Данное заключение стало основой теории, что в замкнутых системах, куда не поступает тепло извне и откуда не выходит наружу, упорядоченная энергия движения стремится перейти в беспорядочную энергию тепла, вследствие чего растет мера неупорядоченности (энтропия).
Теорию энтропии развил австрийский физик Людвиг Больцман (1844–1906). В его теореме говорится, что энтропия растет по мере увеличения хаотичности, с которой перемещаются элементарные частицы, составляющие систему. И если система закрыта от всяких внешних воздействий, то сама по себе ее энтропия не снизится, поскольку частицам не хочется добровольно «наводить порядок». В качестве примера Больцман привел упорядоченную систему — лед, представляющий собой кристалл с четкой сеткой неподвижных молекул. В обычных условиях тепло разрушает связи между молекулами льда, и они начинают беспорядочно двигаться во всех направлениях — энтропия повышается, образуется вода. Однако при тех же условиях вода уже не кристаллизуется — для этого ее надо будет специально охладить, а значит, без стороннего вмешательства ее энтропия не уменьшится.
Клаузиус распространил эту теорию на всю Вселенную, предположив, будто макросистема постоянно теряет тепло, и в конце концов все температуры сравняются, процессы остановятся — наступит тепловая смерть. Вроде бы логичное предположение — ведь многие процессы в нашем мире если и не односторонние, то более масштабные в прямом направлении, нежели в обратном. (Взять хотя бы ту же брошенную на пол книгу или, скажем, разбитую вазу, которая не восстановится только благодаря выделенной при падении энергии.) Так что же, мир катится к своей гибели? Вряд ли. Во-первых, уже после открытий Клаузиуса было доказано, что Вселенная не является замкнутой системой — она постоянно расширяется. А во-вторых, наши знания о ней ничтожно малы, и любые прогнозы относительно ее будущего остаются лишь догадками.
Изучение ультразвука началось в первой половине XIX в., когда военное руководство Англии и Франции, издавна враждующих за колониальное господство, задумалось о возможности передачи акустических сигналов на дальние дистанции под водой. Это значительно повысило бы эффективность морских военных операций, потому ученые всего мира наперегонки принялись экспериментировать с подводным распространением звуковых волн. Так, в 1826 г. швейцарский физик Жан-Даниэль Колладон (1802–1893) пронаблюдал, за какое время звон колокола, установленного на дне Женевского озера, одолеет расстояние 16 км сквозь толщу 8-градусной воды. Одновременно с ударом в колокол на берегу был подожжен порох, и спустя 11,3 секунды в подводной слуховой трубе Колладон услышал звук. Так ученый рассчитал, что скорость сигнала составила 1412 м/с.