В случае с двумя газами можно достигнуть разъединения химическим путём, но в других двух случаях прежнее положение вещей не может быть восстановлено никаким естественным процессом.
В случае теплопроводности или диффузии тепла процесс не только необратим, но он влечёт за собой невосстановимое уменьшение той части полного запаса тепловой энергии, которую можно преобразовать в механическую работу.
Такова теория Томсона о необратимом рассеянии энергии; она эквивалентна учению Клаузиуса о возрастании того, что он называет «энтропией».
Необратимый характер этого процесса отчётливо воплощён в теорию Фурье о теплопроводности, где, как указывают формулы, возможное решение для всяких положительных величин времени неизменно стремится вылиться в форму однообразной диффузии тепла.
Если же мы пытаемся пойти против течения времени, придавая ему постоянно уменьшающиеся значения, то мы дойдём до такого положения вещей, при котором формула имеет так называемое критическое значение; если мы теперь исследуем положением вещей за мгновение перед этим, то мы убедимся, что формула становится абсурдной.
Таким образом у нас создаётся концепция такого положения вещей, которое не может пониматься как физический результат некоего предшествовавшего положения, и мы убеждаемся, что это критическое условие действительно существовало не в какую-либо бесконечно отдалённую эпоху, но отделено от настоящего времени определённым конечным интервалом.
Физические исследования недавнего прошлого сроднили нас с этой идеей начала в такой мере, какую не мог бы предвидеть никто из наблюдавших развитие научного мышления прежних времён.
Однако человеческой мысли несвойственно, по примеру нагретого тела у Фурье, неизменно устанавливаться в состоянии окончательного уравновешенного покоя, которое мы можем предсказать заранее. Наша мысль скорее подобна дереву, выпускающему побеги, которые тянутся к свету, или же корням дерева, извивающимся среди различных пластов земли, в которые они зарываются. Мы, которые дышим воздухом нашего века и знаем только характеристики современного мышления,— мы не можем предсказать общий тон науки будущего, так же как не можем предвидеть тех открытий, которые принесёт это будущее.
Физические исследования постоянно обнаруживают перед нами новые особенности процессов природы, и мы вынуждены находить новые формы мышления, соответствующие этим особенностям. Отсюда вытекает необходимость тщательного изучения взаимоотношений между математикой и физикой, определяющих те условия, при которых идеи, заимствованные из одной отрасли физики, могут быть с уверенностью использованы для построения идей, применимых в новой отрасли той же науки.
Обороты речи и мышления, с помощью которых мы переносили терминологию знакомой нам науки в область науки, менее нам знакомой, можно назвать «научными метафорами».
Так, например, термины «скорость», «момент», «сила» и т. д. получили определённое точное значение в элементарной динамике. Ими пользуются также в динамике связанных систем в смысле, хотя и вполне аналогичном элементарному значению, но более широком и обобщённом.
Такие обобщённые формы элементарных идей можно назвать метафорическими терминами в том смысле, в каком каждый абстрактный термин является метафорой. Характер действительно научной системы метафор таков, что каждый термин в его метафорическом употреблении сохраняет все те формальные соотношения с другими терминами системы, какие он имел при своём первоначальном употреблении. Данный метод является в этом случае истинно научным, т. е. он есть не только законный продукт науки, но, в свою очередь, может способствовать её развитию.
Существуют известные электрические явления, которые связаны между собой соотношениями такой же формы, какие наблюдаются между динамическими явлениями. Применение к этим электрическим явлениям динамической фразеологии с соответствующими отличиями и предварительными ограничениями является метафорическим методом, несколько более смелого характера; тем не менее этот метафорический метод вполне оправдан, поскольку он даёт правильную идею об электрических взаимоотношениях тем лицам, которые уже освоились с динамикой.
Допустим, что мы с успехом использовали некоторые идеи какой-либо элементарной науки, метафорически применив их к совершенно новой категории явлений. Тогда становится важным философским вопросом определить, в какой мере применимость старых идей к новым объектам свидетельствует о том, что новые явления физически родственны старым.