Fakta bahwa waktu adalah sebuah fenomena objektif, yang mencerminkan proses riil di alam pertama kali ditunjukkan oleh hukum-hukum termodinamika, yang ditemukan di abad ke-19 dan yang masih terus memainkan peran sentral dalam fisika modern. Hukum-hukum ini, khususnya yang dikembangkan oleh Boltzmann, menegaskan bahwa waktu bukan hanya hadir secara objektif, namun juga mengalir hanya ke satu arah, dari masa silam ke masa depan. Waktu tidak dapat diputar balik, waktu juga tidak tergantung dari “pengamat” apapun.
Boltzmann dan Waktu
Masalah mendasar yang harus dijawab adalah: Apakah waktu sebuah fitur objektif dari alam semesta fisik? Atau ia adalah sesuatu yang murni subjektif, sebuah ilusi dari pikiran, atau satu cara yang enak untuk menjelaskan berbagai hal yang tidak memiliki hubungan riil dengan waktu itu sendiri? Posisi yang disebut terakhir ini telah diambil, pada satu atau lain tingkat, oleh berbagai aliran pemikiran, yang semuanya berkaitan erat dengan filsafat idealisme subjektif. Seperti yang telah kita lihat, Mach memperkenalkan subjektivisme ini ke dalam sains. Menjelang akhir abad ke-19, masalah ini telah dijawab dengan tegas oleh pelopor ilmu tentang termodinamika, Ludwig Boltzmann.
Einstein, di bawah pengaruh Ernst Mach, memperlakukan waktu sebagai satu hal yang subjektif, yang tergantung pada sang pengamat, setidaknya pada awalnya sebelum ia menyadari konsekuensi buruk yang ditimbulkan dari pendekatan semacam ini. Di tahun 1905, karyanya tentang teori relativitas khusus memperkenalkan konsep tentang “waktu lokal” yang berhubungan dengan tiap pengamat yang berbeda. Konsep tentang waktu di sini mengandung satu ide yang diambil dari fisika klasik, yaitu bahwa waktu dapat diputar balik. Ini benar-benar pandangan yang luar biasa, dan yang akan segera hancur bila dihadapkan dengan pengalaman manusia. Para sutradara film biasanya menyandarkan diri pada satu tipuan fotografis, di mana kamera diputar terbalik, yang mengakibatkan segala hal yang aneh terjadi: susu mengalir dari gelas kembali ke botol, bus dan mobil berjalan mundur, telur kembali ke cangkangnya, dan seterusnya. Reaksi kita terhadap semua ini adalah tertawa, yang memang adalah tujuannya. Kita tertawa karena kita tahu bahwa apa yang kita lihat itu bukan saja mustahil, tapi aneh sekali. Kita tahu bahwa proses yang sedang kita lihat itu tidak dapat diputar balik.
Boltzmann memahami hal ini, dan konsep tentang waktu yang tidak dapat diputar balik ada di jantung teorinya yang terkenal tentang panah waktu. Hukum-hukum termodinamika merupakan satu terobosan besar dalam sains, tapi terobosan yang kontroversial. Hukum-hukum ini tidak dapat didamaikan dengan hukum-hukum fisika yang telah ada menjelang akhir abad ke-19. Hukum kedua termodinamika tidak dapat diturunkan dari hukum-hukum mekanika atau kuantum, dan pada kenyataannya, adalah perpecahan dari teori-teori fisika yang sebelumnya. Ia menyatakan bahwa entropi [tingkat kekacauan dalam sebuah sistem] bertambah dalam satu arah ke masa depan, bukan masa lalu. Ia menunjukkan satu perubahan keadaan seiring dengan waktu, yang tidak mungkin diputar balik. Konsep tentang pelepasan panas (disipasi) berbenturan dengan ide yang waktu itu diterima luas bahwa tugas fisika adalah untuk mereduksi kompleksitas alam ini menjadi beberapa hukum gerak yang sederhana.