Космос - «мир, вселенная и мироздание» (др. греческий), первоначальное значение - «порядок, гармония, красота».
Впервые термин Космос для обозначения Вселенной был применён Пифагором...








Интересные сайты:




Феномен человека на фоне универсальной эволюции

Глава III Энтропия и беспорядок

Попытки решения

3.2.2. Второе направление: флуктуационная гипотеза

Первой попыткой решения проблемы применимости закона возрастания энтропии была флуктуационная гипотеза JI. Больцмана. Отождествляя вероятные макросостояния, отвечающие большим значениям энтропии, с неупорядоченными, он в 1886 г. еще полагал, как мы видели, что окружающий нас мир обречен на тепловую смерть. Однако в результате полемики с Э. Цермело в 1896-1897 гг. по поводу Н-теоремы он, пытаясь парировать аргументы оппонента, формулирует новую точку зрения, оказавшуюся более оптимистичной. Надо установить, говорит он, как это получилось, что окружающие нас тела находятся в очень невероятных состояниях [Boltzmann, 1896; Рус. пер. С. 450]. Для ответа на этот вопрос Больцман и выдвигает флуктуационную гипотезу [Boltzmann, 1897, 1895-1898], согласно которой окружающая нас макроскопическая область Вселенной является гигантской флуктуацией, тогда как Вселенная в целом находится в равновесном состоянии. Человек, по Больцману, потому только и имеет возможность наблюдать эту чрезвычайно маловероятную флуктуацию, что представляет собой ее порождение.

Будучи внутренне непротиворечивой, флуктуационная гипотеза Больцмана, однако, вступает в противоречие с действительностью. Ее несостоятельность становится особенно рельефной, если ее развить, как это и делает Больцман, до логического завершения.

Примем на минуту точку зрения Больцмана. Вселенная в целом находится в равновесии, т. е. мертва. Но то тут, то там в ней возникают флуктуации — миры, в части которых энтропия растет, а в части — убывает. Необратимость, таким образом, не носит абсолютного характера, направление процессов зависит от того, в каком из миров-флуктуаций вы находитесь. «Таким образом, — говорит Больцман, — для Вселенной в целом два направления времени являются неразличимыми, так же как в пространстве нет верха и низа» [Boltzmann, 1897; Рус. пер. С.461].

Как видим, флуктуационная гипотеза необходимо приводит к трактовке необратимой эволюции как иллюзии. «Одна из больцмановских идей, — пишет С. Браш, — подмыла абсолютный характер времени самого по себе. Отталкиваясь от того аргумента, что энтропия не может всегда расти, но сама может быть объектом статистической флуктуации, он предположил полусерьезно, что принцип возрастания энтропии можно было бы сохранить, если просто определить направление времени как направление, в котором энтропия растет» [Brush, 1988. Р. 238].

Больцман, таким образом, первым, и совершенно правомерно, связал проблему применимости закона возрастания энтропии с проблемой необратимости. Если мы считаем необратимость иллюзией, то тогда незачем говорить ни о законе возрастания энтропии, ни об эволюции.

Предложенная Больцманом трактовка необратимости как иллюзии была отрицательно воспринята большинством ученых. «Идея Больцмана поражает своей смелостью и красотой, — пишет, например, К. Поппер. — Вместе с тем она заведомо неприемлема, по крайней мере для реалиста. Она объявляет одностороннее изменение иллюзией. В таком случае трагическую гибель Хиросимы также следует считать иллюзией. Но тогда и весь наш мир становится иллюзией вместе со всеми нашими попытками узнать о нем нечто новое. Тем самым идея Больцмана... обрекает себя на поражение. Идеалистическая гипотеза Больцмана имеет характер ad hoc гипотезы и противоречит его собственной реалистической... философии» [Popper, 1976. Р. 160; Цит. по: Пригожин, Стенгерс, 1986. С. 323]. С этой оценкой Поппера солидарны И. Пригожин и И. Стенгерс, из книги которых заимствована цитата. Солидарен с ней и автор этих строк.

Будучи внутренне непротиворечивой, флуктуационная гипотеза тем не менее имела немало сторонников среди специалистов по термодинамике и статистической физике, в числе которых мы находим А. Эйнштейна и М. Смолуховского, которые, восприняв от Больцмана флуктуационную проблематику и заложив основы теории флуктуаций как раздела неравновесной статистической физики, взяли на вооружение и его флуктуационную гипотезу вкупе с даваемым ею объяснением необратимости как иллюзии.

Приведем высказывание Эйнштейна, свидетельствующее о том, что он понимал природу необратимости именно таким образом: «Больцман... показал, что, согласно кинетической теории, процесс, обратный необратимому тепловому процессу, с точки зрения термодинамики хотя и возможен принципиально, но вероятность того, что он действительно произойдет, практически равна нулю... по Больцману, усредненные опытные законы создают нам видимость необратимости тепловых процессов» [Einstein, 1915; Рус. пер. С. 349].

Слово «видимость» здесь — не случайная оговорка, Эйнштейн не раз повторял, например, в письмах к своему другу М. Бессо, что различие мезду прошлым и будущим является иллюзией, обусловленной «неверными» начальными условиями [Пригожин, Стенгерс, 1986. С. 365; Пригожин, 1999. С. 144]. Правда, в 1949 г. он высказывается уже более осторожно, считая реальной макроскопическую необратимость, однако по-прежнему полагая обратимыми процессы на микроуровне: «Если из В в А можно послать (протелеграфировать) сигнал (проходящий в непосредственной близости от мировой точки Р), а из А в В послать сигнал нельзя, то тем самым будет установлен односторонний (т.е. асимметричный) характер направления времени, т. е. для направления стрелки не будет свободы выбора.

Здесь существенно, что посылка сигнала является необратимым (в смысле термодинамики) процессом, связанным с возрастанием энтропии (в то время как, согласно нашим современным представлениям, все элементарные процессы обратимы)»(выделено Эйнштейном. — С.Х.) [Эйнштейн, 1967. С. 314].

Аналогична ранней позиции Эйнштейна и позиция Смолуховского, утверждающего, что необратимые процессы на самом деле обратимы по времени и что необратимость всегда носит кажущийся характер: «Теплота, — говорит он, — сама собою может переходить от более низкой температуры к более высокой, а кажущиеся необратимые процессы в действительности являются обратимыми. Для этого... необходимо только ждать, пока это появится само собою в силу законов случая... Любое состояние, как бы оно ни было „невероятным", с течением времени будет достигнуто» [Smoluchovski, 1912; Рус. пер. С. 197-198]. В согласии с флуктуационной гипотезой, Смолуховский утверждает, что «энтропия может как возрастать, так и убывать» и что «может быть даже всю солнечную теплоту следует рассматривать лишь как само собою появившееся скопление теплоты внутри системы, находящейся в состояния равновесия, — однако, если выйти за область средних флукгуаций, то вероятность такого скопления уменьшается несравненно быстрее, чем его величина» [Smoluchowski, 1914; Рус. пер. С. 203].

Будучи существенно антиэволюционной, флуктуационная гипотеза сегодня непопулярна. И не потому, что вероятность больцмановской флуктуации нашего макроскопического мира, размеры которого чрезвычайно раздвинула современная астрономия (см. разд. 6.1), исчезающе мала. И не потому даже, что появляются все новые данные, говорящие о неравновесности всей Вселенной (см. разд. 6.5 и 6.10). Дело в том, что побеждает эволюционный подход как таковой.





Назад     Содержание     Далее















Друзья сайта: