如花瓶碎了），它必然有其原因（比如摔落）。但如果时间倒流，原因就应该发生在结果之后，这与我们的因果律相悖。你的设想，是将“原因”和“结果”的动作顺序颠倒过来，让“结果”的运动轨迹反过来去“造成”之前的“原因”状态。
总结来说：
将宇宙中所有矢量“数学上”倒转，并且让它们“按原路倒退”，在很多微观物理定律层面，似乎是允许的，而且它确实产生了一种“时间倒流”的表象——比如让散开的东西重新聚集，让破碎的东西重新组合。
但是，这种设想并不能真正等同于我们理解的时间倒流，至少有几个关键的差异和困难：
“倒转”的机制： 宇宙本身不会“自动”将所有矢量倒转。这种操作是一种外部干预。我们不知道这种干预如何实现，并且如何精确地协调所有粒子的运动。
热力学第二定律的不可逆性： 尽管微观定律具有时间反演对称性，但宏观世界的不可逆性（熵增）是宇宙演化的基本方向。我们无法通过简单的矢量反转来“逆转”熵增的过程，因为熵的增加源于大量微观自由度的复杂演化，而不是简单的矢量方向调整。
因果关系与宏观描述： 宏观世界的事件（如花瓶碎裂）是微观粒子相互作用的累积效应。简单地反转这些粒子的运动方向，并不能保证宏观上出现一个“相反”的、有意义的过程，特别是涉及到观察者本身。例如，如果我们看到了花瓶碎了，这本身就是一个“观察结果”，而“观察”这个行为本身可能就引入了时间方向。
因此，你的设想提供了一个非常有趣的思考角度，它指出了微观物理定律的时间反演对称性，并且通过“矢量倒转”来模拟了某些宏观不可逆过程的“逆转”。
但是，真正意义上的时间倒流，或者说让整个宇宙按照相反的顺序重新经历一切，涉及到更深层次的问题，比如宇宙的整体演化、因果律的根本性质，以及热力学第二定律在宇宙尺度上的角色。 简单地将所有矢量反向，更像是一个“魔法般的”重置，而非宇宙自身沿着时间箭头的反向流动。它是一种“回溯”，但并非“时间倒流”。
我们不能仅仅因为微观粒子的速度矢量反向了，就说整个宇宙的时间就倒流了。时间流逝不仅仅是粒子位置和速度的变换，它还涉及到信息、因果、以及我们对“现在”到“过去”的感知。
首先，我们需要明确一些概念。
什么是“矢量”？
在物理学中，矢量是一个同时拥有大小（长度）和方向的量。我们日常生活中接触到的很多物理量都是矢量，比如：
速度（Velocity）: 不仅告诉你移动的快慢，还告诉你移动的方向。
力（Force）: 不仅告诉你施加的力度有多大，还告诉你这个力是推还是拉，以及朝哪个方向。
位移（Displacement）: 描述了物体从一个点到另一个点的方向和距离。
动量（Momentum）: 物体质量和速度的乘积，也是一个矢量。
什么是“时间倒流”？
我们通常理解的时间流逝是单向的，从过去流向未来。时间倒流，就是让这个过程反向进行。想象一下，一个破碎的花瓶重新组合起来，或者一个燃烧的木头变回一棵完整的树。
现在，让我们来分析你的设想：将宇宙中所有矢量倒转，按原路倒退。
这里的“倒转”和“倒退”是关键。
1. “所有矢量倒转”： 这意味着，我们对宇宙中的每一个物理量，如果是矢量，都赋予它反方向。
如果一个粒子此刻的速度是向东，倒转后就变成向西。
如果一个力是推向某个方向，倒转后就变成拉向相反的方向。
如果一个物体的动量是向右，倒转后就变成向左。
2. “按原路倒退”： 这句话更进一步，它不仅仅是改变了矢量的方向，而是要求这些矢量沿着它们“来时”的路径反向运动。
这种操作，在很多层面上，确实非常接近我们对时间倒流的直观理解。
让我们从几个物理定律的角度来审视：
牛顿运动定律：
第一定律（惯性定律）： 物体保持静止或匀速直线运动状态，除非受到外力作用。如果我们将所有速度矢量倒转，并且施加的力也以某种方式“倒转”以抵消它们之前的效果，那么物体确实会朝着相反的方向运动。
第二定律（F=ma）： 如果我们将作用在物体上的力矢量（F）倒转，那么根据F=ma，物体的加速度矢量（a）也会反向。速度是加速度的积分，如果加速度反向，速度的改变方向自然也就会反向。
