Гелий Салахутдинов - Блеск и нищета К. Э. Циолковского

При движении земных тел, благодаря трению и толчкам, часть механической энергии превращается в теплоту, только часть которой может быть опять превращена в механическую энергию; то же самое происходит и при каждом химическом или механическом процессе. Из этого следует, что первая часть энергии природы - неизменная теплота - непрерывно увеличивается, тогда как вторая, механическая, электрическая и химическая энергия, - непрерывно уменьшается, так что, если физические процессы во Вселенной будут непрерывно идти таким путем, вся энергия превратится, наконец, в теплоту, и тогда может наступить полное равновесие температуры. С этого момента дальнейшие превращения энергии окажутся невозможными, и все процессы должны будут приостановиться [12, с. 16-17], т.е. наступит тепловая смерть Вселенной.

Обратим внимание, что речь здесь идет (в частности) о том, что переход разных видов энергии в тепловую как раз и является свидетельством ее рассеивания или процесса возрастания энтропии.

Из многочисленных формулировок второго закона термодинамики одна как раз и подчеркивает переход от порядка к беспорядку, т.е. от организованного механического движения к хаотическому тепловому движению.

В конце XIX - начале XX в. велись жестокие философские баталии в отношении высказанной Р. Клаузиусом и В. Томсоном идеи о тепловой смерти Вселенной.

Достаточно четко эта мысль была сформулирована В. Томсоном, который писал: "В прошлом, отстоящем на конечный промежуток времени от настоящего момента, Земля находилась и, спустя конечный промежуток времени, она снова очутится в состоянии, непригодном для обитания человека, если только в прошлом не были проведены и в будущем не будут предприняты такие меры, которые являются неосуществимыми при наличии законов, регулирующих известные процессы, протекающие ныне в материальном мире" [79, с. 182].

Материалисты, увидев в выводах из этого закона начало и конец света, всю эту философию стали называть поповской легендой, против которой повели свои наступательные действия.

Не вдаваясь в подробности развернувшейся в то время дискуссии, остановимся только на отдельных аргументах противников этой идеи.

Н.Г. Чернышевский в 1885 году писал: "Если бы могло настать когда-нибудь такое состояние (т.е. тепловая смерть Вселенной - Г.С.), оно было бы уже наставшим с бесконечно давнего прошлого. Эта аксиома, против которой нет никаких возможных возражений" [174, с. 534].

И далее: "Формула, предвещающая конец движению во вселенной, противоречит факту существования движения в наше время. Эта формула фальшивая" [174, с. 535].

А вот фрагмент из статьи профессора Московского университета Н.А. Умова(1904-1905 гг.):

"Перейдем теперь к вопросу о смерти нашего мира. Не поражало ли вас, что, несмотря на рост энтропии, на идущее от века рассеяние энергии, наш мир никак не может умереть и небесные светила не могут потухнуть?" [173, с. 282].

А теперь - аргумент К.Э. Циолковского:

"Так, согласно усердным последователям Клаузиуса и Томсона, теплота тел стремится к уравнению, к одной определенной средней температуре; иными словами, энтропия вселенной непрерывно растет.

Настанет время, когда Солнце потухнет, мир замрет, живое уничтожится.

Но этого не будет, если постулат Клаузиуса не признавать началом или законом (ну, и логика - Г.С.). Мир существует давно, даже трудно предположить, чтобы он когда-нибудь не существовал. А если он уже существует бесконечное время, то давно бы должно наступить уравнение температур, угасание Солнца и всеобщая смерть. А раз этого нет, то и закона нет, а есть только явление, часто повторяющееся" [97, с.6-7].

Оригинальная точка зрения, не правда ли? Главное - самостоятельная и, как всегда, без ссылок на предшественников.

Теперь приведем цитату И. Ньютона, относящуюся к 10 декабря 1692 года, когда в письме к Бентли он писал:

"Мне кажется, что если бы вещество нашего Солнца и планет и все вещество Вселенной было равномерно рассеяно по всему небу, и каждая частица обладала врожденным тяготением ко всему остальному, и все пространство, по которому это вещество рассеяно, было бы, тем не менее, конечным, то вещество с наружной стороны этого пространства направлялось бы его тяготением ко всему веществу внутри и в результате упало бы в середину всего пространства и образовало бы там одну большую сферическую массу. Но если бы вещество было равномерно распределено

по бесконечному пространству, оно никогда бы не собралось в одну массу, но некоторое его количество собралось бы в одну массу, а некоторое количество в другую так, чтобы создать бесконечное число больших масс, рассеянных на больших расстояниях друг от друга по всему бесконечному пространству. И так могли быть образованы Солнце и Неподвижные Звезды, если считать, что вещество имеет постижимую природу" [194, с. 234].

Эту идею И. Ньютона подхватили Кант, Лаплас и Гельмгольц. К.Э. Циолковский узнал о ней из работ Лапласа, с которыми он был несомненно знаком (вероятно, с [31 ]) и использовал в своих первых работах, посвященных причинам Солнечной энергии, т.е. лучеиспускания, причем сделал это после Гельмгольца.

И вот эту-то идею он и противопоставил второму началу термодинамики. Он, в частности, отмечал, что атомы и молекулы вещества притягиваются к центру планет, светил и пр., что приводит ко все большему сжатию вещества по направлению к центру притяжения. Поскольку сжатие сопровождается выделением тепла, то налицо источник тепла, видимо, по мнению К.Э. Циолковского - неисчерпаемый. Следовательно, тепло переходит от холодных молекул к теплому ядру, и в этом он видел нарушение рассматриваемого закона.

Он писал: "...постулат Клаузиуса в чистом виде, без оговорок, не оправдывается.

Сила тяготения, как и другие причины, - число же их неизвестно - его нарушают...

...В своем чистом виде постулат может быть нарушен и еще во множестве случаев, но опять-таки не сам собою, а вследствие каких-либо исключительных условий" [97,с.18].

Заканчивает он свою работу таким утверждением: "действительно, теплота переходит от холодного тела к теплому, но не сама собой, а через вмешательство силы тяготения" [97, с. 19].

Если бы он хотя бы прочитал работу Р. Клазиуса [24], то вряд ли появилась бы его работа [97], представлявшая собой нечто иное, как борьбу с недостаточно четким изложением второго начала термодинамики в используемых им источниках, т.е. фактически с его собственным непониманием этого закона.

Если в соответствующем тепловом процессе появляются некоторые явления, компенсирующие потери тепла, то закон этот будет нарушаться именно потому, что это обстоятельство оговорено в его формулировке или, другими словами, из-за нарушения области и (или) условий его применения.