Знаменитая формула Больцмана показывает, что процессы, в которых энтропия уменьшается, не являются абсолютно невозможными, а второе начало термодинамики объясняется

Естественным переходом всякой изолированной системы от состояний мало вероятных к состояниям все более вероятным.

Объясняя смысл установленной Больцманом зависимости, ряд исследователей (Каменев А.С., 2002), указывает, что наиболее вероятное состояние любой системы – состояние равновесного хаоса, т.е. беспорядка, когда количество микросостояний её элементов очень велико или отсутствуют какие-либо различия между отдельными областями системы. Такое состояние характеризуется большим значением энтропии и, следовательно, отсутствием порядка в структуре.

Вместе с тем, современная трактовка понятия энтропии (в ее интерпретации по Больцману) на основе идей синергетики считает Вселенную такой суперсистемой, в которой при её практической бесконечности, могут в качестве больших флуктуаций происходить редкие и необратимые во времени процессы самоорганизации структур. В этом случае, в тех или иных частях Вселенной будут возникать локальные зоны уменьшения энтропии – очаги возникновения жизни.

Свой вклад в развитие термодинамики внес и Герман Гельмгольц. В 1882 он придал второму началу термодинамики форму, позволившую применить этот закон к изучению химических и биологических процессов и ввёл понятие свободной энергии и связанной энергии.

Согласно Гельмгольцу свободная энергия (ее также называют энергией Гельмгольца или Y-энергией) определяется через внутреннюю энергию U, энтропию S и температуру Т равенством:

Y = U - TS

При равновесных процессах, происходящих при постоянном объёме и температуре, убыль энергии Гельмгольца данной системы равна полной работе, производимой системой в этом процессе. В психологии обобщение понятия свободной энергии Гельмгольца позволяет оценить трудоемкость того или иного рабочего процесса по затраченной на это энергии или части психофизиологического ресурса организма.

В конце 19 века системные идеи в физике оставались еще предметом ожесточенных дискуссий. Больцман с сожалением замечал, что может говорить о своих идеях только с одним человеком - Гельмгольцем. Но прогресс науки закономерно приводил исследователей на рубеже двадцатого века к пересмотру самой сущности механизмов развития мира. В 1905 г. Альберт Эйнштейн создал специальную теорию относительности. Идеи Больцмана и Гельмгольца стремительно завоевывали популярность. В эти годы, благодаря работам выдающегося немецкого физика-теоретика Макса Планка (1858-1947), классическая термодинамика приобретает черты завершенной теории. Значительную часть научного творчества Планка составили работы, посвященные энтропии и второму началу термодинамики. Они, по существу, завершили построение термодинамической теории и открыли возможность распространения ее принципов и постулатов на природные процессы далеко выходящие за область явлений, рассматриваемых классической термодинамикой.

«Природа – пишет Планк – предпочитает более вероятные состояния менее вероятным и осуществляет переходы, направленные в сторону большей вероятности. С этой точки зрения второй закон термодинамики представляется как закон вероятности, энтропия – как мера величины вероятности, а возрастание энтропии сводится просто к тому, что за менее вероятными состояниями следуют более вероятные. Для закона вероятности характерно то, что он допускает также исключения, и установление таких исключений составляет важную теоретическую задачу».