Dentro dos processos probabilísticos está arraigada a noção de entropia, conceito fundamental também em termodinâmica. Ludwig Boltzmann propôs que a direção da "flecha do tempo" é determinada pela entropia.[190] Desde então, os filósofos debatem contra e a favor da tese de Boltzmann. Para alguns, a entropia, em termodinâmica, não pode ser generalizada para eventos universais.[73] É necessário que haja determinismo estrito e pontual, inconcebível dentro da mecânica quântica; a direção do tempo determinado pela entropia não passaria de um ponto de vista metafísico.[191] Entretanto, outros afirmam que é absolutamente possível conciliar as duas teorias e que a direção do tempo é realmente determinada pela entropia.[191] A segunda corrente de ideias está grandemente relacionada ao relacionalismo de Leibniz, onde o tempo existiria apenas se existissem objetos e eventos em constante complexidade, que pode ser traduzida como a própria entropia.[139]
Os filósofos da física tradicionalmente se preocupam com a natureza das teorias científicas, isto devido em grande parte ao papel central que a epistemologia da ciência teve na filosofia, principalmente após o início do século XX.[192] Em vista do advento das teorias modernas na física, foi a partir de então que os filósofos e historiadores de física começaram a ficar mais atentos à física experimental e têm argumentado que o experimento tem seus próprios métodos e práticas, que podem se diferenciar e serem incomensuráveis dentro da diversidade do escopo da física experimental.[193]