時間之箭
我們知道，時間只會向前流逝，我們無法回到已經發生的昨天，等著我們的永遠是還沒有發生的明天。物理學中最大的謎團之一就是為什麼時間之箭指向前方。時間之箭是1927年由英國物理學家亞瑟•愛丁頓（用日全食驗證了廣義相對論）提出的一個概念，用它來描述時間似乎只朝著一個方向流逝。我們可以從過去走向未來，但不能回到過去。如果空間和時間一起構成了四個維度，那麼時間就是唯一一個只能朝一個方向行進的維度。
物理學家用來描述宇宙的所有方程式，比如描述引力和電磁學的方程式，它們在任一方向上都完全奏效。這些方程式被認為是對稱的，而且似乎不會受到時間箭頭方向的影響。然而，時間確實有一個箭頭，為什麼會這樣？
熵增原理
答案是熱力學第二定律，它表示熵總是在增加。熵意味著無序或不可用的能量。在一個封閉系統中，無序度總是在自發地增加，這就是熵增原理。想象一下，一堆分子會自發地變成一團亂糟糟的分子，而不會結合在一起形成一個人。
如把熵增原理應用在現實生活中，這意味著如果把牛奶從罐子裡灑出來，牛奶就不會再回到罐子裡；或者如果從手上掉了一個玻璃杯子，它就會碎掉，不會再重新組裝起來，並回到的手裡。如果我們經歷了這些事件中的任何一個，我們就能知道時間是在向前還是向後，而不像上面提到的對稱方程。由於這種熵增的原理，就意味著時間只在一個方向上流逝。
宇宙的時間之箭
熱力學第二定律的不可逆性可能與宇宙本身的起源有關，宇宙的起點非常小且密度大——奇點，宇宙從138億年前誕生起就一直在膨脹。在大爆炸剛發生時，宇宙的熵值非常低，隨著時間推移，它的熵在增加，這被稱為宇宙的時間之箭。
宇宙的最終一種可能結局是會變成具有最大熵值的完全無序結構，這意味著所有的物質和能量都將被均勻地分佈。可用的能量最終會稀疏地分散在整個宇宙中，所以到處都很寒冷，這種結局被稱為宇宙熱寂說。另一種結局是宇宙將停止膨脹並進入相反的狀態，稱為宇宙大坍縮。在宇宙大坍縮中，熵可能會減少，時間也許在熱力學上會改變方向。
閱讀更多 火星一號 的文章
