時間不可避免地向前推進是物理學中一個令人著迷的未解謎題。為了探索這一問題，科學家們剝離時鐘至其最基礎的構成，以期揭示時間的真實流逝。然而，在此過程中，他們意外發現，由于量子力學的原理，完美的時鐘是不可能實現的。

無論是探索微觀的亞原子粒子還是宏觀的整個可觀察宇宙，數學都是不可或缺的工具。具體而言，我們依賴一系列方程，這些方程代表物理定律，指導我們理解系統如何隨時間演變。確實，系統的變化要求我們在方程中引入時間變量。然而有趣的是，基本上所有物理定律都具有時間對稱性，這意味著它們在描述未來發展趨勢時，與描述過去狀態一樣準確有效。

因此，如果我們掌握了某個系統當前的完整信息，就可以通過方程向前推演來預測未來，或者向后推演來回溯過去。這表明，從物理學的視角看，未來和過去并沒有本質的區別。當然，這一點有一個例外——熱力學第二定律。這一定律涉及到所有系統共有的一個特性：熵，它是對系統混亂程度的量化。

根據熱力學第二定律，如果我們想要使宇宙的某個部分變得更加有序，就必須在其他地方增加熵作為代價。而且，系統處于無序狀態的可能性遠大于有序狀態。因此，隨著時間的流逝，熵的增加成為了不可避免的趨勢。這就是我們能夠區分過去和未來的原因：過去的熵值較低，而未來的熵值將會更高。

幾年前，英國和奧地利的科學家們的研究對我們理解時間的流逝產生了重要影響。他們指出，測量時間需要用到時鐘，而時鐘的外觀并不關鍵，重要的是其內部有一個以恒定速率運行的機制。這個機制，通常是一個振蕩器，能夠以可預測的模式擺動。

然而，隨著時間的流逝，時鐘也在不斷地進入新的、更加無序的狀態。這意味著，時鐘在跟蹤時間的同時，也在向宇宙貢獻自身的熵。研究人員發現，對于極小的時鐘，其產生的熵與其精度有關。

精度這一術語，實際上是指時鐘的準確性。設想一個以固定速率滴答作響的時鐘，通過計算滴答聲的次數并乘以兩次滴答之間的時間間隔，我們就能知道時間的流逝。但由于計數不可能完美無誤，最終會產生微小的誤差。因此，時鐘的精度可以通過它偏離準確時間所需的滴答聲次數來衡量。

對于每秒滴答一次的傳統鐘擺時鐘，我們會詢問它需要多久時間才能快一秒或慢一秒。而今天，最先進的原子鐘可以運行數十億年而不會失去一秒鐘。但原子鐘的尺寸龐大且極其復雜。因此，為了更好地理解時間，我們需要簡化的時鐘理論模型。

科學家們意識到，簡化時鐘的“滴答聲”可能并非如我們所期望的那樣以固定頻率出現，而是隨機發生的。這種隨機性帶來了預測下一次滴答聲何時到來的不確定性，從而對精度的衡量提出了挑戰。為了讓他們的時鐘有用，滴答聲應該是有規律的。

因此，研究人員在這些隨機滴答聲之上設計了一個重復過濾器，它會以一定的時間步長過濾掉一些滴答聲。這個過濾器就像一個有固定時間開關的門，只有在門打開時人才能進去。但即使使用過濾器，您也不能保證每個時間間隔都會聽到一次滴答聲。就像有時門開著，卻沒有人進去，這會導致不準確的情況出現。

過濾器越好，意味著滴答之間的時間越一致，而他們所需要添加的部件就越多。添加部件正是增加熵的原因，換句話說，你的時鐘越準確，你的時鐘給宇宙帶來的熵就越多。這項研究合作的英國部分進行了一項實驗，使用了他們能建造的盡可能簡單的時鐘：電路中擺動的納米級硅片。最終，實驗證實了模型：更高的精度意味著更高的熵。

考慮到這一結果，奧地利的科學家意識到，時鐘的精度并不是他們必須考慮的唯一因素。他們還需要擔心其分辨率，它指的是可以用時鐘測量到的最小時間步長。畢竟，你不能用老鐘來計時百米沖刺，因為它們缺少毫秒級別的分辨率。

在當今科學領域，阿秒級的脈沖可以測量極其微小的時間間隔，但這種測量不需要在很長的時間跨度內保持精確。相比之下，原子鐘的分辨率雖然不如阿秒脈沖，但它們能在更長的時間跨度內保持時間的準確追蹤。那么，我們能否制造出一個既具有阿秒脈沖的分辨率，又具有原子鐘精確性的時鐘呢？(www.Ws46.com)

根據奧地利團隊的研究，答案是不可能的。他們發現，為了提高時鐘的分辨率，需要一個能夠以更小的時間步長工作的過濾器。但如果隨機滴答聲不夠頻繁，這種改進就無效。而滴答聲頻繁則會增加熵，影響精度。因此，他們發現時鐘的精度與分辨率之間存在權衡：時鐘越準確，其分辨率就越低，反之亦然。這種權衡類似于量子力學中的不確定性原理，但它源于宇宙對增加熵的需求。這種效應在我們的日常生活中似乎并不重要，因為它只在微觀尺度上或在極端分辨率或精度的極限下才顯著。