Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Что такое полная обратимость?
…легко быть философами, выучась наизусть три слова: “Бог так сотворил” – и сие дая в ответ вместо всех причин. М.В.Ломоносов При обсуждении 2-го закона термодинамики очень скоро выяснилось, что при определенных предположениях о свойствах молекул - носителей теплового движения - он может быть выведен средствами теории вероятности. Возник вопрос, как это может получаться из строго детерминированной (подчиняющейся однозначным законам) классической механики? Обычно приводится рассуждение: если обратить все движения в противоположную сторону (перевернув также и магнитные поля), то статистическая система будет повторять свои предшествующие состояния в обратном порядке. Таким образом, классическая механика как будто допускает системы, в которых вместо выравнивания температуры будет наблюдаться увеличение температурной неравномерности. Все здесь замечательно за исключением того, что осуществить это невозможно: классической механикой обращение скоростей категорически запрещено — вспомните: “любое тело сохраняет состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, пока на него не подействует какая-либо сила”. Кроме того, реальные системы всегда имеют хаотические внешние условия; простыми расчетами и компьютерными экспериментами легко показать, что в этом случае никакого увеличения температурной неравномерности не происходит, если даже искусственно перевернуть все скорости частиц; в ходе этих расчетов и экспериментов выясняется, кстати, что любые погрешности расчетов постепенно уводят систему от строгого повторения предшествующих состояний и опять-таки направляют по пути, предсказываемому 2-м законом термодинамики. Изучение квантовомеханических явлений инициирует новые взгляды на проблемы обратимости (которые, вообще-то, должны были бы возникнуть и без квантовой механики). Строго говоря, полная обратимость какого либо явления должна означать, что от этого явления не остается никакого следа — ни в человеческой памяти, ни в записях приборов, ни в других телах, т.к. все эти следы суть необратимые изменения соответствующих носителей памяти. Если в Вашем сердце загорится Солнце, а через некоторое время все вернется к исходному положению, то Вы этой вспышки даже не заметите!
Представления о существовании обратимых движений могут оказаться в определенном смысле полезными, хотя, на первый взгляд, мало к чему обязывающими. Под видимой оболочкой необратимых проявлений может находится целый океан полностью и частично обратимых процессов. Тот спектр необратимых явлений, который мы видим, можно представить как результат действия определенных комбинаций упомянутых процессов. Наиболее грубо и явственно необратимость фиксируется изменением состояния атома, что может иметь своим продолжением химическую реакцию, поворот магнитного момента и т.п.. Можно, однако, представить, что имеются более тонкие изменения, улавливающие волны фаз задолго до появления 9-го вала. Этим могут объясняться экстрасенсорные способности отдельных людей. Такое объяснение, впрочем, покажется слишком прозаичным для людей, которые возвели в принцип невозможность научного подхода. Скорость распространения обратимых взаимодействий не обязана быть ограниченной скоростью света, т.к. все измерения этой величины относились к необратимым его воздействиям. При этом острота корпускулярно-волновой проблемы квантовой механики просто перестает существовать. Среда, которая передает обратимые взаимодействия (назовите ее физическим вакуумом или эфиром — как угодно) может обладать любой плотностью и передавать сколь угодно тонкие и быстрые сигналы, которые, впрочем, при полностью обратимых взаимодействиях не могут иметь последствий (что касается частично обратимых процессов, то тут заранее сказать ничего нельзя). Одним из основных, а может быть даже единственным аргументом против теории Лоренца в конце XIX века была слишком высокая, согласно теории упругости, жесткость “эфира” – гипотетической среды распространения света, которая соответствовала бы наблюдаемой его скорости. Представления XIX века об “эфире” молчаливо подразумевали отсутствие в нем непотенциальных взаимодействий, которые могут передаваться с большой скоростью и в разреженной среде. Заметим, что современная физика не идентифицирует массу с количеством матврии. В модели с обратимыми процессами массу, как и скорость света, можно считать некоторыми мерами необратимости.
