香茶渐冷，老宅颓圮，镜片碎裂，恒星熄灭，整个宇宙似乎注定要一步步迈向名为热力学平衡的单调而混沌的状态。天文学家兼哲学家阿瑟·爱丁顿爵士（Arthur Eddington）在1927年将这种能量的逐渐耗散，形容为贯穿在我们眼前的一支永不复返的“时间之箭”。但是让几代物理学家感到困惑不解的是，这支时间之箭看上去并非基本物理学定律的自然结果，因为在基本定律层次上，物理学都是时间反演不变的。
现在，物理学家正在揭开时间之箭的一个更为基本的起源：按照这种说法，能量耗散和物态平衡，都是因为基本粒子在相互作用时变得更为胶着——这种奇怪的现象被称为“量子纠缠”。“我们终于能够理解为何一杯热茶会慢慢冷却到室温了，”布里斯托大学的物理学家托尼·肖特（Tony Short）说道，“那是因为热茶的状态和室温状态之间建立起了纠缠。”
如果上述这些最新研究结果是正确的，那么时间之箭的故事就得从量子力学的一个基本观点讲起，那就是在最底层，宇宙本质上是不确定的。一个基本粒子的物理性质无法具有确定值，只能用处于各种状态的概率来衡量。正是这种量子不确定性造就了纠缠，而按照最新的那项研究，纠缠又是时间之箭的起源。
在一杯热咖啡与周围空气热平衡的过程中，咖啡分子（白色）和空气分子（棕色）发生相互作用，变成一种棕白混合的纠缠混合态。一段时间之后，大多数咖啡粒子都与空气分子产生了关联，这表明咖啡最终进入了热力学平衡状态。结果就是，一杯冷掉的茶不会自发重新热起来。这种统计上的不可能性，给时间之箭披上了不可逆转的外衣。
但是，时间之箭的某些特征仍是未解之谜。“这些工作对于某一点未置一词，那就是为何我们总是从公园大门出发。”波佩斯库继续用他的公园来打比方，“换言之，他们没有解释为何整个宇宙的初始状态是远离平衡的。”他认为，这个问题与大爆炸的本质有关。
尽管最近在计算平衡过程时间尺度上取得了一些进展，但想要用这种方法计算一杯茶、一块玻璃或某个奇异物态这种特定系统的热力学性质，仍有很长的路要走。也有研究者对这种对热力学的抽象处理方式表示怀疑，但是概念上的进步和新的数学结构已经在帮助研究者处理与热力学有关的理论问题了，比如量子计算机的根本极限，甚至宇宙的最终归宿。