Виктор Долонько (dolonyko) wrote,
Виктор Долонько
dolonyko

Category:

Всё дело в принципе

Герман ДЬЯКОНОВ *

Насколько сложно устроен наш мир? Каждая эпоха, каждая научная картина этого самого мира, каждая новая научная парадигма отвечают на этот вопрос по-разному. Всё дело в принципах.
Одним из таковых уже почти двести лет (в 1824 г. С. Карно впервые привел доводы в его пользу) является второй закон термодинамики. Я приведу формулировку, данную ровно 170 лет назад У. Томсоном: невозможен процесс, единственным результатом которого является получение системой теплоты от одного источника и выполнение некоторой работы при использовании этой теплоты. Иначе говоря, для получения какого-то «генератора механической силы» мало иметь огромный нагреватель.
Нужен еще холодильник. Приведу более наглядный случай. Человек стоит в квартире на 25 этаже. Он падает, потеряв сознание от счастья. Останется ли он в живых? Если упадет на улицу – нет, если на пол, устланный коврами, то вполне. Дело не в высоте (температуре, электрическом потенциале, давлении), а в разности высот (температур, потенциалов, давлений). Тепло не перейдет само по себе от холодного тела к более нагретому. Нетрудно сообразить, что если некоторую систему тщательно изолировать от всяческих тепловых поступлений, то в ней установится та самая пресловутая средняя температура по больнице во всех ее частях.
Рассуждая далее, мы поймем, что никакая работа в рамках этой системы происходить не будет, а иначе сказать: внутренняя энергия системы будет минимальной. За каким-то лешим некоторым ученым пришло на ум говорить про такое состояние как про состояние максимума энтропии. Что такое энтропия, сейчас не так важно, главное состоит в том, что все процессы в классической термодинамике идут в сторону возрастающей энтропии. А как иначе, будь оно наоборот, тогда бы у нас энергия не потреблялась в наших жилищах, а производилась, и нам бы за нее приплачивали!

И вот в июньском (2021) выпуске «Успехов физических наук» появилась статья, в которой рассматривается уточнение второго закона термодинамики принципом максимума производства энтропии (в англоязычной литературе принята аббревиатура МЕРР).
Вообще так называемые вариационные принципы свойственны мирозданию. Они состоят в том, что какие-то свойства процессов должны принимать крайние значения – либо максимальные, либо минимальные. Известен, к примеру, принцип наименьшего действия в механике, и не только в классической. Так вот в нашем случае ученые склоняются к мысли о том, что энтропия не только возрастает в процессах, где она должна это делать, но делает это при максимуме плотности производства энтропии. По аналогии с принципом наименьшего действия это дает целеполагающий указатель исследователям (курсив потому, что я не уверен в истинности телеологических интенций у Вселенной).
МЕРР подтверждает свое присутствие в геофизике, термодинамике, кристаллографии. Но с 40-х годов прошлого века известен сформулированный И. Р. Пригожиным принцип минимума производства энтропии. Тем не менее, в обоих случаях значения экстремальные, как и с наименьшим действием, которое порой оказывается наибольшим (см. 1-й том Ландау и Лифшица). Прорыв? Кто знает.

* Специалист по теории информатики.

Опубликовано в «Свежей газете. Культуре» от 24 июня 2021 года, № 13 (210)
Tags: Наука
Subscribe

  • Бурная жизнь Ильи Эренбурга

    Татьяна ЖУРЧЕВА * Жизнь каждого человека извилиста и сложна, но, когда глядишь на нее с высоты, видишь, что есть в ней своя скрытая прямая…

  • Почему мы перестали слышать Блока?

    Валерий БОНДАРЕНКО * В августе исполнилось 100 лет со дня смерти БЛОКА. Не то чтобы при абсолютной тишине. Где-то как-то откликнулись. Но…

  • Межи и водоразделы времени

    Сергей ГОЛУБКОВ * 1921 год… Россыпь фактов, мозаика разномасштабных событий, грандиозных и мелких, трагических и…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment