Рудольф Баландин - Баландин - От Николы Теслы до Большого Взрыва. Научные мифы
Словесные образы, имена вещей и людей в сознании ребенка с материальными объектами. А в доисторические времена люди, давая названия вещам и явлениям окружающего мира, тем самым начинали осмысливать сущность земли и неба, Луны и Солнца, цветка и камня, огня и ветра, жизни и смерти. Человек создавал свое мировоззрение — проекцию мира на свой внутренний мир. Вносил смысл и гармонию в сумятицу бытия. Творил из Хаоса Космос (так древние греки называли порядок, господствующий в природе).
Неудивительно, что древние греки по той же логической схеме предполагали эволюцию мироздания: последовательное выделение из первобытного Хаоса тех или иных сущностей. «Порядок сотворения мира, — пишет академик В.Н. Топоров, — соответствует следующей идеальной схеме: хаос небо и земля солнце, месяц, звезды время растения животные человек дом, утварь...»
Однако в мифах разных народов первоначальное состояние Вселенной не всегда считается Хаосом. В религиозных древнеиндийских гимнах порой предполагается первоначальный организм (Пуруша) или яйцо. А в гимне Древнего Египта (Лейденский папирус) представлен еще один вариант: Неведомое (непостижимое):
Никто из богов не знает его настоящего вида;
Его образ не передан на письме...
Он сокровенен, чтобы была постигнута его сила.
Он велик, чтобы быть проповеданным,
Он могуч, чтоб быть познанным.
Древние мифы предлагают нам три версии возникновения всего сущего: Космос из Хаоса, сложное из менее сложного, Неведомое, человеческим умом непостижимое. В Библии, священной книге иудаизма и христианства, сказано: «В начале сотворил Бог небо и землю». Далее следуют акты творения, предполагающие появление всего или из Хаоса, или из Ничего (в современной физике Ничто — это особое состояние, вакуум, а не полное отсутствие чего бы то ни было).
Можно предложить еще один вариант, на мой взгляд, наиболее продуктивный: неопределенность, предполагающая несколько более или менее обоснованных версий происхождения Вселенной.
Но в современном научном сообществе принято исходить из того, что познанию человека подвластно все (если не здесь и сейчас, то в будущем), а из нескольких гипотез имеется главенствующая, наиболее отвечающая реальности, самая приближенная к истине. Правда, при этом возникают некоторые проблемы.
Бельгийский физикохимик, лауреат Нобелевской премии Илья Пригожин и Изабелла Стенгерс в книге «Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой» (1986) пишут:
«В доставшемся нам научном наследии имеются два фундаментальных вопроса, на которые нашим предшественникам не удалось найти ответ. Один из них — вопрос об отношении хаоса и порядка. Знаменитый закон возрастания энтропии описывает мир как непрестанно эволюционирующий от порядка к хаосу. Вместе с тем, как показывает биологическая или социальная эволюция, сложное возникает из простого. Как такое может быть? Каким образом из хаоса может возникнуть структура?»
Ответу на эти вопросы они посвятили данную книгу. А мы попытаемся обсудить поставленные вопросы.
Всемирный беспорядокСогласно 2-му началу термодинамики в изолированных системах с наибольшей вероятностью происходит рассеивание энергии. Она переходит в примитивную тепловую форму. Мерой этого процесса является энтропия.
Следовательно, во Вселенной должны преобладать процессы, направленные в сторону повышения энтропии. Так проявляется, как полагают теоретики, стихийное стремление природы к равновесию. Сложные системы должны в этом случае переходить в более простые, а появление кристалла или, тем более, организма должно вроде бы расцениваться как нечто невероятное, граничащее с чудом.
Однако подобные чудеса происходят постоянно: из расплавленной магмы или растворов рождаются кристаллы, живые существа создают себе подобных. Биосфера до появления цивилизации, глобального техногенеза не деградировала, а развивалась, создавая все более сложные системы.
Закрадывается сомнение: может быть, все дело в том, что теория деградации энергии выведена при изучении механических процессов? Возможно, природа живет как-то иначе, не подчиняясь законам техновещества или даже им наперекор?
Для такого вывода есть веские основания.
