确实，在物理学公式中，无论是描述引力的广义相对论，还是描述微观粒子的量子力学，或者是描述电磁现象的麦克斯韦方程组，都没有直接表明时间具有单方向性。无论时间是正向流逝还是逆向流逝，这些公式都完全可以适用，它们似乎是时间对称的。既然时间可以正向流逝，那么，这是否就意味着时间是可逆的呢？
从目前的实践和理论来看，时间的流逝方向是单向的，决定时间箭头方向的是热力学第二定律。也正是这一定律，彻底否定了第二类永动机。
在热力学中，一个系统的混乱程度可以由熵来表征。系统的混乱度越高，即有序度越低，系统的熵越高。或者说系统中能用于做功的有用能越少，系统的熵越高。
显然，对于一个封闭的系统，总的有序度会自发地降低，即总的混乱度会自发地升高，熵会变得越来越大，此即为熵增原理。打碎的镜子不能自发地复原，混合起来的水和乙醇不会自发地分开，这些事件可以明确告诉我们时间只在一个方向上流逝，时间是不可逆转的。
同样地，熵增原理也适用于整个宇宙。在138亿年前，宇宙起源于炽热致密的奇点。随着宇宙的膨胀，宇宙总的有序度逐渐降低（某些局部会升高，例如，作为低熵体的生命，他们需要消耗有用能来维持低熵的状态），有用能会越来越少，这表明时间一直在向前不可逆转地流逝。
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