有些物理学家认为，时间的单向性是破坏次序的一种趋势，宇宙每天都在稍稍变得更加无序。
上一个世纪末，奥地利物理学家玻尔兹曼用简单的实验研究了无序性演变过程。该实验只需要3只大口瓶子，40张有数字的纸牌和40个标有数码的小球。
实验开始时，所有纸牌都放在第——只瓶子里，所有小球都放在第二只瓶子里，第三只瓶子是空的。随意从第一只瓶子里抽出一张纸牌，并把与它数字相同的小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里，然后把纸牌放回第一只瓶子。重复做下去。每一次，要么是小球从第二只瓶子转移到第三只瓶子里，要么是反过来，小球由第三只瓶子转移到第二只瓶子里。大概经过25次以后，两个瓶子里的小球数就近于相等。玻尔兹曼指出，只要抽出纸牌是随机的，有序必然会让位于无序。他由此认为他解开了时间单向性之谜。
但是我们知道，所谓有序——无序趋势并不是一条严格的定律，它只是一个概率和统计学问题。问题的要害不在于有序无序过程本身，而在于一开始是怎样达到有序状态的。为什么宇宙的趋势是从有序变为无序，而物质和能量却有很高的有序性？
玻尔兹曼对此作了多少有点俏皮地回答。他说，之所以有现在这种有序排列，是因为宇宙中发生过一次罕见的巨大波动，使它摆脱了极有可能的混乱状态——这纯粹是一种运气！
玻尔兹曼把自己的结论归功于“机遇”，这就等于宣布他并没有解开时间单向性之谜。
时间在宏观上的单向流动(亦称不可逆性)是人类已经观察到的事实。如何解释这种现象，到目前为止还没有结论。人们可以而且应该利用扩大了的视界和最新科学成果继续研究它，这是合理的。但近几十年来，有些人又从广义相对论时空弯曲这一特定条件下的物理现象出发，引出时间可以循环的结论来。这无异于说时间能够倒流！他们认为，时空弯曲理论蕴育着一种新的可能性，时间这条线将会闭合成圆或其他某种更为复杂的曲线。这样，时间便能沿这条闭合曲线流动，今天可以流向明天，也可以倒回到昨天。他们说，只要宇宙的形状受到某种约束，譬如说不断地给自己“旋紧发条”，它就有可能回复过去的状态，一切单向过程就能逆转，时间也就可以倒流。
那么宇宙将以什么方式不断给自己“旋紧发条”呢？只有靠上帝和神灵1这样一来，时间循环论者就又回到中世纪神创论哲学观点上去了。
时间与运动的亚里士多德悖论
世界上第一个试图从物理学角度确定时间和运动关系的人，大概是古希腊的思想家亚里士多德。
亚里士多德生活在公元前4世纪，相当于我国的战国时代。他写过一本名叫《形而上学》的书。在这本书中，他宣布：“只有当我们已经把握住运动时，我们才能领悟到时间。”但是他又加了一句：“我们不仅用时间来测量运动，也用运动来测量时间，因为它们是相互定义的。”
如果说，亚里士多德接近正确地描述了时间和运动的部分关系的话，那么在解释运动的性质和成因时，他的看法就成为悖论了。
亚里士多德从自然界中表面“事实”出发，认为任何运动物体都具有趋向静止的自然趋势。一块抛起的石头会很快由滚动而变为静止，马不拉车，车就停下不动。亚里士多德由此引出了自己的理论：运动速度直接正比于产生运动的力。一架由两匹马拉的车，“自然”要比由一匹马拉的车快两倍；一块10千克重的石头落下时的速度，“自然”要比5千克重的石头落下时的速度快两倍。
这就是亚里士多德关于运动性质的描述。
然而，运动是怎样产生的？亚里士多德认为，自然界中没有任何东西能自己运动，一个物体的运动必须有另一物体来推动它。他说：“假使一个运动由于另一个物体所推动，后者的运动势必还由其他一个运动所推动。如果无限地推论下去，是不可能得出结果的。每一个运动的最初运动必须归因于一个在天上运动的神灵之体。”
这样，亚里士多德就第一个把神灵作为不由他物所推动的第一推动者而引进了物理学，从而也把神灵的作用赋予了时间，因为时间和运动“是相互定义的”。
在中世纪宗教神学崩溃以后，亚里士多德关于运动、时间以及其他许多问题的错误观点，仍然统治科学界达几百年之久。
大约到13世纪以后，科学家才比较准确地定义了什么是速度。他们说，一个物体的运动指它在空间中位置的简单变化，速度就是在给定的时间里，物体位置变化了多少。直到今天，我们仍然沿用这种方式来表示速度，即每秒多少米或每小时多少千米。
但是，真正打破亚里士多德悖论的还是伽利略。
我们在本书中不止一次地提到伽利略。他是一位伟大的天文学家，第二个发明了望远镜，扩大了人们的视界，同时他也是一位著名的物理学家。有关他的坎坷一生的记载已被拍成电影搬上银幕，同千百万观众见面。
伽利略尖锐地指出：“物体愈重，下落愈快”这一论断在逻辑上是矛盾的。如果一个重物和一个轻物同时下落，时间分别为t1和t2，而把这两个物体捆在一起，它们下落的时间该是多少？按照亚里士多德的看法，将会有两种答案：(1)重物带动轻物落得快，轻物影响重物落得慢，因而t1＜t＜t2；
(2)两物体捆在一起，必重于单个物体，其下落时间必然是t＜t1＜t2。
这两个结果相互矛盾。因此，伽利略认为亚里士多德的论断不能成立。
据传，伽利略当时还在比萨斜塔上作过落体实验，以证明亚里士多德理论的错误。不管这个故事是否真实(科学史家们对此一直持有异议)，重要的是，这个天才的意大利人真正测定了运动物体的时间。他在不同长度的斜面上滚下金属小球，同时把漏刻滴下的水收集在杯子里，称出这些水的重量，从而测定了小球从不同斜面滚下时所经历的时间。
伽利略根据这些实验进一步指出，单有速度——位置随时间的变化——不足以定义运动，还必须考虑速度随时间的变化，这就是加速度。
在这里，伽利略只是提出了问题，但没有做出理论上的发现。加速度概念的建立是后来由牛顿完成的。
牛顿的“绝对时间”观念
牛顿比伽利略又前进了一步。牛顿认为，同亚里士多德的“理论”恰恰相反，如果没有什么别的东西阻止，运动着的物体决不会静止。下落的石头所以会落到地面不动，是因为受到地球的阻止；马车所以停下不走，是由于车轮同路面之间有摩擦力。在一条光滑水平的路面上，具有无摩擦轴承的马车，将会一直滚动下去。因此，牛顿指出，力对于物体的作用，只是使它的运动速度随时间发生变化。这个变化的量称为加速度，它正比于作用力的大小。这就是牛顿运动学第二定律。用熟知的公式表示就是：F=ma这里F为作用力，m和a分别为受力物体的质量和加速度。
牛顿的运动定律，连同他在1684年导出的万有引力定律，奠定了经典物理学的基础，对当时和后来的自然科学的发展都有很大影响，直到今天仍被广泛应用，继续发挥着巨大作用。
但是，应该看到，牛顿定律是以这样的概念为基础的：用以测量运动的时间是一种均匀流逝的“绝对时间”。