Это простое наблюдение имеет очень глубокий смысл. Оно приводит к мысли о необратимости некоторых процессов в природе, об односторонней направленности некоторых явлений.
Такая направленность, возможность развития лишь в одном направлении, ярче всего проявляется в одностороннем ходе времени. Только в кино, когда фильм пускают обратным ходом, можно видеть время как бы обращенным вспять. Мы сперва видим на экране, как обычно, спортсмена, прыгающего с вышки в воду. Потом, когда фильм пускают обратным ходом, на экране происходит «чудо» — в бассейне вдруг вздымается фонтан брызг, и из-под воды взлетает спортсмен и удивительно точно попадает на стартовую площадку. Это зрелище неизменно вызывает веселое оживление в зале. Зрителю смешно, потому что он видит на экране то, чего никогда нельзя увидеть в жизни. Нельзя увидеть потому, что это противоречит основным законам, управляющим природой.
Электродвигатель может вращаться в правую и в левую стороны, автомобиль может ехать задним ходом. Вероятно, и Земля и другие планеты могли бы вращаться в обратную сторону, тогда солнце всходило бы на западе — все это возможно в рамках основных законов природы. Все это процессы практически или принципиально обратимые. Однако огромное большинство явлений природы относится к процессам необратимым. Не сделав оговорок или допущений, имеющих принципиальный характер, невозможно дать научное описание картины, наблюдаемой в кино при обратном ходе фильма, если исходить из принятых нами законов природы и нормального хода времени.
Автор книги «Остров неопытных физиков» ставит своих героев в положение люден, наблюдающих такой «обращенный» мир.
Совершенно естественно, что, «пустив время обратным ходом», четверо школьников сталкиваются с неразрешимыми противоречиями. Автор показывает нам внешнюю картину некоторых простейших явлений, которые, на первый взгляд, могли бы происходить.
Действительно, что особенного в том, что паровоз вдруг пошел обратным ходом? Это можно наблюдать ежедневно на любой большой железнодорожной станции, которая еще не переведена на электрическую тягу. Однако когда ребята пытаются несколько глубже разобраться в том, что перед ними происходит, они запутываются в клубке противоречий. В рамках своих начальных знаний физики они пытаются рассуждать, пытаются построить логическую картину мира с обратным ходом времени и терпят неудачу. Они вынуждены признать, что «этого просто не может быть». Не может быть в мире, в котором остаются неизменными все остальные законы физики.
Автор не разбирает до конца всю совокупность явлении, которые при этом должны возникнуть. Он предоставляет сделать это читателю. Наблюдая странный мир глазами мальчишек, он ограничивается установлением лишь некоторых чисто внешних явлений и обрывает свое повествование, не доведя его до абсурда. В этом сказывается литературный прием, часто используемый в книге. Автор не дает готовых, законченных формулировок, он лишь наталкивает читателя на вопросы и задачи, над которыми стоит подумать.
Когда ребята, герои книги, пытаются разобраться, что происходит с паровозом, работающим в условиях обратного хода времени, они приходят к выводу, что в этом случае тепло должно переходить от холодного тела к горячему, по их выражению — «огонь не греет, а холодит». Если продолжить до конца ход мысли ребят, нужно прийти к утверждению, что вода в стакане может сама собой разделиться на горячую и холодную. И чем сильнее будет нагреваться одна половина воды, тем холоднее будет другая. Здесь важно понять, что речь идет именно о самопроизвольном процессе. Обратное явление — процесс выравнивая температуры — всегда протекает самопроизвольно, и каждый наблюдал его много раз, но никто никогда не был свидетелем противоположного.
Таким образом, обращение хода времени неизбежно приводит к отрицанию основного закона термодинамики, согласно которому температура нагретых тел всегда только выравнивается.
Когда был установлен и сформулирован этот закон, возник вопрос, взволновавший физиков и философов. Пели во Вселенной все процессы идут односторонне, все температуры рано или поздно выравниваются, то почему же есть звезды с высокой температурой и есть холодные космические тела? Почему температура во Вселенной не всюду одинакова? Может быть, когда-то был дан первоначальный толчок, во Вселенную были введены гигантские источники энергии, а теперь идет процесс выравнивания?