Больцмана было предположение о молекулярном хаосе — Stosszahlansatz по-
немецки, что можно буквально перевести как «гипотеза о числе столкновений» .
Суть его в том, что мы считаем движение молекул произвольным, то есть они
не строят коварных заговоров с целью подчинить свое движение определенной
схеме . Но для того, чтобы энтропия уменьшалась, именно это и требуется —
коварный заговор! Таким образом, Больцман, в сущности, доказал, что энтро-
пия может увеличиваться только в том случае, если с самого начала отмести
любые альтернативные варианты . В частности, он предполагал, что импульсы
любой пары частиц до того, как они столкнутся, независимы или не скоррели-
рованы между собой . Однако это «до» как раз и иллюстрирует то самое пред-
положение об асимметричности времени; если частицы никак не скоррелиро-
ваны до столкновения, то после между ними установится взаимосвязь или
корреляция . Вот так предположение о необратимости прокралось в доказа-
тельство .
Если взять систему в состоянии с низкой энтропией и позволить ей раз-
виваться по направлению к увеличению энтропии (например, подождать, пока
растает кубик льда), то после того, как все закончится, между молекулами
можно будет найти огромное количество корреляций . В частности, среди них
будут корреляции, гарантирующие, что если мы инвертируем все импульсы, то
система вернется в низкоэнтропийное начальное состояние . В рассуждениях
Больцмана такая возможность учтена не была . Он доказал, что энтропия ни-
когда не будет уменьшаться, если отбросить обстоятельства, при которых эн-
тропия могла бы уменьшиться .
Когда законов физики недостаточно
В конечном счете совершенно ясно, каким будет итог всех этих споров — по
крайней мере, в нашей наблюдаемой Вселенной . Лошмидт прав; действитель-
но, в наборе всех возможных процессов уменьшение энтропии встречается
так же часто, как и увеличение . Однако прав и Больцман, поскольку статисти-
ческая механика убедительно объясняет, почему с подавляющей вероятностью
мы будем встречать низкоэнтропийные условия, переходящие в высокоэн-
тропийные, а не наоборот . Вывод очевиден: помимо того что динамикой
управляют физические законы, необходимо также предполагать, что Вселен-
ная начала свое существование в состоянии с низкой энтропией . Это допол-
нительное предположение, граничное условие, которое не является частью
Глава 8 . Энтропия и беспорядок
237
законов физики (во всяком случае, пока мы не переходим к обсуждению того,
что происходило до Большого взрыва, а такую дискуссию вряд ли можно было
услышать в 1870-х годах) . К сожалению, такого вывода было недостаточно
для ученых того времени, и в последующие годы дискуссии о статусе H-тео-
ремы заполонили ученый мир .
В 1876 году Больцман опубликовал ответ на возражение Лошмидта об об-
ратимости, который, впрочем, ничуть не прояснил ситуацию . Определенно,
Больцман согласился с тем, что в словах Лошмидта есть смысл, и признал, что
второе начало термодинамики, несомненно, обладает вероятностными свой-
ствами — ведь если кинетическая теория верна, то оно попросту не может
быть абсолютным . В начале статьи Больцман явно говорит об этом: