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波尔兹曼把热力学第二定律解释为能在自发运动，系统中能的自发增加可以和这个系统的分子能的分布概率的增加联系起来。
1877年，他证明熵与这种概率的对数成比例。
热力学第二定律和它的分子解释给予了时间的流逝以方向和物理意义。
这在牛顿力学体系是没有的，牛顿宇宙中的力学是可逆的，热力学的宇宙是不可逆的。
三、量子力学与不确定的世界
牛顿力学有一个基本假设：物质的性质是可以连续变化的。
这一观念在原子范围内变得无效，量子力学是表述亚原子世界物质运动规律的全新力学体系，它的建立和发展与人们对微观世界的认识密切相关。
1895年，德国物理学家伦琴在研究阴极射线时发现了X射线；1896年，法国物理学家贝克勒尔在做荧光试验时发现了天然放射性；1897年，英国物理学家汤姆逊在对阴极射线作定性和定量实验时发现了电子。
物理学的三大发现，打破了原子不可分的观念。
1906年，英国物理学家卢瑟福在他的助手盖革的帮助下开始从事α散射实验，提出了原子的核式模型--原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在原子内部极小的区域内，称为原子核，质量极小的电子围绕原子核不停地转动。
原子核被发现后，它的结构问题成为科学家关心的问题。
1919年，卢瑟福发现了质子。
1932年，他的学生查德威克发现了中子。
从20世纪30年代开始，一系列新的粒子被发现，粒子物理学的时代到来了。
（一）从黑体辐射到量子论
马克斯·普朗克是柏林大学的物理学教授，他从1878年开始关注热辐射问题。
1900年10月，他在一次讲座中将辐射描述为热物体中的原子和电子的振动，推导出了既适合长波又适合短波的辐射公式。
其基本观点是：任何波长的振动都有权利得到能量，它们得到的能量受自身特性的限制，每一振动只能吸收与它的频率成比例的某一最小单位的能量，或者是这一最小单位的整数倍的能量。
这个最小单位的能量被称为普朗克常数。
“在能量分配问题上，波长越长得到能量的可能越小，波长越短得到能量的可能越大。
普朗克指出，如果黑体辐射是由量子不连续地发射出来，而一个量子的能量是和辐射频率成比例的，低温度就有利于接近光谱红端的长波的发射，因为量子的能量较小，但在高温时，由于有更多的能可用，就有利于发射短波长的较大量子。”
[8]量子论打破了“自然界无跳跃”
的传统观念。
1905年，爱因斯坦的光电效应实验支持了普朗克的量子学说。
照射在固体金属表面的光，可以使金属发射出电子。
这些电子的能量不随光的强度变化，而是随光的颜色变化。
为了解释这种现象，爱因斯坦提出能量是以微小份额的形式由光线携带的，他把它称为光量子。
1913年，尼尔斯·玻尔把量子论和原子结构连接起来，他证明了存在着电子轨道的离散序列。
当一个原子被激发时，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道。
就在这一瞬间，原子吸收或释放一个光子，其频率相当于电子在这两个轨道上运行时所具有的能量差，这个能量差用爱因斯坦的能量和频率联系起来的公式计算。
1926年，物理化学家列维斯建议把光量子命名为光子。
（二）波粒二象性
光的反射现象是坚持微粒说的最直接的证据，衍射现象是波动说的有力支持。
光电效应实验使微粒说具有坚实的基础，电子散射实验证明单个量子具有某种波动性。
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