Парадоксът на микроскопичната обратимост
Ако прекарате няколко години в прашни архивни фондове или над фундаментални уравнения по класическа механика, рано или късно стигате до един смущаващ извод. Природата на микро ниво не притежава вграден часовник. Вземете уравненията за движение на векторните полета или идеализирания сблъсък на две частици в празно пространство. В тези математически модели променливата за време може да смени знака си от положителен на отрицателен и цялата система ще продължи да работи без нито една грешка в калкулацията. Орбитата на една планета около нейното слънце е физически и математически валидна независимо дали я изчислявате към бъдещето, или към миналото. Газовите молекули в затворен съд се сблъскват по закони, които не правят никаква разлика между вчера и утре.
Това разминаване между математическата елегантност на хартия и бруталната реалност на терен е една от най-големите пробойни в теорията. На микроскопично ниво няма никакви спирачки, които да попречат на поредица от сблъсъци да се възпроизведе в абсолютно обратен ред. Ако превъртите филм с две колиардни топки, които се удрят и раздалечават, няма да можете да познаете дали лентата върви напред или назад. И двете траектории съответстват напълно на физичните закони. Проблемът възниква тогава, когато престанем да гледаме две топки и започнем да се занимаваме с трилионите частици, от които е съставена реалната инфраструктура на заобикалящия ни свят.
Илюзията за ентропията като физическа сила
В популярните научни текстове често се прокарва евтината теза, че ентропията е някаква мистериозна външна сила, която бута Вселената към разрушение. Това е повърхностно обяснение, плод на интелектуална мъгла. Ентропията не е сила, нито е физически агент. Тя е чисто статистическо измерение на вероятности. Най-просто казано, тя измерва броя на различните микроскопични подредби, които могат да произведат едно и също макроскопично състояние. За да бъде една порцеланова чаша цяла, нейните атоми трябва да поддържат изключително строга, уникална кристална подредба. Броят на начините, по които тези атоми могат да бъдат подредени, за да образуват функционален предмет, е сравнително малък.
Когато тази чаша падне на каменния под, кинетичната енергия се разсейва под формата на топлина, акустични вълни и микроскопични деформации в структурата на материала. Броят на възможните състояния, в които парчетата, топлината и разпръснатите въздушни молекули могат да съществуват след сблъсъка, е астрономически по-голям. Вторият закон на термодинамиката не забранява на парчетата да излетят обратно от пода и да се сглобят в ръката ви. Той просто изчислява вероятността за подобно събитие. За да се случи това, милиарди въздушни молекули и атоми от пода трябва едновременно, в една и съща фракция от секундата, да ударят парчетата порцелан с точно определен вектор на Velocities и точно определен ъгъл. Математически това е възможно, но статистическата вероятност е толкова близка до нулата, че в рамките на съществуването на познатата ни материя практически се равнява на пълна забрана.
Удобните препратки към по-стари термодинамични анализи на статистическата механика от XIX век често пропускат да отбележат този ключов факт. Необратимостта не е фундаментален закон, а статистика на огромните числа.
