統計力學基本假設

這是整座大廈所依託的那一條唯一假設。對一個處於平衡的孤立系統而言，每一個可及的微觀態都同樣可能。沒有哪個微觀態特別；在只固定能量、體積與粒子數的前提下，大自然對所有與之相容的微觀排列一視同仁、毫無偏好。

精確地說：對一個具有固定 (E, V, N) 的孤立系統，若有 W 個可及的微觀態，其能量全都落在 E 到 E + dE 的一層薄殼內，則每一個出現的機率都是 1/W。這種等權重定義了微正則系綜（microcanonical ensemble）。此假設受劉維定理（Liouville's theorem）啟發，卻不由它導出——劉維定理說能量殼上的均勻機率密度在哈密頓流下保持均勻；此假設也受遍歷（ergodic）觀念的支持：長時間平均等於在該均勻系綜上的平均。

由這一條假設便流出波茲曼熵 S = k_B ln W，並經由它導出整個熱力學。誠實地說，我們必須稱它為假設：它是事後由其成功所辯護，而非由力學所證明。遍歷性——即時間平均等於系綜平均這一主張——是一個深刻而並非全然普遍成立的條件；可積系統、玻璃態或其他不混合的系統，在實際上都可能違反它。