Жизнь и мечта - Ощепков Павел Кондратьевич. Страница 55

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.

223

Другими словами, в основе явления вспышки лежит процесс превращения энергии солнечного магнитного поля в тепловую энергию. Столь быстрый нагрев приводит к возникновению рентгеновского излучения и выделению частиц большой энергии — осколков термоядерных реакций. Ускоряясь в магнитных полях Солнца, частицы достигают энергии космических лучей. Процесс сжатия одновременно приводит к выталкиванию солнечного газа с большими скоростями в космическое пространство.

Специфика космических процессов—в огромных масштабах явлений. Поэтому в лабораторных условиях подчас бывает трудно воспроизвести их. Например, чтобы осуществить процесс, сходный с солнечной вспышкой, потребовалось бы, вероятно, создать магнитное поле с напряженностью около миллиона эрстед, чего пока мы не в состоянии сделать. Однако не подлежит сомнению, что воспроизведение в условиях лаборатории некоторых космических процессов, влекущих за собой сверхмощные выделения энергии, может сыграть революционную роль в энергетике будущего».

Бели эти наблюдения и выводы найдут в дальнейшем подтверждение, то они, несомненно, сыграют крупную роль в развитии представлений о вечном круговороте энергии в природе. В сообщении профессора Северного довольно убедительно показано, что при средней температуре поверхности Солнца около 6000° С на ней наблюдаются явления, сопровождающиеся повышением температуры до многих миллионов градусов. Это ли не подтверждение возможности перехода энергии из низкопотенциального состояния в более высокопотенциальное?

СОЛНЦЕ.

КРУГОВОРОТ ЭНЕРГИИ НА ЗЕМЛЕ

Но надо заметить, что подобные процессы происходят и у нас на Земле, хотя они и не достигают столь высоких температур. Если бы кто-нибудь наблюдал за земным шаром издалека, то он, несомненно, заметил бы очень яркие вспышки, обусловленные огромной температурой грозовых разрядов. Температура Земли и ее атмосферы, как всем известно, не составляет и 300° Кельвина.

224

Температура молекул испаренной воды, составляющих грозовое облако, тоже не выше. Однако, собираясь, сосредоточиваясь, концентрируясь из рассеянного состояния, молекулы воды образуют мощные грозовые тучи, разряд которых создает температуры, измеряемые сотнями тысяч, если -не миллионами градусов.