洛希米特和策梅洛的诘难使玻尔兹曼陷入了极度的困境和痛苦之中，将热力学还原为动力学的理想看起来只是一个幻想，对热力学的真正解释只有求助于概率论了。玻尔兹曼早就认识到，熵的本质是分子运动混乱的程度。从概率统计的角度看，粒子分布越是混乱无序，它的配容数(即可能的分布方式的数目)就越大，配容数越大，实现的概率就越大。因此，最混乱无序的分布对应着最大的实现概率，最可几状态。熵增定律的本质是概率论的：事物总是趋向其最大概率状态。
如果熵增定律只是概率论的，玻尔兹曼的H定理当然也只能是一个统计学意义上的定理。玻尔兹曼对洛希米特的回答是：H定理只说明了H减少的概率最大，并不排斥H增加的可能，只是增加的机会非常小而已。对策梅洛的回答是：彭加勒回归的时间周期远远超出日常观测的时间，因此在宏观可观测的范围内，运动回到初始状态的概率是非常小的。可以看出，引入熵以及H函数的概率解释之后，热力学就变得相当脆弱了。某种熵减过程被允许了，单一的时间之矢被破坏了。晚些时候，玻尔兹曼甚至相信，我们的宇宙早就已经达到了热寂，我们只是偶尔生活在宇宙的某个涨落的区域，暂时享受一下这个区域特有的时间之矢，这意味着，在宇宙的不同区域，存在着不同的涨落和不同的时间之矢。
玻尔兹曼悲剧性地退却了，想使热力学还原到动力学的企图暂告失败。热力学的本质是微观概率性的宏观表现。然而，什么是概率的本质呢？传统的看法是，概率论只是因为我们的知识的欠缺才被迫使用的一种方法。我们因为不能追踪亿万个分子的运动，所以只能用概率统计的方法得出一个近似。由于我们的忽略和近似，才会出现某种概率性结果。所以，在对概率的主观主义解释看来，热力学第二定律以及时间之矢只不过是某种主观化的结果。著名物理学家玻恩曾经有一句名言：“不可逆性是把无知引人物理学基本定律的结果。”在微观层次上是否存在热力学第二定律，成了一个未决的疑案。玻尔兹曼长期卷入论争之中而且得不到人们的理解，于1906年自杀，耗尽了他的时间。
第九章/物理时间之矢的发现
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