Ide tentang entropi, yang biasanya dipahami sebagai suatu kecenderungan segala hal untuk menuju tingkat disorganisasi dan degenerasi yang lebih besar sejalan dengan berlalunya waktu, menyatakan apa telah dipercaya orang sepanjang segala masa: bahwa waktu hadir secara objektif dan bahwa ia adalah sebuah proses yang searah. Kedua hukum termodinamika menunjukkan fenomena entropi dalam proses-proses yang tidak dapat diputar balik. Definisinya didasarkan pada properti lain yang dikenal sebagai ketersediaan energi. Entropi dari sebuah sistem yang terisolasi dapat bertambah atau tetap, tapi tak dapat berkurang. Salah satu konsekuensi dari kondisi ini adalah kemustahilan “mesin gerak abadi”.
Einstein menganggap ide tentang waktu yang tak dapat diputar balik sebagai satu ilusi yang tidak memiliki tempat di dalam fisika. Mengutip Max Planck, hukum kedua termodinamika menyatakan ide bahwa di alam terdapat satu kuantitas yang berubah di dalam semua proses alam. Hal ini tidak tergantung pada sang pengamat, tapi merupakan sebuah proses yang objektif. Tapi pandangan Planck hanyalah pandangan minoritas pada masa itu. Mayoritas ilmuwan, termasuk Einstein, menganggapnya sebagai faktor yang subjektif. Posisi Einstein tentang masalah ini menunjukkan kelemahan sentral dari sudut pandangnya yang membuat proses objektif menjadi tergantung pada ada atau tidak adanya seorang“pengamat”. Tak diragukan lagi bahwa inilah titik terlemah dari seluruh cara pandangnya, dan, persis karena alasan itu, justru menjadi bagian yang paling populer di antara penerusnya, yang kelihatannya tidak sadar akan fakta bahwa Einstein sendiri mengubah cara pandang itu menjelang akhir hayatnya.
Dalam fisika dan matematika, waktu dinyatakan sebagai hal yang dapat diputar balik. Satu “Varian bolak-balik” menyatakan bahwa hukum-hukum fisika yang sama berlaku baik dalam situasi yang satu maupun dalam situasi yang lain. Kejadian yang kedua tidak dapat dibedakan dari yang pertama dan aliran waktu tidak memiliki arah tertentu dalam interaksi-interaksinya yang mendasar. Contohnya, sebuah film tentang dua bola biliar yang bertumbukan dapat diputar ke depan atau ke belakang, tanpa memberi gambaran apapun mengenai urutan kejadian yang sebenarnya. Hal yang sama juga dianggap berlaku pada interaksi pada tingkat sub-atomik, tapi bukti yang menunjukkan kebalikannya telah ditemukan di tahun 1964 dalam interaksi weak force pada inti atom. Untuk waktu yang lama, dipercaya bahwa hukum-hukum alam yang mendasar bersifat “simetris dalam muatan”. Contohnya, satu antiproton dan positron memiliki perilaku yang sama persis dengan proton dan elektron. Eksperimen-eksperimen telah menunjukkan kini bahwa hukum-hukum alam dapat disebut simetris jika tiga hal dasar dapat digabungkan – waktu, muatan dan paritas – time, charge, parity. Hal ini dikenal sebagai “cermin CPT”.
Dalam dinamika, arah dari satu trajektori tertentu tidaklah penting. Contohnya, satu bola yang memantul pada tanah akan kembali pada posisi awalnya. Tiap sistem, dengan demikian, dapat “berputar kembali dalam waktu”, jika semua titik di dalamnya dijalani secara terbalik. Semua keadaan yang telah ditempuhnya akan begitu saja ditempuhnya kembali dalam arah yang berlawanan. Dalam dinamika klasik, perubahan seperti pembalikan waktu (t ->-t) dan pembalikan kecepatan (v ->-v) diperlakukan sama secara matematika. Perhitungan semacam ini berlaku bagi sistem sederhana yang tertutup, di mana tidak ada interaksi. Sesungguhnya, tiap sistem tunduk pada berbagai macam interaksi. Salah satu problem yang paling penting dalam fisika adalah sistem “tiga-benda”, contohnya pergerakan bulan yang dipengaruhi oleh bumi dan matahari. Dalam dinamika klasik, satu sistem berubah menurut satu trajektori yang tertentu dan tetap, yang titik awalnya tidak pernah dilupakan. Kondisi-kondisi awal menentukan trajektorinya sepanjang segala waktu. Semua trajektori dalam fisika klasik adalah sederhana dan deterministik. Tapi ada trajektori-trajektori lainyang tidak demikian mudah ditetapkan, contohnya, sebuah pendulum kaku, di mana satu gangguan sekecil apapun akan cukup untuk membuatnya berotasi atau berosilasi.