本文译自 NewScientist 文章《Measuring time accurately increases the entropy in the universe》，作者：Leah Crane

保证计时精准是有代价的。钟表的最大准确度与无序程度（即熵）直接相关。每一次计时都会创造更多的无序。

牛津大学的 Natalia Ares 及其同事使用一种可以控制准确度的微型钟表而得到了这一发现。这个钟表由一层 50 纳米厚的氮化硅薄膜组成，其会随着电流而振动。每当这个薄膜向上和向下运动一次后回到初始位置时，研究者就将其算为一次计时。这些计时之间的间隔的规整性（regularity）表示该钟表的准确度。

他们发现，随着钟表准确度的提升，该系统产生的热量也会增长，这些热量会传递给邻近的粒子，从而增大周围环境的熵。Ares 说：「如果你的钟表更加准确，那么你也要以某种方式为之付出代价。」

在当前案例中，你付出的代价就是向该钟表注入更多有序的能量，而这些能量会被转化为熵。Ares 说：「在观测时间时，我们也会增大宇宙的熵。」宇宙的熵越多，宇宙就离最终的寂灭越近。「也许我们应该停止观测时间。」她说，但额外增加的熵的规模很小，我们其实无需担心。

追踪时间时出现的熵增可能与「时间箭头（arrow of time）」有关，位于维也纳的奥地利科学院的 Marcus Huber 如是说，他也是该研究团队的一员。有研究者认为，时间只向前流动，而不逆向流动的原因是宇宙中的熵的总量只会不断增加，从而会创造出再也无法回归有序的无序。

这些研究者发现的这种关联性会限制钟表的准确度，但这并不意味着熵越高的钟表就更加准确——毕竟庞大低效的旧式钟表并不比原子钟更加精准。Huber 说：「这有点像是汽车中的燃料——并不是说燃料消耗得越多，车就跑得越快。」

当这些研究者将他们的结果与基于量子效应发展起来的时钟理论模型进行比较后，他们惊讶地发现准确度与熵之间的关联看起来在实验和理论中都一样。Ares 说：「我认为这暗示着：热力学定律对钟表而言是普适的。」

但是，我们还不能确定这些结果确实是普适的，因为钟表的类型有很多，其它很多类型的钟表的准确度与熵之间的关联还未得到检验。爱尔兰的都柏林圣三一大学的 Mark Mitchison 说：「目前仍然不清楚这一原则在原子钟等实际设备中的运作机制，而原子钟推进到了准确度的最终量子极限。」

Ares 说，理解这种关联性有助于设计未来的钟表，尤其是那些在量子计算机以及其它准确度和温度都至关重要的设备中使用的时钟。

这一发现也有助于我们更全面地理解量子世界与经典世界在热力学和时间流动方面的相似性和不同点。

参阅期刊：Physical Review X, DOI: 10.1103/PhysRevX.11.021029