Характер результатов квантовой механики становится в один ряд с характером результатов других наук: их детерминированность или вероятностность зависит от возможности точного описания влияющих факторов. Естественно, что волновое поведение частиц требует для своего объяснения существования квантовомеханических взаимодействий в структурах этих частиц. Ясно, что те же выводы мы получили бы, если бы с самого начала не расширяли известные факты ограниченности скорости определенных взаимодействий на другие, даже еще неизвестные взаимодействия. Заметим, что в изложенной концепции становится очевидным абсолютно необратимый характер классической механики. Если мы вернемся к вопросу о пространственной протяженности элементарных частиц, то заметим, что у нас теперь нет никакой необходимости считать эти частицы имеющими нулевой размер; более того, учитывая создаваемые телами поля, если не делать заранее никаких необоснованных предположений, мы должны вначале положить, что любое тело занимает весь бесконечный объем, взаимопроникая в другие тела и взаимодействуя с ними. Разумеется, ничто не мешает сузить это априорное (предварительное) предположение при решении различных конкретных задач. При этом выясняется, что понятие материального тела, считавшееся в классической механике само собой разумеющимся, представляет на самом деле продукт нашего анализа окружающего мира. В свете изложенного, вопрос о том, “прыгают” ли частицы по пространству, или волновые свойства присущи их внутренней структуре, допускает теперь некоторое третье представление: в едином бушующем мире, где частицы рождаются, взаимопроникают, взаимопревращаются и взаимодействуют друг с другом, где само понятие частицы определенного сорта часто зависит от неких джентльменских соглашений, неделимо-атомистические представления сами по себе теряют смысл; по-другому видится также и понятие “внутренняя структура”. Из всего сказанного следует, что, если даже полная обратимость в чем-то и существует, то она никак не решает проблем 2-го закона термодинамики. А проблемы эти заключаются не столько в страхе перед “тепловым” концом света, сколько в логической несообразности такого хода событий. Если должен быть конец света, то должно быть и начало. Сразу возникает вопрос: а что было до этого начала? Что, 2-й закон действовал наоборот? А какова механика этого обратного действия? И почему все изменилось? Говоря научным языком, абсолютизация 2-го закона термодинамики приводит к абсурдному выводу об отрицании принципа однородности времени (частным следствием которого является закон сохранения энергии-массы), равноценного принципу причинности и, в конечном счете, идее единства мира(см. гл. 13). Если мы будем отрицать существование механизма образования температурных неравномерностей (или, как еще говорят, термодинамических неравновесностей) в известных нам условиях, то, в конце концов, все равно вынуждены будем признать существование такого механизма при других условиях, которые нормальная, недогматическая наука просто обязана найти. Ясно, что неполнота и ущербность наших теорий могут, кроме всего прочего, скрывать от нас и чисто практические возможности.
Бытующее предположение, что 2-й закон не абсолютен из-за бесконечности Вселенной, не соответствует ни масштабам, ни расположению реальной неравновесности окружающего мира: она выглядит пришедшей из прошлого, а не из бесконечности; кроме того его авторы весьма невнятно объясняют конкретный механизм действия своей модели. По тем же причинам несостоятелен тезис о том, что 2-й закон неприменим для открытых систем: если в открытую систему не вносить термодинамических неравновесностей, то этот закон будет действовать еще неумолимей, чем в изолированных системах, причем это положение справедливо для сколь угодно больших объемов. Введение условия изолированности в классические формулировки 2-го закона по мысли первооткрывателей закона должно было придать этим формулировкам большую строгость, а вовсе не для того, чтобы оставить дальнейшим интерпретаторам лазейки для туманных заморочек. На самом деле изолированных систем в природе просто не существует: самый совершенный теплоизолятор беспрерывно вносит в статистическую систему хаос от столкновений с огромным количеством молекул стенки, в то время как для нарушения необходимых условий справедливости механической теоремы Пуанкаре достаточно и одной хаотической молекулы. Здесь мы должны четко осознать, что, очевидно, не может быть и речи о простой отмене 2-го закона, как, скажем, закона о каком-нибудь налоге. Речь может идти лишь о расширении его такой системой представлений, которая не имела бы изложенных выше внутренних противоречий, наподобие расширению классической механики квантовыми представлениями.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-07-19; просмотров: 48; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.144.230.82 (0.008 с.) |