“我的青春，小鸟一样，飞去不回来。”民歌里的一句词，唱出了时间的特点：一去不回头。民间有不少谚语，劝告青少年要抓住美好时光，奋发向上，比如说，“时不可待，机不再来。”又比如，用“日月如梭，光阴似箭”形容时间过得很快。

“光阴似箭”，不仅有“时间过得快”的意思，还有更深的意思：射出去的箭只沿着一个方向前进，射出去的箭再也不会返回来。

1929年，英国天文和物理学家爱丁顿首先把这个观念引入科学，使用了“时间之箭”这个词。时间之箭，也译为“时间箭头”。这是说，时间是不可逆的，只有一个方向。时间，在嘀嗒嘀嗒钟表声中，总是从过去走向现在，从现在走向未来。

日常生活的现象，人的心理感受，都一再证实，时间不可逆转。

人的一生总是从童年、青年走向老年，脸上的皱纹逐渐多了起来，没见过哪位老人脸上的皱纹消失，皮肤变嫩，回到幼儿园去。一只装水的茶杯摔在地上，水洒了，杯子破成碎片，这个过程绝对不会倒过来：茶杯的碎片聚合成茶杯，茶水倒流到杯子里，跳回到桌子上。

时间和空间不同，空间包围着我们四周，时间却只能一点一点体验到。在空间，我们可以走向四面八方，上天入地；对时间，我们只能走向未来，不能回到过去。过去，只存在记忆之中，未来一片空白。

跳出日常生活，看看科学中的时间。牛顿是科学巨匠，他研究了行星运动的规律，思考过苹果为什么落地，创立了物体运动定律，列出了计算的公式，奠定了现代物理学的基础，每个中学生都要学习牛顿的力学三定律。

牛顿把时间列入方程，计算加速度的公式中，时间出现两次：时间的平方。不论时间是正的还是负的，乘积总是正的。因为两个负数的乘积等于两个正数的乘积，牛顿的方程就不能区分正的时间和负的时间（倒退的时间）。

根据牛顿的公式，天文学家可以预测1500年后的日食，也可以推算出1500年前的日食记录是否准确。牛顿的方程，不分过去和未来，与时间的方向无关。我们制作一个动画片，表现两个行星围绕太阳运行的情景。放映的时候，正放一次，再倒过来放映一次，人们看到了两个不同的时间方向。动画不能告诉我们，哪一个是真实的方向。因此才有人说，时间失去了方向。

在牛顿之后，科学家麦克斯韦研究了电磁现象，把电磁定律数学化，建立了麦克斯韦方程，时间也不论是正数还是负数，不区分过去和将来，方程的答案都是对的。时间又一次失去了方向。可是，许多电磁现象却是有方向的，电灯光照亮房间，再也不会重新聚合，回到电灯泡的灯丝里去。(www.daowen.com)

可是，时间箭头在热力学第二定律中又明显地表现出来，所有的物理过程都是不可逆的，时间只向一个方向流逝，指向未来。可以列举出来的实例非常多。

往牛奶里倒一些红茶，红茶就会扩散开来，与牛奶完全混合，显示出奶茶的颜色。一旦完全混合以后，再也不会自发地分成牛奶和红茶。一张报纸燃烧以后，留下一些灰白色的灰烬，纸灰不会再变成一张纸；春天的草籽，育成青青的草，秋天青草干枯了，再不能还原成为草籽。

在力学定律中，时间没有方向，是可逆的，而大自然的现象却是不可逆的。这是为什么？想来想去，又引出一个新问题，时间箭头是从哪儿开始的？

有人说，时间的不可逆来自宇宙大爆炸，由于宇宙大爆炸引起了宇宙膨胀，膨胀的宇宙就是一个永不停息的大针，退行的星系指示了时间，产生了时间箭头。这就是说，时间有了起点，开始于初始的大爆炸。但是，如果宇宙停止膨胀并且开始收缩的时候，那么时间箭头岂不是要倒转过来，破碎的杯子聚拢起来，跳回桌子上来？

还有一些科学家把眼光转向微观世界，看看那些眼睛看不见的基本粒子，结果发现了微观世界是有时间箭头的。

说到这里，你是不是觉得有些乱？好像是各说各的。是的，因为这个问题本身是20世纪物理学的大难题之一，原来就没有一个统一的说法。它是一个谜，答案就可能是多种多样，也不知道哪一种说法更正确。

最后，要提醒大家，力学定理使时间失去了方向，但并不妨碍它的正确性，放火箭、发射人造卫星，计算的依据仍然是牛顿的力学定律。不过，我们要记住，心理的时间箭头确实存在，仍然是青春一去不回来；热力学的时间箭头也存在，碎了的杯子不能复原；宇宙的时间箭头也是真实的。

余下的才是那些不知道的问题，时间箭头从哪儿开始？心理箭头、热力学箭头、宇宙箭头有什么联系……