Павел Ощепков - Жизнь и мечта

Некоторые другие физики высказывались на этот счет так:

— Помилуйте, да это же философия, политика. При чем тут физика?

Поскольку так часто ссылаются на энтропию, следует, пожалуй, остановиться на этом понятии несколько подробнее, хотя и не хотелось бы приводить здесь узкоспециальной терминологии.

В физике в самом общем случае под энтропией понимается мера вероятности существования данной системы. Чем больше энтропия, тем более вероятно состояние системы. Другими словами, приращение энтропии системы всегда больше или равно нулю [9] 1 Математически это соотношение записывается так: ASCHCT>0. .

220

Такое соотношение выражает, с одной стороны, принцип неуклонного возрастания энтропии, преобладания более вероятных событий над менее вероятными, а с другой стороны, оно является еще одной математической формулировкой второго закона термодинамики.

На основании изучения необратимых процессов в замкнутой системе Клаузиус пришел к выводу, что и во Вселенной в целом, которую, кстати сказать, никак нельзя считать замкнутой системой, энтропия стремится к максимуму, и тем «обосновал» неизбежность тепловой смерти ее. Он сделал вывод, что рано или поздно течение всех тепловых процессов прекратится и Вселенная достигнет равновесия.

Еще в прошлом веке многие ученые отрицали этот «энтропийный постулат» Клаузиуса и принцип необратимости. В их числе были европейские ученые Ю.-Р. Майер, Г.-Л.-Ф. Гельмгольц, К.-О. Мор, У.-Д.-М. Ранкин, В.-Ф.-Г. Нернст и другие. Однако реакционная философия использовала толкование Клаузиуса для того, чтобы доказать4 правильность религиозных представлений о «начале» и «конце» мира. На протяжении многих десятилетий оно преподносилось во всех учебниках как незыблемый закон природы и стало приниматься на веру.

В наше время толкование Клаузиуса уже не имеет той силы, как еще несколько лет назад. Теперь все чаще и больше раздается голосов о том, что постулат Клаузиуса не универсален. Эти голоса проникают в научную и техническую литературу, в учебники для вузов.

Антинаучность утверждения Клаузиуса о стремлении энтропии мира к максимуму заключается именно в том, что выводы о возрастании энтропии в изолированной системе он бездоказательно перенес на неизолированную и даже на безграничную систему, какой является Вселенная.

Один из основоположников статистической физики и физики кинетики австрийский ученый Л. Больцман, а затем польский физик-теоретик М. Смолан-Смолуховский и русский физик Н. Н. Пирогов, опираясь на законы статистической физики и теорию вероятностей, показали, что переход тепла от тел более нагретых к менее нагретым, сопровождающийся увеличением энтропии, является лишь наиболее вероятным в замкнутой конечной системе, а не абсолютно необходимым. В отдельных частных случаях даже в замкнутой системе энтропия может не увеличиваться, а уменьшаться. В микромире и в громадных пространствах Вселенной, к которым нельзя применять упрощенные выводы теории вероятностей, могут происходить процессы и с уменьшением энтропии.

221

Второй закон термодинамики носит, следовательно, не абсолютный, а статистический характер.

Очень важное замечание имеется в предисловии академика А. И. Берга к книге английского ученого Старффорда Вира «Кибернетика и управление производством», выпущенной Физматгизом в 1963 г. На странице 5 мы читаем: «Кибернетика, как самостоятельная наука, сформировалась именно благодаря тому, что было открыто единство процессов управления, где бы они ни происходили, ибо все они характеризуются точной количественной мерой — уменьшением энтропии».

ПРИРОДА —ВЕЛИКИЙ УЧИТЕЛЬ

Что в природе могут происходить самопроизвольные процессы, ведущие к образованию высоких температур, теперь должно быть совершенно бесспорным. По данным советских ученых В. А. Амбарцумяна, В. Г. Фесенкова, О. Ю. Шмидта и других астрономов, образование звезд происходит вечно, следовательно, и в нашу эпоху.

Теперь уже доказано, что в мире звезд и галактических туманностей непрерывно происходят новообразования. Но ведь и наша Земля также не представляет собой какое-то флуктуационное отклонение от некой мифической «линии равновесия», а является продуктом концентрации и только концентрации космической пыли, осколков и всяких других больших и малых небесных тел.

Отто Юльевич Шмидт был безусловно ;прав, когда выдвинул концентрационную теорию образования Земли.

Этот процесс концентрации происходит и сейчас.

Притягивая и воспринимая на себя или в свою атмосферу ежедневно тысячи и тысячи больших и малых метеоров, наша Земля и сейчас массой своей растет. На Солнце этот процесс концентраций идет, вероятно, еще быстрее.

Космическая пыль и метеориты, являющиеся продуктом распада некогда сконцентрировавшихся систем, сами продукт концентрации, поскольку не только все сложные тела, но и все сложные атомы представляют собой продукты образования из более простых частиц— нуклонов и атомов водорода, составляющих и заполняющих все межзвездное пространство.

222

С одной стороны, во всем обозримом межзвездном пространстве мы видим элементарные атомы водорода, состоящие из двух качественно противоположных частиц (протонов и электронов) и находящиеся в весьма рассредоточенном состоянии (их не более чем 104 атомов в 1 см3 пространства, а то и того меньше). С другой стороны, гигантские скопления этой материи в виде звезд, планет и т. д., в которых концентрация атомов доходит до 1022—1023 атомов в 1 см3 у поверхности, а в центре этих образований и того больше. В переводе на массу атомов водорода последние цифры должны быть увеличены еще на несколько порядков.

Если бы не было в природе процесса образования сложных атомов из более простых, мы не могли бы сейчас наблюдать естественный распад сложных радиоактивных элементов на более простые и тем более вызывать его искусственно. Процессы образования сложных атомов из более простых, а также обратного распада этих сложных атомов на более простые наглядно иллюстрируют собой закон концентрации и деконцентрации в действии.

Интересные данные о возникновении высоких температур на Солнце сообщил в 1962 г. директор Крымской астрофизической обсерватории член-корреспондент Академии наук СССР профессор А. Б. Северный. Ввиду большого значения этих данных для рассматриваемого нами вопроса приведу их возможно полнее. В «Правде» от 3 января 1962 г. профессор Северный писал: «Особый интерес представляет изучение спектра Солнца, дающего ценнейшую информацию об атомных процессах, химическом составе, температуре, давлении в солнечных газах. Спектр позволяет измерять солнечные магнитные поля, следить за их изменением. Так, например, большая работа по расшифровке спектров солнечных вспышек и магнитных полей, связанных с ними, проведенная в Крымской астрофизической обсерватории, привела к заключению, что вспышки — своеобразные взрывы, возникающие в результате быстрого сжатия магнитных полей, приводящего к кратковременному нагреву небольшого объема солнечного газа до очень высоких температур — около 30 миллионов градусов.