1. В
чем проблема?
законы
механики обратимы, что как будто бы противоречит вытекающему из второго закона
термодинамики условию возрастания энтропии в замкнутой термодинамической системе: получается, что разные части физики
по-разному трактуют понятие времени. В начале XX века проблема противоречия
между динамикой и термодинамикой “привлекала к себе пристальное внимание;
сейчас интерес к ней заметно упал, но не потому, что проблема была решена, а,
скорее, потому, что все привыкли к мысли, что ее решить невозможно”.[1]
В
результате получили широкое распространение квазифилософские рассуждения о
«стреле времени»[2], которую задает
2-е начало термодинамики (необратимость времени якобы связана с возрастанием
энтропии[3]).
2. Как проблему решить?
Основа
для разрешения этой проблемы – онтологический принцип единства мира. Обсуждаемое противоречие существует в наших
описаниях природы, а не в природе как таковой: Природа едина по своей сути, и
не может обладать логически противоречащими друг другу свойствами.
3. Где же ошибка?
Ошибкой
является нарушение закона тождества в процессе рассуждений, приводящих к
“противоречию” между механикой и термодинамикой:
А)
2-е начало было введено при построении термодинамики аксиоматически;
Б)
затем оно было обосновано в рамках статистической физики Максвеллом и
Больцманом с опорой на теорию вероятности; для любой системы существует пусть и
крайне малая, но не равная нулю вероятность его нарушения (тем более высокая,
чем меньшее число элементов ее слагает);
В) Таким образом,
при редукции 2-го начала к динамике оно трактуется как закон
статистический, а затем к нему предъявляются требования (безосновательно!) как
к закону динамическому (истинному всегда и везде, при любых условиях).
“Противоречие” между динамикой и термодинамикой – следствие этого
неправомерного (для вероятностного по своей сути утверждения) статуса 2-го
начала, что и налагает запрет на некие динамически возможные состояния.
4. Об апелляциях к «здравому смыслу»:
В
своих работах И.Пригожин и его соавторы акцентируют внимание на том, что каждый
может наблюдать растворение капли частиц в воде, но никто не наблюдал обратной
картины. Действительно, почему мы не наблюдаем в природе процессов типа
концентрации рассеянной в стакане воды капли чернил? Краткий ответ может быть
таков: из-за недостаточного времени наблюдения. В вероятностных терминах
утверждение 2-го закона термодинамики о неуклонном росте энтропии лишается
своей таинственности и звучит почти как тавтология: более вероятные процессы
происходят с большей вероятностью.
На самом деле и в рамках
механики можно обнаружить необратимые процессы: так, по образцу “стрелы
времени” можно ввести “стрелу пространства” на основе того факта, что тяготение
на Земле всегда направлено к ее центру
(никто ведь не считает нарушением симметрии уравнений механики тот факт,
что камни самопроизвольно катятся только под гору!).
5. Подробнее см.: здесь
А также:
Егоров Д.Г. Самоорганизация, энтропия, развитие:
"порядок из хаоса" или "порядок из автономности"? //
Философия науки. № 1, 2003. С. 3-17.
Егоров
Д.Г. Информационные меры для анализа геологических самоорганизующихся
систем. С-Пб, Наука, 1997.
Решение «проблемы» столь просто, что автору сложно
представить, что за полтора века никто до него не додумался; тем не менее,
публикаций, где в явном виде было бы приведено разрешение этой «проблемы» до
1997 года (даты нашей первой публикации на обсуждаемую тему) нам неизвестно.
[1] Мартынов
Г.А. Неравновесная статистическая механика, уравнения переноса и второе начало
термодинамики // Успехи физических наук, 1996, т. 166, № 10. С. 1121.
[2] Eddington
A. The Nature of the Physical World. Ann Arbor: Univ. of Michigan Press, 1958.
[3] См., например: Пригожин И.Р., Стенгерс И. Время, хаос и квант: К решению парадокса времени. М.: Прогресс, 1999.