时间的方向

有两个相机对着你和我，当我们从a移动到b时，两个相机的快门总是同时按下，不断拍照，并且瞬间就打印出来。如果相同快门下的每一张照片位移距离（包括方向）相同，那么我们就是相对静止的。

当我们把人换成两个小球，然后把照片交给其他人来分辨，他们并无法判断小球究竟是从a移动到了b，还是从b移动到了a。也就是说，其他人无法确定哪张照片是第一张，但选择从a开始，还是从b开始，整个过程都是正确的，并不会违背经典物理定律。

不过，经典物理中，牛顿却给出了时间方向：时间是绝对的，它就像一支永不停歇且匀速的箭，向前运行着，永远无法停下来。

这个结论会让我们心里很舒服，因为从心理时间的角度来说，时间必然是有前后顺序的，当你回忆时间的时候，总是能回忆过去，感受现在，但是却不能看到未来。

然而，关于时间的方向为什么是“顺时针”，而不是“逆时针”，牛顿并没有说清楚。经典物理框架下，牛顿的时间箭头与倒转的箭头，它们之间的关系是对称的，但都是合情合理的。

1850年，时间方向有了重大的进展，克劳修斯提出的热力学第二定律：孤立的系统中，混乱程度只会增加，直到混乱程度达到最大化。这个定律也叫熵增定律，熵代表混乱的程度。

举个例子：孤立容器中的纯净水混入一滴墨汁，墨会随着时间不断扩散，最终整杯水变成各处颜色均匀的墨水，不再发生任何改变。

整个过程中水中墨汁不断扩散，打破了水原本高度有序的结构，这个过程是不可逆的。比如：在这个孤立的容器中，墨水不会自发地凝聚出一滴墨汁，让水再次变纯，你也难以把墨与水完全分开。破镜也无法重圆，孤立的系统中时间是有方向，且不可逆的，而整个宇宙就是一个孤立的系统。

爱因斯坦的时间

这回时间的方向也有了，一切非常和谐，但不久之后迈克逊莫雷实验发现光有一个特点，无论在谁眼里它的速度都是恒定的，这给了爱因斯坦一个启发。

举个例子：a，b俩人各自骑着单车，慢悠悠地，相对静止。光从远处飞来，在他俩看来，光速度都是C。此时，一辆无限接近于光速（v）的飞船上空超过ab并看到光，在飞船上与光是追击问题，然而在飞船看来光速也是c，而非 c-v。

爱因斯坦基于光速恒定发表了狭义相对论，其中描述并推导出了速度会使时间发生膨胀。既然光速是绝对的，我们就可以利用光来制作光钟，光会在光钟内上下不断反射。

当你把一个光钟，把它放在宇宙飞船上。飞船开始运动，飞船上光钟走的速度比地面上的光钟慢，因为飞船上光子的运动轨迹是斜线。

想象一下，两个人跑步速度相同，一人跑斜线，一人跑直线，谁能先到达终点？运动产生时间流速不同，时间不再是绝对的，而是相对的。

当飞船与地面产生相对速度时，它们之间的时间不再同步。把光钟与飞船运动的轨迹连线，可以根据勾股定理得到地面时间与飞船时间的关系。

以上就是目前科学对时间的认识：时间是相对的，方向也只有一个，我们活在因果世界之中。但也有一些理论正在试图打破这种认识。

双缝干涉实验中，粒子是否会发生干涉取决于我们是否对它进行观测。在量子尺度，可视化双缝干涉延迟擦除实验中，我们发现最先到达的光（D0）显示的结果取决于后到达的光是否被观测，意味着光提前知道了结果，然后做出了选择，因果顺序发生了颠倒。

1895年，庞加莱证明了：

任何粒子在经过一个漫长的时间之后必然能回到其无限接近其初始位置的位置

这意味着时间的箭头也出现了问题，具有周期性。或许时间的方向不一定是熵增，因果的顺序也不是必然的。不过，时间是相对的，狭义相对论是经过实验实实在在验证过的。