Если ваша теория обнаруживает противоречия со вторым принципом термодинамики, я не оставляю вам никакой надежды. Ей не остается ничего другого, как рассыпаться в глубочайшем уничижении.
Артур Эдингтон
Существует реальность, строящаяся благодаря разрушающейся реальности.
Анри Бергсон
Размышляя о движущей силе огня, молодой инженер Николя Леонар Сади Карно, в честь которого был назван один из кратеров на обратной стороне Луны, попытался определить максимальный коэффициент полезного действия паровых машин. Он пришел к следующему заключению: чтобы получить тепловую машину, производящую механическую работу по циклическому принципу, нам необходимо иметь два тела с разной температурой. Разница энергетических потенциалов трансформирует теплоту в работу. В одном цикле (вследствие действия силы трения и других сил, противопоставленных движению) только часть абсорбированного тепла превращается в полезную работу, а другая часть передается холодному телу или окружающей среде, которые таким образом разогреваются, поскольку их температура ниже температуры рабочего тела. Совершенная работа равна разнице между принятой и переданной теплотой[11].
Это практическое наблюдение двадцатых годов XIX века разовьет, углубяя и укрепляя, целая генерация физиков. Квалифицируя связь механической работы и теплоты, они сформулируют закон сохранения и трансформации энергии. Таким образом будут очерчены принципы термодинамики. Аккумулированные знания из этой области систематизировали Вильям Томсон (известный как Кельвин), Герман фон Гельмгольц, Джозайя Гиббс и Рудольф Клаузиус.
Кельвин пришел к заключению, что в природе существует тенденция рассеивания энергии, и что невозможен циклический процесс, единственным результатом которого стало бы совершение работы за счет охлаждения теплового резервуара.
Согласно Гельмгольцу, в закрытой термодинамической системе, в состоянии равновесия, при постоянном объеме и постоянной температуре для получения работы необходимо уменьшение свободной энергии. Поскольку в закрытой системе количество свободной энергии конечно, она в какой-то момент будет полностью потрачена, все процессы остановятся и наступит состояние вечного покоя[12].
Гиббс исследовал общие условия термодинамического равновесия. Он пришел к выводу, что спонтанные реакции освобождают энергию, равную максимальному количеству работы, произведенной благодаря химической реакции. Этой энергии также ограниченное количество, поэтому в масштабах всего универсума, при условии, что речь идет о закрытой системе, все спонтанные возможности в какой-то момент будут исчерпаны.