17世紀中葉，惠更斯成功發明第一部擺鐘，隨後“計時”的精度不斷提高，逐漸令人覺得自然界是機械性的，是可預言的。時鐘技術的發展把時間從人類的事件中解開，使我們更相信獨立的科學世界。17~18世紀產生的“經典”科學所描繪的宇宙裡面，自由意志和偶發事件都是多餘的；那個宇宙從各種觀點來看，都無異於一臺機器。真正“科學時間”的誕生，我們可以上溯到發現物體運動數學表示式的牛頓。他的成就的確令人驚歎。他的運動公式，從蘋果到月亮都能適用。地球上的動力學，天空上的動力學，被他融為一體。如此有力的表示式僅僅牽涉很少幾個假設，給人十分優美的感覺，因此人們很快地接受了牛頓的思想。

於是，牛頓成為現代科學的奠基者。牛頓無疑受到數學家巴羅的影響。1669年巴羅從劍橋著名的盧卡遜教授席退休時，設法保證該席位由牛頓繼任。巴羅曾說過，“既然數學家經常講時間，他們對該詞的意義應有明確的觀念，否則他們不過是江湖術士罷了”。然而，儘管牛頓的科學成就如此輝煌，他方程式裡的時間卻只是一個未經定義的原始量。就像牛頓的空間一樣，牛頓的時間也是絕對的。這就是說，任何事件，都在空間裡有個一定的位置，都發生在時間裡某個特定的時刻。格林尼治天文臺也好，遠處旋渦星系的一個角落也好，每個地方都被現在這個同一時刻所連線。

牛頓在《自然哲學之數學原理》中說：“絕對的、真實的、數學的時間，由於它自身的本性，與任何外界事物無關地、均勻地流逝。”牛頓力學具有極高的預測能力，它使每個時刻都有能力提供宇宙過去、未來所有可能的資訊。我們只要把宇宙某個時刻所有星球的位置、速度，放入一個解牛頓方程的巨大計算機就行了。凍結在那個時刻的，是整個的過去和未來，計算機能算出別的任何時刻星球的位置和速度。但是牛頓方程式不會做的是，它不能斷定時間的哪個方向是我們宇宙的過去，哪個是未來。牛頓方程式從時間裡把方向抽走了，沒有為時間的不斷前進性騰出任何地方。

他這種對稱式的時間，可以用拍攝行星運動的影片來闡明，例如用1977年發射的探測外太陽系的旅行者二號飛船拍的影片。牛頓首次對這種運動定下了數學規律。然而順放也好，倒放也好，影片總是符合他的天體力學定律的。過去和未來都是預先註定的世界，對這種決定性世界的信仰，在物理學發展上起過極大的作用。它的影響可以從愛因斯坦接到他終生好友貝索死訊時說的一句話裡看出來。在他1955年3月21日的信裡，愛因斯坦用他“物理定律沒有時間性”這個堅強的信仰，試著給貝索的家人少許安慰。死並非終點，他寫道：“對我們這些堅信物理學的人來說，過去、現在和未來之間的區別，儘管老纏著我們，不過是一個幻覺而已。”

或許寫這封信時，愛因斯坦也有意安慰自己，因為他又加了這麼一句：“貝索向這個奇怪的世界告別，只比我稍早一點。”一個月後，愛因斯坦就去世了。現在我們知道，牛頓的運動理論，在有些場合之下不適用：當物體的速度接近光速時，它不適用；在大質量、高引力場，包括黑洞的情況下，它也不適用；它也不適用於牽涉原子和亞原子粒子的極小尺度上。可是主管這些場合的20世紀兩大革命，即愛因斯坦的相對論和量子力學，也同樣建立在時間無向的概念上面。因此，要想在歷史文學的不可逆時間和牛頓定律的對稱時間之間搭橋樑，這兩套理論同樣是束手無策。這並不是說它們沒有對於時間提出新的、引人入勝的觀念。

愛因斯坦的相對論砸碎了牛頓絕對時間的通常觀念，宇宙中任何事件都發生在空間的某一點、時間的某個時刻，而那時刻是到處一樣的。愛因斯坦認為存在是四維的，是在合併三維空間和一維時間的四維時空中的存在，而不是一個三維存在外加它在時間上的演化。我們的時間感會被疾病或者藥物搗亂。而愛因斯坦的相對論說，時間對不同運動狀況的觀察者是不同的，對某個觀察者來說，一臺鍾如果鍾本身移動得越快，它的時針、分針、秒針就走得越慢。相對論興起以後，經過邏輯學家哥德爾的研究，連時間旅行的可能性，也登上了科學的大雅之堂。儘管如此，愛因斯坦驚人的相對論對時間的單向性還是無話可說。

就跟牛頓方程式一樣，如果我們知道一個系統，例如圍繞一個黑洞的一顆星，或者整個宇宙，在某個時刻的所有細節的話，那麼愛因斯坦方程式的結構便能使我們知道它的整個過去和未來。可是，究竟哪個方向是過去，哪個是將來，它並未留下任何線索。此外，與它有關的數學中出現令人為難的“奇點”，在那裡，空間、時間和物質無法描述，因而引起對它基本性的懷疑。最有名的奇點就是所謂的“大爆炸”，在這個奇點，巨大的能量都集中到一點，理論中的可測量都變為無窮大，從而變為無意義。正如宇宙學家西亞瑪所說：“廣義相對論蘊含著尋短見的種子。”