孔二同学站在河边曾经感叹过“逝者如斯夫，不舍昼夜”，是说时间的流逝，像水流一样。这句话自然是感叹年华逝去不可复得。搁在今天，深层的含义就是时光机器的不可能，人不可能返老还童，也不可能乘坐时光机器回到过去、一切从头来过。

时间只能从过去流向未来，是热力学的原因，就是说给定一个孤立系统，熵不会变小。我们通常看到的例子是：覆水难收，热从高温处流到低温处，鸡蛋在一定条件下变成小鸡，而小鸡在几乎任何条件下都变不回鸡蛋。前两个例子是熵增大的直接例子，而鸡蛋和小鸡的例子是熵增大的间接例子。人的生命过程以及记忆，也是熵增大的间接例子，和鸡蛋变成小鸡一样。生命过程和时间箭头一样，指向未来：人从出生、成长到衰老到死亡，是从过去到未来的过程，而不是相反。我们当然可以将生命过程拍成电影，然后倒过来放映，这样我们会看到人从老逐渐变年轻最后变成婴儿这种魔术性的过程，但实际生活中永远不会发生。虽然生命本身的演变不一定是熵减少过程，但维持生命的发展需要消耗能量和外界的有序性，也就是说，将生命和它的环境加起来，熵是增大的。所以，热力学第二定律禁止人的返老还童现象，因为将环境算进去这是一个熵减少的过程。

同样，记忆和生命过程类似。我们只记得过去，不能“记得”未来。我们可以将人脑看成一个系统，它储存的记忆越多，某种意义上就越有序。一个完全没有记忆的大脑是浑沌的大脑，完全无序。这样，在人的成长过程中，通过经验的积累和学习的积累，我们记忆越来越丰富，这当然指的是过去，因为过去的时间越来越多。大脑逐渐有序化的代价是我们消耗能量以及环境的熵增大，所以，记忆的时间箭头和热力学的时间箭头是吻合的。假如，我们拍一部一个人的成长历史，然后倒过来放映，我们会看到，这个人会越来越年轻，而记忆会越来越少，他/她的记忆是关于未来的（这里未来就是原来正着放的电影的过去），这样的事在现实中肯定是不会发生的。当然，我们可以假想在现实生活中，也许存在着一种奇怪的生物或人类，虽然会由年轻变老，但他们记得的事情是未来，而不是过去。随着年纪的变大，未来的时间变少，他们的记忆也越变越少。我同样猜测这种过程和热力学第二定律矛盾，从而是不可能的。人不能“记得”未来，我相信这和小鸡不能变成鸡蛋一样正确，虽然我还想不到一个证明。困难在于，这个证明要列出许多条件，比如我们要将白痴排除（既不记得过去，也不记得未来），等等。

热力学第二定律非常容易理解。假定在一个箱子里放上一些原子，假如开始的时候原子都在一个角落里，随着时间过去，原子逐渐分散到箱子中，这是扩散过程，也是熵增大过程。熵是态的数目（严格地说是态数目的对数）。开始的时候，原子待在角落里，可能的状态数目自然小，而后来可以待在整个箱子中，状态数目大多了。我们在咖啡中加一点牛奶，开始的时候牛奶聚在一起，后来逐渐扩散开来和整个咖啡混在一起，这同样是扩散过程，也是熵增大过程。我们不可能看到牛奶和咖啡在开始的时候充分混合，后来牛奶逐渐聚在一起，这和再收覆水一样不可能。

现在问题来了，既然熵是增大的，那么宇宙在过了很长时间后，为什么熵没有达到极大，从而熵保持固定，从而我们不可能看到熵增过程？在我们前面的例子中，为什么开始的时候原子都待在箱子的角落，牛奶聚在一起？对这个问题的追问，最终都回到一个“终极”回答，就是，宇宙的寿命是有限的，而宇宙在开始的时候熵几乎处于极小状态。所以，即使经过了大约140亿年，宇宙的熵还在增加，从而我们可以看到热力学第二定律在起作用，我们可以看到与这个定律相关的现象，生命不断地从生成到死亡，鸡蛋不断地变成小鸡，而我们总是一成不变地记得过去不记得未来。注意，记得过去非常重要，因为物理学实验和观测，特别是宇宙学观测，总是观测到过去而不是未来，这归根结底和我们的记忆方式有关。我们如果只记得未来，那么我们就观测到未来；如果我们既记得过去也记得未来，观测就会有点混乱了，我们要小心区分因果，也许这样的超人反而做不了科学。谢天谢地，宇宙的寿命是有限的，宇宙在开始的时候的熵非常小，这样不仅使生命和智慧成为可能，研究科学也成为可能。

大家现在知道终极问题是什么了，就是为什么宇宙开始于一个熵极小状态，为什么宇宙不开始于一个极为混乱的状态？这的确非常难以理解，因为熵非常小就意味着状态非常特别，比草堆里的一根针还要特别得多。是谁选择了这样一种特别的状态？假如是上帝，他为什么闭着眼睛就能将针从草堆里轻易地找出来？卡洛尔（Sean Carroll）最近在《科学美国人》的一篇文章宣扬他的一个观点。他认为，宇宙的确开始于大爆炸，而在大爆炸发生之前，也的确存在过一个极为短暂的暴涨过程。正是这个暴涨过程难以理解，因为它的熵非常小。卡洛尔假定，在暴涨发生之前，宇宙处于一个非常特别的真空状态（其中有一定的暗能量），由于暗能量的存在，量子涨落可以使得这里或那里出现暴涨过程。如果他的理论是正确的，那么我们的宇宙就是涨落出来的，开始的熵很小就是因为量子涨落不需要熵。我们有今天，我们能够拥有生命和智慧，都和量子涨落有关。可是，卡洛尔的理论同时带来巨大的包袱，既然我们的宇宙从更大真空中涨落出来，当然也有其他宇宙涨落出来，所以多宇宙是不可避免的。这是一个有争议的话题。另外，卡洛尔声称在别的宇宙中时光箭头可以反过来，这是一个错误的解释，因为他也承认，在那些宇宙中热力学第二定律同样成立。不同的宇宙之间时间是不可比较的，所以说时光箭头反向是一种误导。