William Thomson (Lord Kelvin) argumentou já em 1852 que a dissipação de energia era um processo irreversível . Isso o levou à conclusão de que o universo terminaria no que Hermann Helmholtz chamou de "morte térmica", a menos que algum processo criativo revertesse a inevitável perda de energia mecânica em forma de calor, o que hoje consideramos uma perda irreversível de informação . Ele chegou a três conclusões.

1. Existe atualmente no mundo material uma tendência universal à dissipação de energia mecânica.

2. Qualquer restauração de energia mecânica, sem mais do que o equivalente em dissipação, é impossível em processos materiais inanimados, e provavelmente nunca é efetuada por meio de matéria organizada, seja dotada de vida vegetal ou sujeita à vontade de uma criatura animada.

3. Dentro de um período finito de tempo passado, a Terra deve ter sido, e dentro de um período finito de tempo futuro a Terra deve voltar a ser, inadequada para a habitação do homem em sua constituição atual, a menos que operações tenham sido, ou devam ser, realizadas que são impossíveis sob as leis às quais as operações conhecidas que ocorrem atualmente no mundo material estão sujeitas.

"Sobre uma tendência universal na natureza à dissipação de energia mecânica", Anais da Sociedade Real de Edimburgo , 19 de abril de 1852.

Neste artigo de 1852, Thomson citou especificamente a interação com a radiação como responsável pela irreversibilidade.

Quando o calor radiante da luz é absorvido, exceto na vegetação ou em reações químicas, ocorre uma dissipação de energia mecânica, e a restauração completa torna-se impossível.

Em 1874, dois anos antes de Josef Loschmidt se opor à derivação dinâmica do Teorema H de Ludwig Boltzmann, alegando que a reversibilidade temporal demonstraria que a entropia poderia diminuir, Thomson descreveu a reversibilidade temporal e apresentou uma dúzia de razões físicas pelas quais ela falha, incluindo interações de radiação.

Em dinâmica abstrata, a reversão instantânea do movimento de cada partícula móvel de um sistema faz com que o sistema se mova para trás, cada partícula percorrendo sua trajetória anterior e com a mesma velocidade de antes, quando novamente se encontra na mesma posição. Ou seja, em linguagem matemática, qualquer solução permanece solução quando t é transformado em -t . Em dinâmica física, essa reversibilidade simples e perfeita falha devido a forças que dependem do atrito dos sólidos; da fluidez imperfeita dos fluidos; da elasticidade imperfeita dos sólidos; das desigualdades de temperatura e da consequente condução de calor produzida por tensões em sólidos e fluidos; da retenção magnética imperfeita; da polarização elétrica residual dos dielétricos; da geração de calor por correntes elétricas induzidas pelo movimento; da difusão de fluidos, da dissolução de sólidos em fluidos e de outras transformações químicas; e da absorção de calor e luz radiantes.

Thomson fez uma descrição vívida do que a reversibilidade temporal implica para a dinâmica mecânica.

Se, então, o movimento de cada partícula de matéria no universo fosse precisamente revertido a cada instante, o curso da natureza seria simplesmente invertido para sempre. A bolha de espuma que estoura na base de uma cachoeira se reuniria e afundaria na água; os movimentos térmicos reconcentrariam sua energia e lançariam a massa para cima da queda em gotas, reformando-se em uma coluna densa de água ascendente. O calor gerado pelo atrito dos sólidos e dissipado por condução e radiação com absorção retornaria ao ponto de contato e lançaria o corpo em movimento de volta contra a força à qual ele havia cedido anteriormente. Rochas recuperariam da lama os materiais necessários para reconstruí-las em suas formas irregulares anteriores e se reuniriam ao pico da montanha do qual haviam se desprendido. E se a hipótese materialista da vida também fosse verdadeira, as criaturas vivas cresceriam para trás, com conhecimento consciente do futuro, mas sem memória do passado, e se tornariam novamente não-nascidas. Mas os fenômenos reais da vida transcendem infinitamente a ciência humana; e especular sobre as consequências de sua imaginada inversão é totalmente inútil. Bem diferente, porém, é o caso em relação à inversão dos movimentos da matéria não influenciada pela vida, cuja consideração muito elementar leva à explicação completa da teoria da dissipação de energia.

"A teoria cinética da dissipação de energia", Anais da Sociedade Real de Edimburgo , Vol. 8, p. 325 (1874)

Neste artigo de 1874, Thomson deu o nome de "demônio inteligente" ao ser de James Clerk Maxwell que, teoricamente, poderia reverter a dissipação de energia em calor. Em um artigo de 1879, Thomson elaborou ainda mais sobre o demônio:

A definição de demônio, segundo o uso que Maxwell faz dessa palavra, é a de um ser inteligente dotado de livre-arbítrio e de uma organização tátil e perceptiva suficientemente refinada para lhe conferir a faculdade de observar e influenciar moléculas individuais da matéria.

O "demônio" do escrivão Maxwell é uma criatura da imaginação que possui certos poderes de ação perfeitamente definidos, de caráter puramente mecânico, inventados para nos ajudar a compreender a "Dissipação de Energia" na natureza.

Ele é um ser sem qualidades sobrenaturais e difere dos animais vivos reais apenas em seu tamanho extremamente pequeno e agilidade. ... Ele não pode criar ou anular energia; mas, assim como um animal vivo, ele pode armazenar quantidades limitadas de energia e reproduzi-las à vontade. Operando seletivamente sobre átomos individuais, ele pode reverter a dissipação natural de energia, pode fazer com que metade de um recipiente fechado com ar, ou de uma barra de ferro, fique incandescente e a outra metade gelada; pode direcionar a energia das moléculas em movimento de uma bacia de água para lançar a água a uma certa altura e deixá-la lá proporcionalmente resfriada...; pode 'classificar' as moléculas em uma solução de sal ou em uma mistura de dois gases, de modo a reverter o processo natural de difusão e produzir a concentração da solução em uma porção da água, deixando água pura no restante do espaço ocupado; ou, no outro caso, separar os gases em diferentes partes do recipiente.

"O Demônio Classificador de Maxwell", Anais da Sociedade Real , Vol. 9, p. 113

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Sobre uma tendência universal na natureza à dissipação de energia (1852)

A Teoria Cinética da Dissipação de Energia (1874)