Павел Ощепков - Жизнь и мечта
Картина электронного облака в атоме является, безусловно, статистической, и она правильно описывает распределение плотности электрического заряда вокруг ядра, но этим она не раскрывает еще природы самого электрона, природы единичных актов движения электрона в атоме.
295
Коллега А. Поскольку во всех реальных телах окружающего нас мира находится не единичное количество атомов и молекул, а огромное их число, то мы вправе ожидать в них только такие процессы, которые ведут к высшей степени неупорядоченности. Только такие состояния отвечают наибольшей вероятности. Тепловое равновесие, как самое вероятное состояние, лишь наиболее убедительно иллюстрирует эту закономерность.
Конечно, и в нем с точки зрения теории вероятностей возможны отступления, но они столь же невозможны, сколь и невероятны. Подсчитано, например, что даже в одном кубическом сантиметре объема такое событие, как перемещение всех молекул воздуха в верхнюю его половину, может произойти лишь один раз на lO30000000000000000000 случаев. Такую цифру невозможно даже мысленно представить себе — настолько она огромна. Это еще раз говорит о том, что не следует делать различия между «невероятным» и «невозможным».
Коллега Б. Если память мне не изменяет, то, кажется, известному физику Вильсону принадлежат слова, что эквилибристикой математики можно внушить доверие даже к самой ложной теории. Я не могу, да и не хочу выступать против приложения теории вероятностей к тепловым процессам. Все достижения науки должны быть разумно использованы. Но твой пример носит явно абсурдный характер. Ведь для того, чтобы все молекулы воздуха сами собой переместились из нижней половины сосуда в верхнюю его половину и создали там двойное давление, необходимо затратить работу. Ты же этого условия не обеспечил, поэтому подсчитанная тобою вероятность относится к тому, чего вообще быть не может.
В этом случае невероятное действительно есть в то же время и невозможное. Я знаю, во всех курсах физики невероятное отождествляется с невозможным даже тогда, когда для этого нет достаточных оснований.
Коллега А. А ты приведи мне хотя бы один пример, один процесс, в котором невероятное не соответствовало бы невозможному.
Коллега Б. Привести такой пример очень легко.
Прежде всего, это рождение новых звезд и вечное движение материи. С точки зрения теории вероятностей, с точки зрения энтропистов, это принципиально невозможно.
296
Но ведь это существует! Мы сами с тобой, как живые организмы, являем собой пример нарушения этого правила.
Не признать этих примеров ты не можешь, если только втайне не решил обратить меня в верующего.
Коллега А. Реакционная философия использовала, конечно, учение Клаузиуса для того, чтобы обосновать религиозное представление о начале и конце мира. На этом поприще подвизались не только попы, включая римского папу Пия XII, но и многие псевдоученые. Но современная наука не имеет ничего общего с поповскими представлениями. Наукой доказано: когда наступает равновесие, то вокруг этого равновесия начинаются небольшие колебания — отступления от этого равновесия, или, как их еще называют, флюктуации.
Коллега Б. Я согласился бы объяснить рождение новых миров флюктуацией, если бы эти флюктуации были действительно столь велики. Но ведь ты сейчас же скажешь, что флюктуации заметны лишь для систем, состоящих из небольшого числа частиц, а для систем, состоящих из большого их числа они или совсем незаметны, или почти незаметны.
Коллега А. Хотя мы условились с тобой не выходить за рамки курса физики для всех, однако я хотел бы прибегнуть к некоторым элементарным выкладкам, чтобы показать тебе, что закон возрастания энтропии есть объективный закон природы, а не какое-то субъективное умозаключение и что общая энтропия тел, участвующих при любых реальных процессах, всегда возрастает и только возрастает.
Коллега Б. Я думаю, нам не стоит тратить времени на взаимное объяснение того, что такое энтропия. По этому поводу было так много сказано в научной и технической литературе, что мы едва ли будем в состоянии что-нибудь добавить к написанному. Одни авторы преувеличивали и до сих пор преувеличивают значение понятия «энтропия», другие, наоборот, с не меньшим рвением отрицают всеобщую значимость этого понятия. Я считаю, что и те и другие бесплодно тратят силы.
Для ряда технических расчетов понятие «энтропия» как математическое выражение полезно, и пренебрегать им не следует. Для не слишком больших замкнутых систем оно совершенно справедливо, хотя и не содержит в себе какого-либо нового физического качества, которое ранее не было известно.
