3.4.5 Порядок і хаос. Стріла часу

Точка зору Больцмана означала, що необоротне зростання ентропії в ізольованій системі, яка не обмінюється енергією з навколишнім середовищем, слід розглядати як прояв хаосу, що постійно зростає, поступового забування початкової асиметрії, тому що асиметрія приводить до зменшення кількості способів, якими може бути здійснений даний макростан, тобто до зменшення термодинамічної імовірності W. Так що будь-яка ізольована система спонтанно еволюціонує в напрямку забування початкових умов, у напрямку переходу в макроскопічний стан з максимальною W, яка відповідає стану хаосу й максимальної симетрії. При цьому ентропія зростає, що відповідає самочинній еволюції системи. Знехтувати цим законом неможливо, зростання ентропії є платою за будь-який виграш у роботі, воно властиве всім фізичним явищам. У стані теплової рівноваги ентропія досягає свого максимального значення. Іншими словами, у рівноважному стані існує стан молекулярного хаосу, що означає повне забуття системою свого початкового стану, незбереження системою інформації про своє минуле.

За словами Еддінгтона, зростання ентропії, що спричинює необоротні процеси, є "стрілою часу". Для ізольованої системи майбутнє завжди розташоване в напрямку зростання ентропії. Це й відрізняє майбутнє від сьогодення, а сьогодення від минулого. Тобто зростання ентропії визначає напрямок, стрілу часу. Ентропія ж зростає із збільшенням безладдя в системі. Тому будь-яка ізольована фізична система виявляє з часом тенденцію до переходу від порядку до хаосу. Стара концепція руху, яка не звертала належної уваги на необоротні процеси, власне кажучи, описувала рух як постійне повторення одних і тих самих перетворень. Сформулювавши II начало термодинаміки, Клаузіус проводить чітку межу між рухом як повторенням і рухом як необоротним процесом. "Часто доводиться чути, — пише він, — що все у світі відбувається по циклічому колу... Коли було сформульовано перший основний принцип механічної теплоти, його, мабуть, можна було вважати блискучим підтвердженням вищезазначеної думки... Але другий основний принцип механічної теплоти суперечить цій думці найрішучішим чином... Звідси випливає, що стан Всесвіту повинен усе більше й більше змінюватися у визначеному напрямку".