第三定律（作用力与反作用力）： 如果我们将一个相互作用中的力矢量倒转，那么根据第三定律，对方的那个力矢量也必然是反作用力，所以它也会同时被“倒转”。
动量守恒： 在一个孤立系统中，总动量（所有粒子动量的矢量和）保持不变。如果我们将所有粒子的动量矢量都反向，那么整个系统的总动量反号，这并不符合动量守恒。除非，你说的“倒转”是指让它们“回到”之前的状态，那样的话，动量守恒是会被满足的，因为每个粒子的动量都只是改变了方向。
能量守恒： 动能是速度的平方，所以速度方向的改变不影响动能的大小。如果我们将所有粒子的速度矢量倒转，它们的动能并不会改变。
为什么这会让你联想到时间倒流？
我们的直观体验中，很多过程是不可逆的。例如，打碎的玻璃杯不会自己复原，墨水滴入水中不会自己聚集回一滴。这些过程的不可逆性，很大程度上源于热力学第二定律。
热力学第二定律（熵增）： 在一个孤立系统中，总熵（衡量混乱或无序程度的量）总是增加的，或者在可逆过程中保持不变。它描述了自然过程总是趋向于更大的混乱。
现在，回到你的设想。如果我们将所有矢量倒转，按原路倒退，那么：
一个墨水滴入水中的过程： 初始时，墨水粒子是集中的，水是清晰的。随着墨水扩散，粒子的速度矢量指向四面八方，使得墨水在水中均匀分布，混乱度（熵）增加。如果我们将所有粒子（墨水和水分子）的速度矢量倒转，让它们按照“散开”时的反向轨迹运动，那么这些粒子就会重新汇聚，回到最初集中的状态。这个过程，看起来就像墨水自动从水中分离出来，重新变成一滴。
一个破碎的花瓶： 碎片拥有各自的速度和方向。如果我们将这些速度矢量都反向，并且让碎片按照它们“飞出”时的轨迹反向运动，那么这些碎片就会重新组合，变成一个完整 else 的花瓶。
从这个角度看，你的设想非常巧妙地绕过了热力学第二定律的“时间箭头”。
传统的物理定律（如牛顿定律、麦克斯韦方程组、薛定谔方程等）在时间反演下（即将时间变量 t 替换为 t）通常是保持不变的（“时间反演对称性”）。这意味着，如果一个过程在时间上是正向进行的，那么将时间反过来，这个过程也可能以反向的方式发生。
然而，问题就出在“所有矢量倒转”这个操作上。
1. “倒转”的含义： 你说的“倒转”是纯粹的数学意义上的反号，还是指让它回到“之前”的状态？ 如果是前者，那么就像我们上面讨论的，很多物理定律允许这样的反转。但如果是后者，那就更加复杂了。
2. “按原路倒退”的实现： 即使数学上允许所有矢量反号，但真的能实现“按原路倒退”吗？ 宇宙中有很多复杂的多体相互作用。每一个粒子的运动都受到其他无数粒子的影响。要让所有粒子的运动轨迹都精确地“回溯”，需要一个极其精确的“指令”和“协调”。
3. 热力学第二定律的挑战： 尽管许多微观层面的基本物理定律具有时间反演对称性，但宏观世界之所以表现出不可逆性，是因为这些宏观描述（如温度、压力、熵）是大量微观粒子集体行为的统计结果。即便是非常微小的扰动，也可能导致微观粒子的运动在时间反演后，不再能精确地重现原来的宏观状态。
想想我们前面说的，墨水扩散。在扩散过程中，水分子和墨水分子之间有无数次的碰撞和相互作用。即使我们将所有粒子的速度反向，但这些碰撞的细节是如此复杂，以至于它们在反向运动时，几乎不可能完全重现“聚集”的过程。更确切地说，我们无法“指挥”所有粒子在时间反演后，以一种精确的方式重新组合。
4. 因果关系： 时间倒流最核心的问题之一是因果关系。如果我们看到一个结果（比如花瓶碎了），它必然有其原因（比如摔落）。但如果时间倒流，原因就应该发生在结果之后，这与我们的因果律相悖。你的设想，是将“原因”和“结果”的动作顺序颠倒过来，让“结果”的运动轨迹反过来去“造成”之前的“原因”状态。
总结来说：
将宇宙中所有矢量“数学上”倒转，并且让它们“按原路倒退”，在很多微观物理定律层面，似乎是允许的，而且它确实产生了一种“时间倒流”的表象——比如让散开的东西重新聚集，让破碎的东西重新组合。
但是，这种设想并不能真正等同于我们理解的时间倒流，至少有几个关键的差异和困难：
“倒转”的机制： 宇宙本身不会“自动”将所有矢量倒转。这种操作是一种外部干预。我们不知道这种干预如何实现，并且如何精确地协调所有粒子的运动。
