Frage M. C.:
Warum hat die Zeit nur eine Richtung, während Raumkoordinaten vorwärts und rückwärts durchlaufen werden können?
Antwort:
Aus unserer Erfahrung wissen wir, dass physikalische Prozesse immer nur in einer Richtung ablaufen: Wasser fließt bergab, der Stein fällt zu Boden, ein Tropfen Tinte wird im Wasserglas schnell verdünnt. Der umgekehrte Prozess kommt gar nicht vor. Die Gegenrichtung wird einfach nicht beobachtet. Die mathematische Beschreibung macht aber gar keinen Unterschied zwischen der vorwärts und rückwärts laufenden Zeit. Wir müssen den Zeitpfeil also zunächst als Erfahrungstatsache akzeptieren. Die Wärmelehre deutet den Zeitpfeil so: Die Entwicklung physikalischer Prozesse wird von einer Größe regiert, die wir Entropie nennen. Die Entropie kann nur wachsen. Liefe die Zeit rückwärts, nähme die Entropie aber ab. Die Entropie können wir berechnen und damit Prozesse vorhersagen. Die Begründung für den Zeitpfeil haben wir allerdings nur auf eine abstraktere Größe verschoben. Eine genauere Begründung liefert die statistische Physik: Alle Systeme (Gase, Flüssigkeiten , ...) bestehen aus sehr vielen Teilchen, und wir können Aussagen nur über statistische Größen machen, z. B. die mittlere Geschwindigkeit von Luftmolekülen. Die Entropie misst die Wahrscheinlichkeit, mit der ein bestimmter Zustand vorkommt, und die Systeme streben immer dem Zustand höchster Wahrscheinlichkeit und damit größter Entropie zu. Zustände hoher Entropie sind maximal ungeordnet -- in einem Gas ist es z.B. extrem unwahrscheinlich, dass alle Moleküle sich mit derselben Geschwindigkeit bewegten.
