我们发现，无论是从过去到现在，还是从现在到未来，时间都只朝着一个方向流逝。在任何时刻，时间的脚步都不会停滞不前或是向后倒退，“时间的箭头”总是朝向未来。但如果我们认真审视物理定律，我们会发现，无论从牛顿到爱因斯坦，还是从麦克斯韦到玻尔，抑或是从狄拉克到费曼，他们提出的物理定律似乎是关于时间对称的。换句话说，用来描述现实的方程貌似并不待见时间流逝的方式。
正如我们所理解的那样，物理定律得到的关于某个系统的解，对于时间是从过去流向未来还是从未来流向过去都是有效的。但是由现实生活中的经验，我们知道时间只有一种流动方式，那就是一直向前。我们不禁要问，时间的箭头是从哪里来的呢？
许多人认为，时间之箭和熵之箭可能存在着联系。虽然很多人将“无序”与熵等同起来，但其实这是一种偷懒的描述方式，而且也不是特别准确。
相反，应该把熵看作有多少热能可以转化成有用的机械功的度量。如果你有很多能量可以用来做功，那么这就是一个低熵系统；如果这样的能量很少，那么这就是一个高熵系统。热力学第二定律是物理学中非常重要的一个定律，它指出，闭合系统的熵只能随着时间增加或者保持不变。换句话说，随着时间的增加，整个宇宙的熵必须增加。这是物理学中唯一一个有时间倾向的定律。
那么，这是否意味着，我们之所以会有这样的时间体验，是由于它受制于热力学第二定律？换句话说，时间的箭头和熵之间是否存在着深层的联系呢？一些物理学家确实是这么认为的，这当然是一种可能性。诚然，在很多情况下，熵的确可以解释为什么时间不能倒流，例如，牛奶和咖啡混合在一起就不能分开，炒鸡蛋再也无法回到未煮熟时蛋黄蛋清分开的样子。
在这些情况里，随着时间的推移，最初的低熵系统（包含更多可以做功的能量）已经变成了高熵系统（只有少量可以做功的能量）。
然而，它也并不是完全不可逆的。很多人都忘了热力学第二定律只涉及封闭系统的熵，换句话说，这个系统必须不与外界发生能量和物质的交换。
然而，19世纪70年代，伟大的物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦假想了一个实验：一个绝热容器被等分为两部分，中间是由一只小妖精控制着的门，这个妖精可以通过控制这个门，可以让运动较慢的分子和运动较慢的分子分居在容器的两部分。这就是著名的“麦克斯韦妖”，它可以让你减少系统的熵。当然，你不能说“麦克斯韦妖”是违背热力学第二定律的，因为这个妖需要花费相当大的能量才能使粒子分离。
那么，时间的箭头究竟来自哪里呢？我们不知道，但是，我们知道的是，热力学中的时间箭头并不能给出满意的答案。我们知道，在所有恒星燃尽之后，宇宙会变得越来越冷，所有的黑洞也会蒸发，暗能量会使星系之间的距离越来越远。这种熵最大的热力学状态被称之为宇宙的“热死亡”。奇怪的是，在我们的宇宙刚诞生的时候和它有着类似的性质，只是在暴胀期间的膨胀率要比现在暗能量主导的时期更大。
暴胀的量子本性意味着它会在宇宙的某个角落停止，并在其它地方继续。但是我们不理解在暴胀期间熵的总量是多少，以及它如何在大爆炸开始时转变成低熵状态。暴胀是如何结束的呢？宇宙的真空能量又是如何转化成粒子、反粒子和辐射的？宇宙在暴胀结束到大爆炸的过程中，是熵减小的过程吗？还是说因为宇宙最终可以做功使得暴胀期间的熵更小？目前，只有理论可以指引我们，我们尚未发现一些可以告诉我们答案的实验和观测结果。