热力学第二定律的不可逆性： 尽管微观定律具有时间反演对称性，但宏观世界的不可逆性（熵增）是宇宙演化的基本方向。我们无法通过简单的矢量反转来“逆转”熵增的过程，因为熵的增加源于大量微观自由度的复杂演化，而不是简单的矢量方向调整。
因果关系与宏观描述： 宏观世界的事件（如花瓶碎裂）是微观粒子相互作用的累积效应。简单地反转这些粒子的运动方向，并不能保证宏观上出现一个“相反”的、有意义的过程，特别是涉及到观察者本身。例如，如果我们看到了花瓶碎了，这本身就是一个“观察结果”，而“观察”这个行为本身可能就引入了时间方向。
因此，你的设想提供了一个非常有趣的思考角度，它指出了微观物理定律的时间反演对称性，并且通过“矢量倒转”来模拟了某些宏观不可逆过程的“逆转”。
但是，真正意义上的时间倒流，或者说让整个宇宙按照相反的顺序重新经历一切，涉及到更深层次的问题，比如宇宙的整体演化、因果律的根本性质，以及热力学第二定律在宇宙尺度上的角色。 简单地将所有矢量反向，更像是一个“魔法般的”重置，而非宇宙自身沿着时间箭头的反向流动。它是一种“回溯”，但并非“时间倒流”。
我们不能仅仅因为微观粒子的速度矢量反向了，就说整个宇宙的时间就倒流了。时间流逝不仅仅是粒子位置和速度的变换，它还涉及到信息、因果、以及我们对“现在”到“过去”的感知。
网友意见
首先，这个问题的前提条件『将宇宙中所有矢量倒转』是不自洽的，因此是无法实现的。举个简单的例子：一个点粒子的角动量矢量是位置矢量和动量矢量的叉乘，因此如果将位置矢量和动量矢量倒转，那么角动量矢量是保持不变的。同理，如果是角动量矢量和位置矢量（或动量矢量）发生倒转，那么剩下的动量矢量（或位置矢量）则是保持不变的。从这个例子就可以看出本问题的前提条件在逻辑上是无法实现的。
其次，盲目地将所有矢量倒转还会导致一些物理上的问题，比如将一个自由粒子的能量-动量4矢量倒转，就会出现负能量这种不是很让物理学家喜欢的东西。
关于时间反演操作的细节有很多书可以参考，比如Weinberg的量子场论。
将宇宙中所有矢量倒转确实等同于量子理论中的时间反演。但是时间反演是不对称的。
也就是说，即使你把所有的矢量倒转，也依旧回不到完全一样的过去。
题主问的，其实是CPT对称破缺的一个方面。
C指的是电荷对称(电荷共轭不变性)，可以简单理解为如果把所有的粒子都换成反粒子他们的演化是否还一样。
P指的是宇称，可以简单理解为镜像系统的演化是否和没镜像的一样。
T指的是时间反演对称就是你说的把矢量反转是否可以回塑过去的路径。
但是无论是C,P还是T都是不对称的。
关于宇称破却杨振宁、李政道先生和吴健雄女士已经证明了。
至于电荷共轭不变性。如果该不变性是成立的那么反中微子应该也是左手性的，然而反中微子的是右手性的。弱相互作用也破坏了电荷共轭不变性。(此处感谢 @非对称的虫洞 大佬的指正)
C和P都不对称为我们皆示了一种可能性。C和P联合起来是对称的。
既我们把系统内的粒子做一个镜像变换在把他们的电荷反转他们应该是对称的。
然而科学就是在不断打脸中前进的。
1946年瓦尔·菲奇和詹姆士·克罗宁也宣布他们看到了自然破坏CP。
如果CP联合对称是对的，那么根据量子力学预言K介子会衰变为两个π介子。大多数情况下也确实如此，
但是在几千个事例中，偶尔也有那么几个“调皮”的K介子衰变成了3个π介子
在20世纪50年代我们发现了一个玄妙的定理，在一个由量子场论描述的世界中你永远不能破坏CPT的联合对称性。
也就是说给一个系统的所有粒子 镜像，电荷反转，矢量反转。那么他与原来的系统是对称的。
CPT对称成立，而CP破缺本身就意味着T(时间反演)也是破缺的。
最终这就解释了题主的问题。把宇宙中所有的矢量反转，时光倒流。也无法回到和原来一模一样的世界。
————————
果然初中没毕业的我就不适合回答这种问题，大家去看 @卢健龙 大佬的回答吧。
部分资料参考自这本书
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