297
Ошибочность представлений Клаузиуса состоит не в том, что он установил это понятие, а в том, что он бездоказательно распространил его на всю Вселенную, которая как всем известно, не является замкнутой системой и, следовательно, не подчиняется этому закону. Именно в этом смысле и состоит прежде всего антинаучность постулата Клаузиуса. Наблюдая неограниченно долго бесконечно большую систему, мы обязательно будем встречать в ней как возрастание энтропии, так и уменьшение ее, как рассеяние энергии, так и концентрацию ее.
Мне кажется, что теперь в этом убеждается все большее число представителей науки, и поэтому общие разговоры на эту тему можно сократить. Ни для микромира, ни для бесконечно больших систем понятие возрастания энтропии не имеет смысла.
Коллега А. Но ты же не можешь отрицать взаимную связь между понятием энтропии и вероятностью, которая, так же как и энтропия, при любых процессах никогда не уменьшается, а только возрастает?
Коллега Б. Само собой разумеется, что если мы насыплем в ящик сначала какое-то количество белых шариков, а затем на них такое же количество черных, то при покачивании ящика белые и черные шарики постепенно перемешаются. Раздельное состояние шариков в этом случае будет маловероятным, а смешанное состояние будет более вероятным. Из этого маловероятного состояния ты, конечно, сразу же сделаешь вывод о невозможности раздельного состояния шариков, особенно если общее количество их будет очень велико. Я же такого вывода распространять на все процессы не буду.
Коллега А. Назови мне хотя бы один процесс, в котором невероятное стало бы вероятным. Нет и быть не может таких процессов.
Коллега Б. Изволь. Все мы не раз видели, что ветер гонит плавающий на воде предмет в ту сторону, куда он дует. И никто никогда не видел, чтобы бревно плыло навстречу ветру. Такое движение, безусловно, невероятно, а значит, и невозможно. Так было на протяжении миллионов лет, пока человек не поставил в соответствующее положение парус и руль (бревно или лодка — это принципиального значения не имеет). Какой результат из этого получился, ты знаешь сам, — бревно поплыло против ветра. Силой ветра оно стало перемещаться против ветра. Я убежден, что когда впервые это кем-то было сделано, то первобытные люди смотрели на это как на чудо.
298
Но чудо ли это? Нет, не чудо, а разумное вмешательство человека в процесс взаимодействия участвующих в этом сил.
Коллега А. Но в твоем примере есть направленный поток энергии, поэтому его нельзя отождествлять с тепловым потоком рассеяния.
Коллега Б. А ты считаешь, что тепловой поток лишен направленности? Вы же сами беспрестанно утверждаете, что тепло может распространяться только от более горячего тела в сторону более холодного. Разве это не направленность теплового, а следовательно, и энергетического потока? Конечно, направленность. Мы еще не знаем пока, какой и как поставить «парус» на пути этого потока, чтобы использовать его силу для накопления потенциала. Но я уверен, что такой «парус» найдется.
Коллега А. Я все-таки считаю, что твой пример с бревном не имеет отношения к рассматриваемому вопросу.
Коллега Б. А я думаю наоборот: он имеет очень большое отношение. Движение бревна (или лодки) против силы ветра — ярчайший пример использования силы для движения против самой силы.
Коллега А. Конечно, бревно не может плыть против течения — это невероятно. Но я, право же, не вижу взаимной связи этого явления с самопроизвольным ростом какого-либо энергетического потенциала.
Коллега Б. В том-то все и дело, что вы, сторонники всеобщей деградации энергии, упорно делаете одновременно две ошибки в одном вопросе. С одной стороны, вы все время подчеркиваете слово «самопроизвольно».
Тем самым вы исключаете активную организующую роль человека в этом процессе. И, с другой стороны, подобными утверждениями вы отрываете человека от природы, как будто человек не есть сама природа. Если человек организовал подъем гранитных плит на Ленинские горы, то ведь это в действительности сделала сама природа.
Коллега А. Но есть неумолимый закон природы, ведущий ко всеобщему равновесию. Все видят, как нагретое тело остывает, а вот чтобы чернильница, например, сама собой нагревалась за счет тепла окружающей среды, то этого еще никто и никогда не видел.
