Понятие «энтропия» (древнегреч. – переход, превращение) используется физиками для обозначения функции состояния термодинамической системы. Достижение теплового равновесия означает максимум энтропии. Энтропия ведет к рассеиванию энергии в просторах космоса, или к «тепловой смерти» Вселенной, о чем впервые объявил в XIX веке английский физик Уильям Томсон в статье «О проявляющейся в природе общей тенденции к рассеянию механической энергии».
Эта идея оспаривалась другими учеными, в частности, австрийским физиком Л. Больцманом. В докладе на заседании Венской академии наук в 1886 году Л. Больцман использовал понятие «флюктуация» (колебание; отклонение от нормы) для того, чтобы обосновать свою теорию, в которой он доказал наличие космических процессов, противостоящих тепловой смерти Вселенной. В то время как Вселенная движется к тепловому равновесию, в отдельных ее областях, хотя бы небольших, могут создаваться флюктуации, восстанавливающие неравномерность температуры во Вселенной. После образования такой флюктуации статистические законы ведут к выравниванию температуры, но флюктуации возникают вновь. Эти флюктуации противостоят движению Вселенной к тепловой смерти.
В качестве примера такой флюктуации Больцман привел земную жизнь и ее роль в энергетическом обмене между Солнцем и Землей, в ходе которого в течение миллиардов лет совершается выравнивание температуры до достижения равновесия. В то же время, как отмечал Л. Больцман, «мы легко можем использовать переход теплоты от Солнца к Земле для совершения работы, как переход теплоты воды от парового котла к холодильнику. Поэтому всеобщая борьба за существование живых существ… это борьба за энтропию, которую можно использовать при переходе энергии с горячего Солнца к холодной Земле. Для того, чтобы возможно более использовать этот переход, растения распускают неизмеримую поверхность своих листьев и заставляют солнечную энергию, прежде чем она опустится до уровня температуры земной поверхности, выполнить химический синтез… Продукты этой химической кухни являются предметом борьбы в мире животных». Необратимая эволюция жизни на Земле являлась флюктуацией, нарушавшей движение к уравниванию температурного баланса. Эта идея Больцмана позволяла увидеть в деятельности растений самостоятельный процесс, противостоящий энтропии в Солнечной системе.
Изучая энергетические процессы, происходящие в биосфере, Вернадский впервые поставил вопрос о биогенной миграции атомов, то есть об их передвижении, вызванном деятельностью не только растений, но и животных. «Живые организмы», по мысли Вернадского, «своим дыханием, своим питанием, своею смертью и своим разложением, постоянным использованием своего вещества, а главное, сменой поколения, своим рождением и размножением порождают… великий планетный процесс, миграцию химических элементов в биосфере,