Оркестр начинает играть в унисон, но скрытый дирижёр на секунду меняет направление взмаха. Так и система, стремящаяся к равновесию, вдруг делает шаг назад.
В марковских процессах, где будущее зависит только от настоящего, расстояние до равновесия — его измеряют относительной энтропией — убывает монотонно, как песок в песочных часах. Но если система помнит свою историю, эта стрела времени может дрогнуть. Раньше такие возрождения энтропии замечали, но не понимали, какой минимальный механизм их вызывает.
Автор построил простейшие модели с двумя и тремя состояниями и экспоненциальным ядром памяти. Оказалось, что когда время памяти сравнимо с временем релаксации, эффективный генератор приобретает отрицательные недиагональные элементы. Это означает потерю стохастической делимости: эволюцию уже нельзя разбить на последовательные марковские шаги. Тогда стандартное доказательство монотонности перестаёт работать, и относительная энтропия может временно вырасти — возникает перелёт.
В двухсостоянийной модели перелёт проявляется как осциллирующий переходный процесс, амплитуда которого растёт с увеличением времени памяти. В трёхсостоянийной модели фазовые диаграммы чётко разделяют режимы, и граница соответствует оценке γ ~ λ. Это подтверждает: перелёт энтропии — устойчивое следствие потери делимости, а не артефакт специальных начальных условий.
Оркестр снова играет в унисон. Но теперь ясно, что короткая заминка была не случайностью, а работой памяти, которая на миг вернула систему к прошлому.
В марковском случае относительная энтропия играет роль функции Ляпунова, гарантирующей необратимое приближение к равновесию. Потеря делимости означает, что эволюцию нельзя разбить на последовательные марковские шаги, и тогда привычная стрела времени может на короткое время обернуться вспять.