2-е начало термодинамики утвердилось в начале XIX века, когда Сади Карно продолжил и обобщил исследования теории тепловых машин, которые вел его отец Лазар. Затем теорию идеальных тепловых машин завершил Р. Клаузиус. И в середине века, когда перешли от идеальных машин к реальным, выяснилось, что механическая работа непременно сопровождается потерей тепла.
У. Томсон распространил этот закон на небесные тела, из которых одни излучают энергию, другие ее поглощают, а затем тоже отдают в виде тепла в окружающее космическое пространство. Со временем во Вселенной должно наступить тепловое равновесие. Это означает прекращение всякого движения, кроме хаотичных тепловых перемещений атомов и молекул. Такова — схематично — теория тепловой смерти Вселенной.
Правда, в XX веке ученые пришли к мысли, что Вселенная расширяется, а через некоторое время, когда иссякнет энергия Большого взрыва, она вновь начнет сжиматься гравитационными силами, пока не станет очередным сгустком первоматерии. В таком случае можно порадоваться, что до тепловой смерти дело не дойдет, хотя бы только по причине опережающего гравитационного коллапса. Тем, кто уверовал в бессмертие своей души, это обстоятельство не прибавит оптимизма.
В общем, первое и второе начала термодинамики в 1865 году Клаузиус сформулировал так:
Энергия мира постоянна.
Энтропия мира стремится к максимуму.
В дальнейшем Л. Больцман толковал 2-е начало как неизбежность перехода систем в более вероятное состояние и выразил такое соотношение в виде формулы. Когда достигнуто наиболее вероятное состояние стабильности, равновесия, симметрии, то система может испытывать некоторые колебания, отклоняясь от «идеала», но будет обязательно тяготеть к нему. Чем больше такое отклонение, тем оно менее вероятно.
Предельно устойчивыми могут быть два противоположных состояния. Первое — при минимальной температуре по абсолютной шкале Кельвина, соответствующей 273°С. Эта температура и принята из тех соображений, что при ней не происходит броуновского движения атомов, они замирают в полном покое. У них максимальна потенциальная энергия и минимальна кинетическая. При высоких температурах ситуация противоположна: атомы и молекулы разрывают свои связи и стремятся к хаосу, который мы отождествляем с состоянием газа или плазмы.
Упорядоченность структур при температуре абсолютного нуля сопоставима со смертью. Считать, что это и есть «полный порядок», можно лишь с иронией. Живой организм, придя в полное равновесие с окружающей средой, становится покойником. Существует выражение: жизнь человека — медленный, но верный путь к смерти.
Однако в действительности жизнь противостоит как полной упорядоченности твердого кристалла или тела при температуре абсолютного нуля, так и полному хаосу броуновского движения, полной свободе составных элементов.
Можно сделать вывод: господство предельно продуманных упорядоченных мертвых технических систем — переход к максимальной упорядоченности. Опасность термоядерной войны, деградация — другая крайность, также отвечающая полному равновесию, но уже с максимальной энтропией, отсутствием всякого порядка. Все это, вроде бы, вполне соответствует тому направлению процессов, которое определяется 2-м началом термодинамики.
Но то, что мы видим вокруг, не подтверждает этого. Мы созданы биосферой и существуем в ней, где в гармоничном динамическом взаимодействии находятся три сферы (твердая, жидкая, газовая) с лучистой энергией, идущей от плазменного тела. Приближается к абсолютному нулю температур космическое пространство. Но наряду с ним существует космический энергонасыщенный вакуум.
Теоретически в мире должен устанавливаться беспорядок или полный покой. Практически ничего подобного в мире нет. Все живые существа (за исключением техногенного человека) противостоят тепловой смерти Вселенной. Почему так происходит? Какие силы, процессы, явления способствуют этому?
Религиозное мировоззрение давно нашло ответ: в мире присутствует Сверхсущество, определяющее всеобщий порядок. Без Его воли и разума воцарился бы хаос. Однако доказать или опровергнуть такую идею нельзя. Она остается вне научной мысли, в области умозрений.
Большинство ученых не желает мириться с постулатом о тепловой смерти Вселенной. Если ее признать без оговорок, то коренные проблемы естествознания и философии — эволюции, создания все более сложных систем, появления человека и развития цивилизации — останутся вне науки.
