Открытие закона сохранения превращения энергии создало основу для дальнейшего развития термодинамики и статистической физики. В 60-е годы немецкий физик Р. Клаузиус формулирует второй закон термодинамики — закон возрастания энтропии в необратимых процессах. Суть этого закона природы (в популярном объяснении) состоит в том, что нетепловые формы энергии превращаются в теплоту, т. е. в энергию неупорядоченного движения микрочастиц, как бы «охотнее», чем теплота в механическое движение, электрический ток и т. д. Известно, что полностью перевести сжигаемое в двигателе топливо в механическое движение или электрический ток не удается. Поскольку же тепловая энергия переходит от тел, более нагретых, к телам, менее нагретым, постольку процесс развития физического мира, по Клаузиусу, имеет вполне определенное направление: доля теплоты в общем балансе энергии возрастает, а тепловая энергия все более рассеивается в мировом пространстве. Через конечное время возрастание энтропии должно якобы привести к охлаждению всех звезд и «тепловой смерти» Вселенной. Закон сохранения энергии соблюдается, но все более равномерное распределение теплоты по бесконечному пространству делает существование высших форм материи и прежде всего жизни невозможным.
Критикуя Клаузиуса, Энгельс показал основной порок его рассуждений: положение, верное для конечной системы, распространялось на всю бесконечную Вселенную. Далее Энгельс отметил, что метафизическое представление о конце Вселенной неизбежно предполагает представление и о начале движения, т. е, широко открывает дверь идеализму. «Мировые часы сначала должны быть заведены, затем они идут, пока не придут в состояние равновесия, и только чудо может вывести их из этого состояния и снова пустить в ход. Потраченная на завод часов энергия исчезла, по крайней мерев качественном отношении, и может быть восстановлена только путем толчка извне. Значит, толчок извне был необходим также и вначале; значит, количество имеющегося во вселенной движения, или энергии, не всегда одинаково; значит, энергия должна была быть сотворена; значит, она сотворима; значит, она уничтожима. Ad absurdum!» (К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., т. 20, стр. 600). Таким образом, Энгельс вскрыл внутреннее противоречие между гипотезой Клаузиуса насчет «тепловой смерти» Вселенной и законом сохранения и превращения энергии и высказал твердую уверенность в том, что наука рано или поздно добудет прямые доказательства ложности этой гипотезы, поскольку станет известно, каким образом из рассеиваемой звездами материи и энергии вновь образуются такие мощные источники тепловой энергии, как звезды. Предвидение Энгельса сбывается. В настоящее время процесс образования звезд в скоплениях межзвездного газа и пыли стал уже объектом непосредственного изучения астрономов, а повышение температуры внутри формирующейся звезды находит свое объяснение в том, что при повышении гравитационного давления могут начаться ядерные реакции, являющиеся источником звездной энергии.
Энгельс не только подвергает критике теорию «тепловой смерти» Вселенной, но по существу решает поставленный этой теорией философский вопрос. Он творчески развивает диалектический материализм, выдвигая положение о качественной неуничтожимости материи и движения. В вечном круговороте движения природы каждая конечная форма существования материи преходяща, в нем «ничто не вечно, кроме вечно изменяющейся, вечно движущейся материи и законов ее движения и изменения... У нас есть уверенность в том, что материя во всех своих превращениях остается вечно одной и той же, что ни один из ее атрибутов никогда не может быть утрачен и что поэтому с той же самой железной необходимостью, с какой она когда-нибудь истребит на Земле свой высший цвет — мыслящий дух, она должна будет его снова породить где-нибудь в другом месте и в другое время» (Там же, стр. 362—363). Это положение Энгельса существенно обогащает тезис о материальном единстве мира. Данная им во «Введении» к «Диалектике природы» философская картина мира как единого целого сохраняет свое значение и по сей день, несмотря на то, что отдельные ее детали не могли не устареть. Энгельс настаивал на том, что эту картину мира надо будет изменять непрерывно, ибо с каждым новым великим открытием в естествознании материализм должен принимать новый вид.
